国家自然科学基金(41271493) 作品数:8 被引量:59 H指数:5 相关作者: 崔岩山 张震南 蔡晓琳 王振洲 王姣姣 更多>> 相关机构: 中国科学院大学 中国科学院生态环境研究中心 中国科学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 更多>>
Caco-2细胞模型评估金属人体生物有效性的研究进展 被引量:12 2014年 随着环境重金属污染的加剧和营养学的发展,人们越来越重视对重金属元素及营养金属元素肠道吸收过程的探讨及其生物有效性影响因素的研究。Caco-2细胞模型能有效的模拟人体小肠上皮细胞的转运与吸收过程,可结合基因技术、分子技术等手段用于研究人体肠道吸收物质的机制和影响因素。首先,总结了近年来利用Caco-2模型对镉、铬、铅、砷等多种重金属及铜、铁、锌、钙等多种营养金属在小肠内的吸收、转运方式、代谢机制及影响吸收、转运过程的各类条件等的研究工作,然后对Caco-2细胞模型研究方法及其在未来评估金属人体生物有效性的应用进行了展望。 王振洲 崔岩山 张震南 王姣姣 尹乃毅关键词:CACO-2细胞 金属 体外试验 生物有效性 健康风险评估 土壤中金属的生物可给性及其动态变化的研究 被引量:13 2014年 土壤中金属的生物可给性常应用于人体健康风险评价,如能准确地判定土壤中金属在胃肠阶段不同时间的溶出动态,研究者就可以更好地分析其对人体的健康风险。本文采集5种不同地区的重金属污染的土壤,利用改进的PBET方法,分别在胃阶段的20、40、60、80 min以及小肠阶段的1、2、3、4、5 h时取样并分析,探究土壤中8种金属元素(As、Al、Cd、Cr、Fe、Mn、Ni、Pb)的生物可给性和溶出动态,探讨造成金属溶出动态变化的影响因素,对其溶出机理进行初步探究。研究结果表明,Fe、Al的生物可给性较低,并且在胃肠阶段差异较小。与胃阶段相比,土壤中Pb、Cd的生物可给性在小肠阶段明显降低,而As、Mn、Cr、Ni的生物可给性在小肠阶段均升高。升幅最大的两个元素是Ni、Cr,其小肠阶段的平均生物可给性分别升高61.4%、29.9%。在溶出量随时间变化方面,在胃阶段,假定1 h时溶出率为100%。20 min时,土壤中Fe、Ni的平均溶出率较低,分别为59.3%、56.8%,其他6种金属元素的平均溶出率在71.2%~79.5%。As、Cd、Pb的溶出速率是先快后慢,Cr和Ni的溶出速率是先慢后快,而Fe、Mn、Al的溶出速率基本保持不变。在小肠阶段,假定4 h时溶出率为100%。Al、As、Cd、Mn的溶出率基本不变。1 h时,土壤中Cr(土壤A除外)、Ni的平均溶出率最低,分别为31.5%、32.7%,而5 h时,Fe、Cr、Ni的溶出率还在升高。由此可见,土壤中不同金属元素的生物可给性以及溶出动态是有明显差异的。 尹乃毅 崔岩山 张震南 王姣姣 王振洲 蔡晓琳关键词:土壤 生物可给性 金属 溶出 应用SHIME模型研究肠道微生物对土壤中镉、铬、镍生物可给性的影响 被引量:13 2016年 为了研究人体肠道微生物对土壤中 Cd、 Cr、 Ni 生物可给性的影响.本文采集我国一些地区的5种土壤,利用 in vitro 方法(PBET 和 SHIME 联用)研究了这些土壤中 Cd、 Cr、 Ni 在胃、小肠、结肠阶段的生物可给性及其对人体的健康风险.结果表明,土壤中 Cd、 Cr、 Ni 在胃阶段的生物可给性分别为4.3%~94.0%、6.4%~21.6%、11.3%~47.3%;小肠阶段,土壤中 Cr和 Ni 的生物可给性与胃阶段一致或有一定升高,但 Cd 的生物可给性降低了1.4~1.6倍(土壤2除外);胃肠阶段,Cd 的平均生物可给性较高,而 Cr 的较低.