遗留污染场地中铅的人体生物有效性预测模型的构建与验证研究

Large number of industrial enterprises have been closed or relocated in China's industrial restructuring. Lead (Pb) in urban industrial lands is an emerging environmental concern in China. Reliable estimates of Pb exposure via incidental soil ingestion depend on accurate quantification of the Pb fraction in industrial soil that can be absorbed into the systemic circulation. In the proposal, we will focus on industrial soils contaminated with Pb from Shandong province and aim to develop and verify bioavailability predictive models by optimizing in vitro assay. We will establish linear relationships between in vivo mouse and in vitro assays to determine the applicability of in vitro assay to predict Pb bioavailability. Based on the influence mechanism of different components on Pb bioaccessibility, we will optimize the in vitro assay and build the prediction model. Furthermore, we will validate the constructed predictive models through the assessment of an independent data set using the same mouse assay and optimized in vitro assay and a number of cross validation methods. The predictive models will be used to predict Pb bioavailability inindustrial contaminated sites. Human health risk of exposure to Pb via incidental ingestion of urban soils contaminated by industrial enterprise from China will be assessed based on Pb bioavailability.

我国产业结构调整中大量工业企业关闭或搬迁。遗留的污染场地中的铅导致不容忽视的人体健康风险。准确测定工业污染场地中铅的生物有效性成为其人体健康风险评价的重要理论依据。本项目以山东省内工业遗留场地中铅为研究对象，以基于体外方法的生物有效性预测模型的构建及验证为研究目标。通过小鼠实验（体内）和胃肠模拟实验（体外）对比，建立两者间的线性相关性，确定体外方法预测铅的人体生物有效性的适用性，基于体外方法不同组分对铅生物可给性的影响机制，优化最适体外方法并构建生物有效性预测模型，利用模型外样品验证优化模型的准确性。建立针对工业遗留场地中铅的人体生物有效性的预测模型。可为我国工业污染场地的人体健康风险评价提供理论依据和技术支持。

随着我国工业化进程的加快，污染场地中的铅导致不容忽视的人体健康风险，准确测定工业污染场地中铅的生物有效性成为其人体健康风险评价的重要理论依据。然而，目前测定生物有效性的动物活体实验费用高、耗时、不能满足大批量样品的测试需求。本研究以我国工业污染土壤为研究对象， 通过小鼠实验（体内）和胃肠模拟实验（体外）对比，建立两者间的线性相关性，确定体外方法预测铅的人体生物有效性的适用性，基于体外方法不同组分对铅生物可给性的影响机制，利用模型外样品验证生物有效性模型的准确性。主要结论如下：（1）胃相中， 不同体外方法测定土壤铅的生物可利用性由大到小依次为 SBRC、 IVG 和 PBET，在肠相中，用 PBET、SBRC、 IVG 测得土壤中铅的平均生物可利用性分别由胃相的 21%、 50%、 50%降到肠相的 12%、 11%、 10%，降低了 0.75、 3.5 和 4 倍；（2）土壤中铅的生物可利用性受pH 值，固液比，停留时间，胃蛋白酶的添加量的影响。研究发现 pH值在 1.5， 2.5， 3.5 之间变动时，胃相中的生物可利用性有着显著的降低趋势，分别降低了 26.52%和 34.27%，随着固液比的减小，模拟胃相和模拟肠相的铅可利用性也随之增加，在1：500达到稳定。土壤在胃相中停留时间越长，在胃相中的生物可利用性越大，呈正相关关系。随着胃蛋白酶的添加量的增加，铅的生物可利用性有一定的上升趋势，但是影响并不显著；（3）通过UBM、SBRC、IVG 和PBET 四种体外方法胃相测定的铅生物可利用性与小鼠模型测定的铅相对生物有效性建立线性相关，结果表明UBM胃相具有最强的铅生物有效性预测能力。