西北河谷城市PAEs多介质污染特征、人群暴露及健康风险研究

Human exposure to phthalate esters (PAEs) through multi-media and multi-pathways as well as associated health risk are one of the most important environmental safety problems. Very limited studies on PAEs pollution in environmental media in Northwest China have been conducted. This program will select the valley cities of Xi’an, Lanzhou and Urumqi as research areas. Through the practical field investigations, the representative samples such as drinking water, atmospheric particulate matter, urban soil, surface dust, and food will be collected and analyzed for the concentrations of PAEs using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The accumulation level, composition characteristics, temporal-spatial distribution, and possible sources of PAEs will be further studied. The doses of human exposure to PAEs through the multi-media and multi-pathways will be evaluated by applying the exposure assessment model of United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA) and adopting the exposure parameters of Chinese population. The bio-accessibilities of PAEs in different environmental media will be investigated by using the gastrointestinal simulation test in vivo. According to the data of exposure doses and bio-accessibilities of PAEs, the health risk of human exposure to PAEs through the multi-media and multi-pathways will be assessed by employing the model of health risk assessment of U.S. EPA. The research results will solve the science problems mentioned above, and be helpful to the sustainable and healthy development of the study areas.

邻苯二甲酸酯（PAEs）人群多介质、多途径暴露及健康风险是当前急需解决的环境安全问题之一。我国西北地区环境介质中PAEs污染研究相对较少或为空白。项目拟以西北地区河谷城市西安、兰州、乌鲁木齐为具体研究区域，通过野外实地调研，采集研究区域代表性饮用水、空气颗粒物、城市土壤、地表灰尘、食品等样品，利用气相色谱-质谱（GC-MS）分析样品中PAEs含量。研究多介质中PAEs的累积水平、构成特征、时空分布及环境来源。运用U.S. EPA暴露评价模型，采用我国人群特征暴露参数，评估人群多介质、多途径PAEs暴露剂量。应用体外胃肠模拟试验研究多介质中PAEs的生物有效性。根据PAEs暴露剂量和生物可利用性数据，利用U.S. EPA健康风险评价模型评价人群多介质、多途径暴露PAEs的健康风险。项目研究结果有望解决上述科学问题，同时有利于区域持续健康发展。

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类典型环境激素类物质，对人和动物的生殖系统和内分泌系统具有重要影响，一些PAEs还具有三致效应。因此，PAEs人群多介质、多途径暴露与健康风险是当前急需解决的环境安全问题之一。城市是人口最为密集、人类活动最为强烈的地区。项目以我国西北地区河谷城市西安、兰州和乌鲁木齐为研究区域，采集了研究区代表性城市土壤、城市地表灰尘、大气颗粒物/降尘、食品等样品，利用气相色谱-质谱联用仪分析了样品中PAEs的含量，利用体外胃肠模拟试验研究了PAEs的生物可利用性。基于所得的实验数据，研究了多介质中PAEs的累积水平、构成特征、分布模式、生物可利用性；利用多元统计诊断了多介质中PAEs的来源；利用相关分析和冗余分析研究了土壤和灰尘理化性质对其中PAEs的影响、气象条件对大气颗粒物中PAEs的影响、PAEs理化性质对其生物可利用性的影响；运用US EPA健康风险评价模型、利用PAEs含量和生物可利用性数据、采用我国人群暴露特征参数评估了人群多介质、多途径暴露PAEs的水平和健康风险。结果表明，研究区域环境介质和食品中PAEs被普遍检出，含量变化较大；环境介质中PAEs主要以优控的DnBP和DEHP为主，且他们的占比相互变化，食品中PAEs主要以优控的DnBP和DEHP与非优控的DiBP、DiNP和DiDP为主，除谷物中以优控的DnBP和DEHP为主。PAEs的分布模式随环境介质，城市城区和郊区、功能区和行政区，季节，食品种类不同。环境和食品中PAEs主要与塑化剂的使用以及人们的日常生活(化妆品、个人护理用的使用及建筑和装修材料释放)有关。环境中PAEs的累积主要受介质理化性质(pH、TOC、机械组成和磁学特征)影响；环境介质和食品中PAEs的生物可利用性主要受PAEs理化性质控制。人群暴露环境和食品中PAEs的剂量小于US EPA口服参考剂量，非致癌风险相对较低，但呈现食品 > 城市地表灰尘 > 空气颗粒物 > 城市土壤、皮肤接触 > 直接摄入 > 呼吸吸入、儿童 > 成人；人群暴露DEHP和BBP的致癌风险在可接受的范围内或相对较低，呈现DEHP > BBP。研究结果对PAEs污染和风险防控具有重要的指导意义。