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《中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)》 2007年
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广州等城市中学生与电子垃圾拆解地—贵屿镇人群尿中多环芳烃羟基代谢物的初步研究

范瑞芳  
【摘要】: 多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是广泛存在于各种环境介质中的毒害有机物,可通过呼吸道、消化道、皮肤接触等途径进入人体,增加肺癌、皮肤癌和膀胱癌等恶性肿瘤的发病率。广东地区近二十年高速的经济发展致使环境污染呈加剧趋势。全国14座城市大气污染的研究表明,广州大气中的可吸入粒子PM_(2.5)污染非常严重,可能对人体健康造成危害。国际上已对人体尿液中各种多环芳烃的羟基代谢物展开研究。但在我国,人体中多环芳烃羟基代谢物的研究尚处起步阶段,且主要集中在1-羟基芘上,缺乏系统研究。大部分多环芳烃对人体的健康风险评价依靠环境介质中的浓度水平进行推算,难以客观反映人体的内暴露水平。 本论文以高效液相-双质谱(Liquid chromatography coupled with tandem massspectrometry,LC-MS/MS)为分析手段,对人体尿液中11个羟基多环芳烃代谢物的暴露水平进行研究,研究对象包括珠江三角洲地区广州、珠海、从化等三城市的中学生、汕头贵屿镇电子垃圾拆解工人及周边地区对比人群。通过本论文的研究,客观报道了广东部分地区背景人群及职业暴露人群中多环芳烃的内暴露水平,并对可能影响内暴露水平的各种环境因素进行了初步的探讨。 首先利用LC-MS/MS技术建立了两种不同的多环芳烃羟基代谢物的检测方法。利用大气压化学电离(APCI)正源模式,实现了1-羟基芘和3-羟基苯并[a]芘的快速检测,整个仪器分析流程仅需10分钟,适合于大量样品的快速检测;同时采用电子喷雾负源模式,建立了另一种灵敏度较高的分析方法,可同时分析2-羟基萘、1-羟基萘、2-羟基芴、1-羟基菲、2-羟基菲、3-羟基菲、4-羟基菲、9-羟基菲、6-羟基屈、1-羟基芘、3-羟基苯并[a]芘等11个多环芳烃羟基代谢物,各化合物的检出限在0.04-0.61μg/L间,为系统开展多环芳烃的内暴露研究打下了基础。 对从化、珠海、广州三城市中学生尿液中多环芳烃羟基代谢物的研究发现,共有9个二到四环的多环芳烃代谢物被检测到,三城市各化合物浓度的中值和范围(μmol/mol肌酐)分别是2-羟基萘2.67(0.08~13.93)、1.42(0.10~4.73)、3.49(0.70~86.65);1-羟基萘0.85(0.15~11.12)、0.41(0.00~2.74)、1.69(0.56~79.84);2-羟基芴1.04(0.10~6.26)、0.71(0.08~3.10)、1.54(0.40~6.40);2-羟基菲0.12(0.05~0.92)、0.07(0.01~0.33)、0.18(0.06~1.06);3-羟基菲0.18(0.07~0.74)、0.11(0.02~1.06)、0.25(0.05~0.50);1-+9-羟基菲0.21(0.06~2.90)、0.20(0.06~1.14)、0.64(0.19~1.53);4-羟基菲0.03(0.00~0.22)、0.004(0.00~0.24)、0.008(0.002~0.14);1-羟基芘0.82(0.20~3.72)、0.42(0.00~1.85)、1.42(0.23~6.98)。与珠海、从化两城市中学生相比,广州中学生体内各多环芳烃羟基代谢物的浓度水平普遍偏高,其中羟基萘的暴露水平是另外两城市学生的2-3倍。对于生活作息较为接近的学生而言,背景环境中多环芳烃浓度水平的高低可能是导致三地学生内暴露水平明显差异的主要原因;与欧美及东南亚国家相比,各多环芳烃代谢物浓度水平明显偏高。例如,与美国同年龄段背景人员相比,各多环芳烃代谢物浓度水平分别是美国样本的10倍左右。 汕头贵屿镇电子垃圾拆解工人及周边地区对比人群研究发现,三个暴露点拆解工人各多环芳烃羟基代谢物浓度的中值和范围(μmol/mol肌酐)分别为:2-羟基萘6.76(1.07~34.69)、9.90(1.72~33.91)、13.01(1.75~32.46);1-羟基萘2.03(0.33~8.91)、3.43(0.48~21.01)、2.89(0.19~24.44);2-羟基芴5.91(0.30~20.46)、4.46(0.52~10.79)、4.77(0.40~15.24);2-羟基菲0.22(0.03~0.76)、0.19(0.07~0.40)、0.17(0.05~0.71);3-羟基菲0.25(0.06~0.66)、0.27(0.11~0.79)、0.31(0.06~1.13);1-+9-羟基菲0.69(0.10~2.53)、0.61(0.20~1.69)、0.55(0.21~1.98);4-羟基菲0.02(0.00~0.37)、0.03(0.00~0.10)、0.03(0.00~0.19);1-羟基芘0.73(0.20~4.00)、0.48(0.00~1.42)、0.93(0.04~10.17),与国外各种职业暴露水平相当;贵屿周边地区对比人群的含量却与国际报道的背景人群相差明显,表明废旧电子垃圾回收产业造成的PAH污染已对当地及周边地区的居民产生了健康危害,大气中PAH的迁移可能是主要原因。 多环芳烃羟基代谢物的两两相关性分析表明,1-羟基芘作为一个最常用的生物标志物与其它多环芳烃羟基代谢物间的相关性较差,仅采用1-羟基芘进行人体多环芳烃内暴露评价,无法客观反映人体的实际水平,需多个代谢物联合研究。分析结果显示,2-羟基萘与总羟基萘、1-+9-羟基菲与总羟基菲、2-羟基芴与其它多环芳烃羟基代谢物有较好的相关性,说明用2-羟基萘、1-+9-羟基菲、1-羟基芘、2-羟基芴作为共同的生物标志物可以更有效地消除个体差异,全面反映多环芳烃的总体内暴露水平。此外,2-羟基萘/1-羟基萘以及1-,2-,3-,4-,9-羟基菲之间的浓度比值与国际报道的明显不同,其原因尚待进一步研究确定。 综上所述,LC-ESI(-)-MS/MS法是多生物标志物监测体内多环芳烃暴露的一种可靠、灵敏度高的分析方法和手段。大气污染是广州等三城市及贵屿电子垃圾拆解地人群尿中多环芳烃暴露的主要来源。燃烧电子垃圾产生的废气、毒气已对当地的居民造成了严重影响,可能是潜在的癌症高发区。
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