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重金属是一类在环境中广泛存在的污染物,具有较强的“三致”作用,土壤重金属常常经“手-口”途径进入人体,危害健康。生物可给性是人体健康风险评估中的重要评估因子,体外提取方法在评估重金属生物可给性时比动物试验简单、快捷且可避免伦理问题,因此显得尤为重要。本文运用国际上普遍采用的四种体外提取方法(UBM、PBET、SBET和IVG)针对土壤中重金属Zn、Ni、Cd和Pb的生物可给性进行了比较;利用PBET法分析了不同消化液(胃液和胃肠液)以及土壤性质对其产生的影响;探讨了内容物(面粉和茶多酚)的存在以及消化条件(胃液pH、土液比、停留时间)的改变对重金属生物可给性的影响;评价了扬州市城区土壤和灰尘中重金属的生物可给性及潜在健康风险;为合理评估土壤重金属对人体的健康风险提供科学依据。本研究主要得到以下结果:(1)4种体外消化方法对于酸性或碱性土壤中重金属Zn、Ni、 Cd和Pb的生物可给性大多存在显著性差异。IVG法对偏酸性土壤中Zn.Ni和Cd的提取量最大,分别为9.75、6.84和0.41 mg·kg-1,而SBET法对偏碱性土壤中Zn、Ni和Pb的提取量最大,分别为8.26、4.01和15.0 mg·kg-1。对于重金属Zn、Ni和Cd,采用IVG和PBET分析时,酸性土壤比碱性土壤的生物可给性高;用SBET和UBM分析时,则是碱性土壤高于酸性土壤。说明体外消化方法、重金属的种类以及土壤性质对重金属的生物可给性均有明显影响,评价时应予综合考虑。(2)基于PBET法分析时发现:Pb、Ni和Zn在胃相中的生物可给性高于胃肠相,Cu没有统一规律。Pb、Cu、Ni和Zn在胃相、胃肠相中的提取量与其相应全量呈正相关;除Pb外,Cu、Ni和Zn还与土壤有机质呈正相关、与土壤pH值呈负相关。为此,可用胃液消化过程替代胃肠液消化以简化体外消化试验,实现快速测定。(3)分别运用SBET和PBET法分析胃液中存在内容物(面粉或茶多酚)对重金属生物可给性的影响时发现:随面粉质量增加,Pb、Cu、 Ni和Zn的生物可给性均减小,两者有线性关系(R2均大于0.78);随茶多酚质量增加,Pb、Cu和Zn的生物可给性亦减少,但Ni则呈增加趋势。(4)土壤重金属生物可给性受诸多因素影响:消化液pH值降低、土液比值减小、停留时间延长都可能使重金属生物可给性增加;所以评价重金属生物可给性时,要选择合适的胃液pH值、土液比和停留时间等试验条件。(5)用SBET和PBET法分析,运用美国EPA模型评价扬州市各功能区土壤中重金属Pb、Cu、Ni和Zn对人体的健康风险,结果发现:就各功能区而言,工业区土壤风险指数最大,商业区灰尘的风险指数最大;扬州市区土壤和灰尘中Pb对人体潜在危害最大、Zn最小;四种金属对人体的综合风险指数HI均小于1,说明小孩通过“手-口”途径意外摄入本地土壤和灰尘时,Pb、Cu、Ni和Zn没有非致癌风险。