工业区居民砷、铅、镉的内暴露水平及影响因素分析*

李 盛 冯亚莉 李 普 丁延虹 藤铁楠 吴允萍 王金玉

【提 要】 目的 探讨工业区居民砷、铅、镉的内暴露水平及影响因素。方法 采用随机整群分层方法抽取兰州市工业区常住居民135人进行问卷调查，尿及血中砷、铅、镉的含量检测。两组间比较采用Mann-Whitney U检验，多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验；尿、血中重金属水平相关性分析采用Spearman等级相关。结果 研究对象尿砷、尿铅、尿镉的几何均数分别为14.17μg/L、0.81μg/L、0.22μg/L；与儿童比较，成人尿铅、尿镉水平较高；与不吸烟者比较，吸烟者尿镉的水平较高(P<0.05)。血砷、血铅、血镉几何均数分别为0.92μg/L、18.43μg/L、0.49μg/L；与儿童比较，成人血砷、血铅和血镉的水平均较高(P<0.05)；与不吸烟者比较，吸烟者血铅和血镉的水平均较高(P<0.05)。尿砷和血砷、尿铅和血铅、尿镉和血镉的水平均呈正相关(P<0.05)。结论 工业区居民砷、铅、镉的内暴露水平存在年龄差异，吸烟也有影响；3种重金属的尿、血水平呈正相关。

环境污染与健康的研究是近年来的热点问题之一，而健康风险评价是将环境污染与人体健康联系起来的有效手段，通过定量描述污染物对人体产生的健康风险，有利于明确环境污染物治理的优先顺序，为环境卫生管理提供科学依据[1]。暴露评估是健康风险评价的核心环节，有间接法和直接法两种。间接法是通过测定环境介质中某环境污染物的浓度或含量，结合在该环境中人群接触特征(如接触途径、接触频率)等，估算个体的外暴露水平。这种方法操作简便，效率较高，在一定程度上能反应区域的暴露特征，目前应用广泛[2-3]。但间接法对个体的暴露量估算精确性较低。由此，研究者提出，通过测定特定的生物标记物(血液、尿液等)中的污染物或者其代谢产物的含量来确定污染物进入个体的暴露量，这能反应不同人群的差异性，更接近个体的内暴露水平，使评价结果更精准[4]。

在众多的环境污染物中，由于具有长期性、累积性、不可逆性等特点，重金属污染的健康危害研究备受关注。中国重点控制的重金属有5种，分别是铅、镉、汞、砷和铬。西固区是兰州市老工业基地，拥有兰州炼油厂、兰州化纤厂等一批化工企业，这些企业在为兰州经济发展做出巨大贡献的同时，也导致周边区域环境介质中累积了大量包括重金属在内的环境污染物。西固区大气PM2.5中重金属砷、镉元素的致癌风险介于可接受风险水平10-6～10-4之间，存在可能的致癌风险[5]。进行西固区重金属内暴露水平研究将有利于更精准进行该地区的环境重金属健康风险评估。然而，目前有关西固区人群重金属生物监测工作尚未见报道。因此，本研究对西固区135名常住居民进行问卷调查，并采集血、尿样本进行砷、铅、镉3种重金属含量检测，探讨工业区居民重点控制重金属内暴露水平及其影响因素，为工业区环境重点控制重金属健康风险评估提供基础数据。

资料与方法

1.研究对象

在西固城区随机选择2个街道，每个街道随机选择1个社区，将该社区以每30户为一组进行分组，然后使用随机数字选择3组作为调查对象。每个社区调查对象首先按照儿童和青少年(3～17岁)、成人(18岁以上)的年龄构成均衡和性别构成均衡原则选取。其次，通过问卷调查，剔除：(1)现居住地不满3年者；(2)有职业砷、铅、镉的接触史者；(3)患肝脏疾病、糖尿病及肿瘤等慢性消耗性疾病者；(4)3个月内服用过复合微量元素类药物和保健品者。最后共选择西固区常住居民135人作为研究对象。研究对象均知情同意后开展研究。

2.问卷调查

由通过统一培训的调查员，入户面询收集调查对象的环境暴露情况及健康基本状况。年龄较小调查对象由其监护人代为回答。问卷内容包括：(1)基本信息：年龄、性别、民族等；(2)重金属职业接触史；(3)生活习惯：吸烟、饮酒情况等；(4)健康状况：近半年患病及治疗情况、家族史等。

3.健康检查及判定标准

对135研究对象进行基本健康情况检查。检查项目包括身高、体重和血压。其中，儿童青少年肥胖和超重根据文献判定[6]。成人体重过轻、正常、超重、肥胖按照卫生部《中国成人超重和肥胖症预防的控制指南》推荐的标准[7]。超重、肥胖合并为超重肥胖组。血压检查仅包括12岁及以上者(91人)。高血压诊断参考《中国医师协会关于我国高血压诊断标准及降压目标科学声明》[8]标准。

4.样品采集及处理

(1)血样：12岁及以上者采集空腹静脉血4管，每管4ml，其中抗凝全血1管。6～12岁儿童采集空腹静脉血3管，每管4ml，其中抗凝全血1管。6岁以下儿童采集抗凝全血1管，4ml。对6岁及以上研究对象，抗凝全血进行现场检测血常规后，剩余按每份1ml分装；非抗凝全血现场分离血清，至实验室先分装0.8ml用于临床生化检测，剩余按每份0.5ml分装。对6岁以下儿童，抗凝全血现场检测血常规后，取1.5ml离心分离血浆后用于生化检测，剩余样本至实验室按每份1ml分装。

(2)尿样：6岁及以上研究对象采集随机尿样，不少于80ml；6岁以下儿童采集随机尿样，不少于50ml。采集的尿样现场应用“苦味酸分光光度法”进行尿常规测定后，根据检测需求按照每份10ml分装。

