头发作为人体PCBs和PBDEs暴露指示材料的可行性研究

Because of their noninvasive collection, low cost, and ease of transport and storage for later analysis, hair samples have been used for human biomonitoring of a variety of substances, including drugs, heavy metals, and organic contaminants. However, there are several limitations in using hair as a biomarker of human exposure to environmental contaminants. One significant limitation is whether the measurement of a substance in the hair is a reflection of internal body load or external exposure (e.g., air or dust). Although hair samples were washed thoroughly with water to eliminated the external impurities before sample extraction, the substances deposited in the hair sebum from the external environment cannot be removed, especially for lipophilic organic pollutants. In this proposed study, the concentrations and profiles of PCBs and PBDEs in paired human hair and blood samples, and environmental samples (including air and dust) were investigated. Chiral signatures of PCBs in these samples were also determined. The objectives of this study were to quantitative identify the external and internal sources of organic contaminants in human hair using chiral signatures of PCBs and congeners profiles of PCBs and PBDEs in hair, blood, and environment samples. The relationship between the levels of PCBs and PBDEs in paired hairand blood will determine to analysis the utility of hair for biomonitoring. The present study may provide evidence on the practicability of hair analysis for POPs and helps to use hair as a noninvasive bioindicator applied in epidemiologic studies on POPs.

头发作为指示材料具有采集方便、费用低、非侵入式等优点，已被广泛应用于反映人体污染物内暴露水平。但其可行性还存在较大争议，其中最大的分歧是头发中污染物的含量能否反映人体内暴露的真实水平？虽然通过清洗可以去除吸附在头发外的颗粒物，但不能去除已经扩散进入头发皮脂层的外源污染物，特别是亲脂性有机污染物。本项目通过测定成对的头发和血液以及环境样品（大气和灰尘等）中的PCBs和PBDEs的含量以及手性PCBs对映异构体比值，运用手性PCBs技术和PCBs、PBDEs的组成分析，确定头发中PCBs和PBDEs的来源构成及贡献率；通过分析头发中内暴露来源的PCBs和PBDEs与血液中含量的相关关系，研究头发作为人体PCBs和PBDEs暴露指示材料的可行性。项目研究成果将为识别人体有机污染暴露水平和健康风险研究提供可行的技术手段，对于发展非侵入式的人群污染物暴露监测技术具有重要的理论意义。

头发作为一种非侵入性的生物样品，已经被多种研究作为人群有机污染物暴露的标志物，但是头发中污染物的来源是内暴露还是外暴露至今没有定论。因此本项目采集了电子拆解工人的成对的头发和血液样本，解析头发中有机污染物的来源，并与对应的血液样品进行比较，研究头发作为人群有机污染物暴露指示物的可行性。通过对电子废物拆解工人头发和血液样品的定量分析，我们发现电子拆解工人组织中的PCB、PBDE和DP等污染物均高于普通人群，说明电子废物拆解是工人体内污染物的一个重要来源。对PCB的三种手性单体（PCB95，132和183）进行手性分析，我们发现头发中的PCB与空气中的PCB的手性特征十分接近，而与血液中的手性特征完全不同，同时，CMB模型分析也表明，外暴露（空气和灰尘）对头发中的PCB水平的贡献非常大（约为73%），因此，可以认为拆解工人头发中的PCB主要来源于外暴露，但是也受到内暴露（血液）等因素的影响。在对头发中PBDE源解析的研究中，发现低溴代（四溴和五溴）BDE单体大部分来源于外暴露，高溴代（九溴和十溴）BDE单体主要来源于内暴露。这说明单纯的头发与组织中污染物的含量的相关性并不能判定头发中PBDE来源与内暴露。在DP的研究中，我们发现头发中的对映异构体组成与灰尘和血液中的均不同，说明头发对DP有选择性的富集，其含量受到物质本身的物化性质影响。在对PBDE，PCB，DP的研究中，大部分单体在头发和血液中的含量均表现出了显著的相关性，说明头发可以作为人群有机污染物暴露的有效指示物。通过性别差异的研究，我们发现女性头发中的污染物含量显著高于男性头发中的，但是血液中常常不存在这种差异。因此我们在磷系阻燃剂（PFR）的研究中，按照距离头皮的远近，将女性头发分为近端和远端两段，结果发现多数PFRs在远端的含量约为近端的1.5-8.6倍（p<0.05），而且近端部分的性别差异与之前未分段的研究结果截然相反，说明采样方法对结果的重要影响，这个发现对于未来规范头发作为人群有机污染物暴露标志物的采样方法具有重大的意义。