结肠阶段,土壤中 Cr 和 Ni 的生物可给性均升高,是小肠阶段的1.3~2.4倍和1.0~2.1倍,分别达到了17.6%~38.7%和25.4%~56.0%;而 Cd 的生物可给性也升高(土壤3和4除外); Ni 的平均生物可给性最高.由此可见,肠道微生物可以促进土壤中 Cd、 Cr、 Ni 的溶出释放,提高了三者的生物可给性,可能增大了人体的健康风险. 尹乃毅 都慧丽 张震南 蔡晓琳 李泽姣 孙国新 崔岩山关键词:土壤 肠道微生物对土壤中铜、锌、锰生物可给性的影响 被引量:3 2017年 为了更全面、准确地评价土壤中金属元素对人体的健康风险,研究土壤中金属元素在结肠阶段的生物可给性具有重要意义。通过采集我国一些地区的6种土壤,利用in vitro方法(PBET和SHIME联用)研究土壤中Cu、Zn、Mn在胃、小肠、结肠阶段的生物可给性。研究显示,土壤中Cu、Zn、Mn在胃阶段的生物可给性分别为23.8%~63.0%、21.2%~64.4%、11.7%~35.6%;从胃阶段到小肠阶段,土壤中Cu的生物可给性提高了0.4%~14.4%,而土壤中Zn在小肠阶段的生物可给性降低了6.7%~38.7%。结肠阶段,土壤中Cu、Zn、Mn的生物可给性分别为2.4%~12.9%、5.7%~18.7%、6.2%~18.9%,与小肠阶段相比,分别降低了21.7%~56.9%、0.4%~36.8%、4.5%~19.1%。结果表明,在肠道微生物存在的情况下,土壤中Cu、Zn、Mn在结肠阶段有较低的人体健康风险。 都慧丽 尹乃毅 张震南 张震南 李泽姣 蔡晓琳 孙国新 崔岩山关键词:土壤 肠道微生物 生物可给性 添加奶粉对土壤中铬、镍、锰、铜生物可给性的影响 被引量:1 2017年 为了探究不同成分的奶粉对土壤中Cr、Ni、Mn、Cu生物可给性的影响,本文通过in vitro实验研究了添加全脂或脱脂奶粉后,胃肠阶段土壤中Cr、Ni、Mn、Cu的生物可给性的变化.结果表明,胃阶段,土壤中Cr、Ni、Mn、Cu的生物可给性分别为3.9%—46.2%、4.5%—64.0%、21.2%—72.5%、4.5%—69.5%;添加奶粉后,4种金属的生物可给性均有升高,是未加奶粉的1.1—1.5倍、1.3—2.2倍、1.1—2.1倍、1.0—3.6倍(全脂奶粉)和1.1—1.4倍、1.4—2.4倍、1.2—2.5倍、1.0—4.2倍(脱脂奶粉).小肠阶段,土壤中Cr、Ni、Cu的生物可给性有一定上升,但Mn的生物可给性相比胃阶段降低了;奶粉的添加使Cr、Ni、Mn、Cu等4种金属的溶出量增加,分别是未添加的1.2—1.3倍、1.3—2.3倍、2.0—4.5倍、1.0—1.5倍(全脂奶粉)和1.1—1.5倍、1.6—2.5倍、2.5—6.9倍、1.2—1.8倍(脱脂奶粉),其中Ni、Mn的生物可给性增加显著,且Ni、Mn的生物可给性的增加率高于胃阶段.由此可见,奶粉的添加,尤其是脱脂奶粉,促进了土壤中Cr、Ni、Mn、Cu的溶出释放,可能增大了其对人体的健康风险. 王鹏飞 尹乃毅 都慧丽 蔡晓琳 李泽姣 孙国新 刘文菊 崔岩山关键词:土壤 生物可给性 奶粉 复合药剂对不同类型重金属污染土壤的固化修复 被引量:7 2017年 为了考察复合药剂对Pb、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu和Ni污染土样的固化修复效果,以重污染企业用地、冶炼厂河道底泥和自配土壤为污染土样进行试验,试验中的普适复合药剂主要为含磷酸盐沉淀剂、黏土和水泥,视情况辅以无机还原助剂和有机络合助剂。