《污染土壤中砷對人體生物有效性的體外試驗研究》是依託中國科學院大學，由崔岩山擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：污染土壤中砷對人體生物有效性的體外試驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：崔岩山
- 依託單位：中國科學院大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人體無意攝入土壤砷是人體砷暴露的主要途徑之一。不同形態和價態砷對人體的毒性差異很大。相對於土壤中的總砷，土壤中不同形態和價態的砷在人體消化道中的轉化及其生物有效性更能準確地反映出土壤砷對人體的毒性。本項目擬利用改進的體外消化/Caco-2細胞模型這一體外試驗方法體系研究我國典型砷污染土壤（包括金屬礦山開採、工業生產、農藥、畜禽糞便和化學肥料使用、燃煤產生的飛灰和灰渣等對造成的砷污染土壤）中總砷、無機砷及有機砷的人體生物有效性。分析體外試驗中土壤無機和有機砷的釋放和轉化規律並明確主要的影響因素；闡明不同形態和價態砷在土壤、體外消化及Caco-2細胞吸收中的關係；確定不同源土壤中不同形態和價態砷的人體生物有效性及其對人體總砷暴露量的貢獻。本項目的研究將對土壤砷的人體生物有效性及其對人體健康風險研究的理論與方法起到極大的推動作用，也將為我國未來制定針對土壤中不同形態和價態砷的控制標準提供依據。
結題摘要
項目主要針對典型砷污染土壤，通過建立體外胃腸方法/SHIME模型/Caco-2細胞模型研究土壤中砷的生物可給性、砷形態轉化以及細胞吸收。主要的研究工作包括污染土壤中砷的生物可給性及動態溶出的研究；不同體外胃腸方法與SHIME聯用的對比；腸道微生物對土壤砷的代謝：砷的形態及分布；土壤砷代謝物的腸道吸收等。主要的結論如下：（1）土壤中砷的生物可給性及生物可給態含量差異很大。多數土壤中小腸階段砷的生物可給性均高於胃階段。胃腸階段砷的生物可給態含量與土壤總砷和無定形鐵錳氧化物呈顯著正相關性。不同土壤中砷的溶出在胃腸階段有明顯的差異。（2）五種體外方法間胃階段、小腸階段及結腸階段砷的生物可給性均呈現出顯著差異性。SBRC-SHIME和PBET-SHIME兩種方法結腸階段砷的生物可給性較接近動物實驗砷的相對生物有效性。結腸階段，不同方法間砷形態及含量有顯著差異。微生物還原作用導致大量As(III)的產生；UBM-SHIME方法表現出較高的甲基化程度而SBRC-SHIME方法甲基化程度較低。結腸階段砷的生物可給性是小腸階段的1.8-2.8倍。（3）腸道微生物對土壤砷的代謝能力不同。As(V)的還原作用產生了大量的As(III)；甲基化程度顯著不同，甲基砷比例達到6.1-31.1%。XANES分析結果顯示，原始土壤固相上砷主要以As(V)存在；結腸階段，土壤固相上As(III)所占比例均升高，達到16.6-26.9%和73.4%，As(V)還原產生的As(III)一部分停留在土壤固相上。腸道微生物有能力釋放土壤砷，尤其是依附於無定形的鐵/鋁氧化物。固液兩相砷形態的變化顯示，結腸階段，微生物還原產生大量的As(III)，其中44.2-97.6%停留在土壤固相上。腸道微生物對液相砷的代謝速度快於固相。（4）Caco-2細胞模擬人體腸道吸收實驗顯示，不同砷形態間的細胞吸收差異明顯。MMA(V)和As(III)的吸收率略高於DMA(V)和As(V)。此外，MMMTA(V)的吸收率達到了41.6%。本項目的研究將對土壤砷的人體生物有效性及其對人體健康風險研究的理論與方法起到較好的推動作用，也將為我國未來制定針對土壤中不同形態和價態砷的控制標準提供參考。