(3)所有分装后的样本通过冷链运输送入专业机构进行重金属含量检测。

5.质量控制

在研究对象选择过程中，为满足样本性别和年龄均衡需要，每天均进行当日调查对象年龄和性别分布分析，对不同年龄或性别缺少的研究对象进行及时补充。研究对象问卷调查由经过统一培训的调查员逐项面询填写，年龄较小的调查对象由其监护人代为回答。问卷资料由现场调查负责人及时审核后确定。研究对象基本健康检查、尿样和血样采集由具备资质的专业医学机构承担。采样相关所用器具、容器由兰州市疾病预防控制中心统一配发。样品分析均由专业人员按照相关要求进行，分析过程中设置空白实验。

6.统计学分析

采用Excel 2007建立数据库。使用SPSS 18.0软件包进行统计学分析。研究对象尿、血重金属检测浓度采用几何均数表示。两组间差异分析采用Mann-Whitney U检验；多组间差异分析采用Kruskal-Wallis H检验；相关性分析采用Spearman等级相关分析；以P<0.05为差异有统计学意义。统计过程中原始检测数据低于方法检出限的数值以检出限的1/2替代[9]。

结 果

1.研究对象基本情况

本次研究共选择西固区常住居民135人。其中，男、女性分别占49.63%(67/135)、50.37%(68/135)。年龄在3～72岁之间，P50(P25、P75)为28(9，52)岁；其中3～、6～、12～、19～、40～、60～79岁者分别占15.56%(21/135)、17.03%(23/135)、16.30%(22/135)、17.78%(24/135)、17.03%(23/135)、16.30%(22/135)。体重过轻、正常、超重肥胖者分别占7.41%(10/135)、54.07%(73/135)、38.52%(52/135)。吸烟、不吸烟者分别占17.04%(23/135)、82.96%(112/135)。饮酒、不饮酒者分别占1.48%(2/135)、98.52%(133/135)。高血压、非高血压者分别占15.38%(14/91)、84.62%(77/91)。

2.尿中重金属水平

由表1可见，研究对象尿砷几何均数为14.17μg/L，各组对象尿砷水平比较差异无统计学意义。尿铅几何均数为0.81μg/L，其中成人尿铅水平高于儿童青少年(P<0.05)。尿镉几何均数为0.22μg/L，尿镉水平，成人高于儿童青少年，吸烟者高于不吸烟者(均P<0.05)。

表1 不同特征研究对象尿中重金属水平(μg/L)

3.血中重金属水平

由表2可见，研究对象血砷几何均数为0.92μg/L，其中成人血砷水平高于儿童青少年(P<0.05)；血铅几何均数为18.43μg/L，血铅水平，成人高于儿童青少年，吸烟者高于非吸烟者(均P<0.05)；血镉几何均数为0.49μg/L，血镉水平，成人高于儿童青少年，吸烟者高于非吸烟者(均P<0.05)。

表2 不同特征研究对象血中重金属水平(μg/L)

4.尿和血中重金属水平相关性

Spearman等级相关分析结果显示，研究对象尿砷和血砷、尿铅和血铅、尿镉和血镉的水平均呈正相关(rS：0.357，0.294，0.579，均P<0.05)。

讨 论

丁春光等[10-11]研究发现，我国一般人群砷、铅和镉的负荷均存在地区差异。本次研究对象尿砷、血砷几何均数(14.17μg/L，0.92μg/L)均低于我国辽宁省(21.27μg/L、3.68μg/L)[12]、尿砷水平也低于韶关市(17.19μg/L)[13]。尿铅、血铅几何均数(0.81μg/L、18.43μg/L)低于我国一般人群水平(1.05μg/L，34.9μg/L)[11]和辽宁省调查结果(3.22μg/L，29.04μg/L)[14]，尿镉几何均数(0.22μg/L)也低于我国一般人群水平(0.28μg/L)[11]和辽宁省调查结果(0.44μg/L)[15]，说明兰州市工业区这3种重点控制的重金属内暴露水平较低。然而，长时间低浓度的重金属暴露仍然危害机体健康，增加慢性病的发生率[16-17]，因此仍建议应加强兰州市工业区人群重金属暴露的防护工作。结果还显示，研究对象尿、血中重金属水平呈正相关，与文献报道一致[10-11]，说明血样和尿样重金属含量均可一定程度反映重金属在体内的负荷情况。

关于体内重金属内暴露水平影响因素的研究结果存在争议。例如，我国一般人群和辽宁省的调查发现性别、年龄和生活方式均影响体内砷的暴露水平[10，12]，而白莹等[18]发现无论是砷暴露还是非砷暴露作业者的尿砷的水平与性别、年龄、工龄、吸烟、饮酒、BMI之间均无关系。本次研究结果显示，成人的尿砷和尿铅水平、血中3种重金属水平均显著高于儿童和青少年，与文献报道一致[10-15]，这可能与重金属在体内的蓄积作用有关。研究还发现，吸烟者血铅、血镉的水平显著高于非吸烟者[11，14-15]，本研究结果与上述报道一致。说明吸烟对体内重金属负荷有影响。研究发现，1支香烟含有0.6～2μg铅，吸烟时至少吸入其含量的1/10[19]，吸烟和体内铅含量呈正相关[20-21]；人体每日吸20支香烟，可吸入镉2～4μg，吸烟可使血镉水平升高[21-22]。因此，应呼吁健康生活方式，积极做好控烟工作，降低体内重金属负荷，改善健康。当然，本研究的样本量较少，可能导致实验数据与实际情况有一定偏差，今后还需要进一步扩大样本量更好的完善、修正研究结果。