在普适药剂(相对原土样的质量分数<15%)、还原剂(<5%)和有机助剂(<2%)的组配下,处理后的重金属浸出质量浓度低于GB 18598—2001标准值。普适药剂对Pb、Cd、Zn、Cu、Ni的固化有效,磷酸盐是促成Pb固化的关键成分,黏土和水泥分别起到吸附固定和物理包封的作用。无机助剂中的还原/络合性成分和硫化物分别对Cr(VI)和Hg的固化有明显的促进作用。对于Pb、Cd、Zn、Cu复合污染土壤的修复,分析了重金属浸出质量浓度随普适药剂投加量变化的特征曲线,结果表明,Pb比Cu的曲线斜率更大,表明Pb的固化效率更高;Cd和Zn具有相似的曲线形状,推测二者具有类似的固化机理。 肖康 胡杰 崔岩山关键词:环境工程学 重金属 复合污染 土壤修复 复合药剂 生菜和油菜中砷的生物可给性及其对人体的健康风险评估 被引量:3 2015年 为评价砷污染土壤中种植的蔬菜对人体的健康风险,本研究在砷污染土壤中种植生菜和油菜,利用体外消化(in vitro)方法评估其生物可给性,计算食用砷污染蔬菜条件下人体砷的每日摄入量,评价蔬菜中砷对人体产生的健康风险.结果表明,生菜和油菜中砷的生物可给性均随着蔬菜中砷含量的上升而逐渐降低.在固液比为1∶30的条件下生菜和油菜的生物可给性分别为29.13%~49.39%和27.13%~51.95%,在固液比为1∶100的条件下生菜和油菜的生物可给性大幅提升,分别为42.39%~79.09%和37.40%~76.59%.在固液比为1∶30的条件下,添加外源铁可使其生物可给性分别下降到22.24%~37.88%和23.36%~47.56%,添加外源钙则对其生物可给性几乎没有影响.食用砷污染土壤种植的蔬菜会使人体摄入的砷含量超出世界卫生组织规定的砷每日最高摄入量标准.在提升消化液中铁浓度0.006 7 mol·L-1的情况下,砷的生物可给性降低约6.89%~11.51%,食用含铁的食物能有效地减少人体对食物中砷的摄入. 王振洲 崔岩山 张震南 尹乃毅 蔡晓琳 都慧丽关键词:砷 生菜 油菜 生物可给性 健康风险评估 土壤中铜的生物可给性及其对人体的健康风险评价 被引量:19 2014年 为了研究土壤中铜的生物可给性与土壤理化性质之间的相互关系以及人体无意摄入土壤铜的风险,采集我国一些地区的15个土壤样品,利用in vitro方法研究了这些土壤中铜的生物可给性及其对人体的健康风险。结果表明,有2个土壤样品中铜的含量高过我国土壤环境质量标准的三级标准,有8个土壤样品中铜的含量高过二级标准;土壤中铜的溶解态浓度及其生物可给性变化很大,胃肠阶段铜的溶解态含量分别为5.2~308.8 mg·kg^(-1)和5.9~348.5 mg·kg^(-1),平均值分别为74.8 mg·kg^(-1)和82.0 mg·kg^(-1);而铜的生物可给性分别为183%~66.6%和213%~77.4%,平均值分别为442%和51.1%。胃阶段铜的生物可给性与土壤有机质和pH呈显著正相关,而与粘粒呈显著负相关,与铁铝氧化物有显著相关性;小肠阶段铜的生物可给性与土壤有机质和pH呈显著正相关,与土壤中总铜和锰氧化物含量呈显著负相关。如以胃阶段为判断,无意摄人土壤中铜对儿童的TDI(tolerable daily intake)贡献率除浙江富阳为2.51%外,有12个土壤样品低于1.00%,最低为0.11%。如以小肠阶段为判断,无意摄入土壤中铜对儿童的TDI贡献率除浙江富阳和浙江台州的土壤分别为2.83%和2.01%,另有12个土壤样品低于1.00%。可见,对于本研究中大多数土壤,通过口部无意摄入土壤中铜的对人体并没有很高的风险。 尹乃毅 罗飞 张震南 王姣姣 王振洲 蔡晓琳 宋静 崔岩山关键词:土壤 铜 生物可给性