沙颍河流域居民血清铅、镉、锌、铜及金属硫蛋白的测定*

李仕群,朱静媛,李 岩,王志瑾, 袁 伟, 程学敏,巴 月,崔留欣

郑州大学公共卫生学院劳动卫生学与环境卫生学教研室 郑州 450001

淮河作为我国七大水系之一，是沿淮两岸居民主要的饮用水源，也是两岸工、农业和生活污水的主要接纳体。沙颍河作为淮河的主要支流，接纳了沿岸31个县级以上城镇的排污，是淮河流域中污染最为严重的河流之一。近年来随着人口的急剧上升、工农业的快速发展，特别是水系沿线城市采矿、皮革、印染、电子、冶炼等行业的迅速崛起，大量未经处理的污水直接排放入河，导致沙颍河水体污染进一步加剧，水质常年处于劣V类[1]，其中水体重金属污染问题尤为突出。在淮河干流沉积物中铅的平均含量为29.5 mg/kg,是我国水系沉积物中平均值的1.18倍, 高于长江、黄河、松花江和辽河流域[2]。淮河流域水污染对居民健康的影响，一直是一个全社会关注的重大课题，媒体和民间组织也多次进行报道，但是尚缺少规范的环境流行病学调查，尤其是沙颍河重金属污染对人群健康的影响未见报道。该研究选取沙颍河附近的两个村庄，主要针对沙颍河重金属污染、成人体内重金属负荷及金属硫蛋白(metallothionein，MT)进行测定与评价，进一步探讨水污染对人群健康的影响。

1 对象与方法

1.1调查对象根据相关卫生与环境部门提供的疾病谱和水质监测数据，结合课题组前期研究结果，将调查现场定于沙颍河出省断面的沈丘县境内。分别在距沙颍河河堤5 km以内和20 km以外各随机选取一个村庄作为污染区和对照区。两个村庄在生活习惯、经济水平、自然条件、人口构成方面相似。 选取年龄30～70岁村民共796名作为调查对象。调查对象均签订知情同意书。

1.2测定内容及方法

1.2.1 环境中铅、镉含量的测定 分别于沙颍河沈丘县内入境河段、槐店闸(县城)河段、出境河段设3个采样断面。每个断面采集三点水样，每个水样平行测定3次。分别在两村东、西、南、北、中5个方位采集饮用水样品、土壤样品、粮食样品、蔬菜样品，每个方位采集3个样品。样品中铅、镉含量的测定均采用火焰原子吸入法。每个指标平行测定2次。按照《水和废水监测方法》以及《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)测定河水及饮用水中铅、镉含量。

1.2.2 血清中铅、镉、锌、铜、MT的测定 采取调查对象清晨空腹静脉血10 mL，静置0.5 h后离心分离血清， -80 ℃保存，用于测定血清中的铅、镉、锌、铜和MT的含量。测定中避免反复冻融。血清中铅、镉、锌和铜测定采用溶出伏安法，仪器购于瑞士万通公司。血清中MT采用ELISA法测定，试剂盒购于上海元谷科技有限公司。检测步骤严格按照说明书进行。

1.3统计学处理数据录入使用EpiDate 3.0，采用双机双人录入，建立数据库。用SPSS 12.0对数据进行分析，3个断面中铅、镉水平的比较采用单因素方差分析。污染区和对照区和外环境以及人群血清铅、镉、锌、铜、MT含量的比较采用两独立样本的t检验，人群血清铅、镉、锌、铜与MT含量的关系采用相关性分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1外环境中的铅、镉水平见表1、2。污染区饮水、土壤、粮食和蔬菜中金属铅、镉含量均高于对照区。

表1 污染区和对照区饮水、土壤、粮食和蔬菜中铅、镉水平的比较

表2 沙颍河3个断面中铅、镉水平的比较

2.2人群血清中铅、镉、锌、铜及MT的水平见表3、4。

表3 污染区和对照区人群血清中铅、镉、锌、铜含量及铜锌比值的比较

表4 污染区和对照区不同性别人群血清中铅、镉、锌、铜与MT含量的比较

2.3人群血清中铅、镉、锌、铜及MT含量的关系见表5。

表5 污染区和对照区人群血清中铅、镉、锌、铜各指标与MT含量的关系

3 讨论

从该研究沙颍河的铅、镉暴露情况来看，已观察不到该流域河水的自净能力。丰水期和枯水期沙颍河河水中铅、镉浓度均严重超过地表水Ⅲ类和Ⅳ类的质量标准(GB 3838-2002)。污染区饮用水、土壤、粮食和蔬菜的铅、镉含量均高于对照区。沙颍河水中的污染物可能已通过水平扩散、垂直渗透、雨水溶解和灌溉等方式，进入到周边居民的生活用水及农作物中,使得污染区饮用水及农作物中的铅、镉含量超出规定的最高限值(0.05 mg/L)[3-5]。

铅是有毒金属，能引起机体几乎所有器官系统的功能紊乱，尤其是血液和神经系统。镉摄入量过多则会对肝肾造成损害，引起体内必需微量元素内环境稳态的改变，甚至引起癌症的发生。锌是人体必需的微量元素，有研究[6-7]表明在铅接触的人和动物中血清锌与血清铅呈负相关，补锌能增强需锌酶ALA-脱水酶的活性，许多疾病患者出现血清锌降低[8-9]、血清铜升高、铜/锌比值升高的现象[10]。该研究结果显示污染区人群血清中的铅、镉、铜含量明显高于对照区，锌含量明显低于对照区，男性血清中铅镉含量均高于女性。提示水污染影响污染区人群体内的铜锌蓄积分布，结合前期研究结果该地区人群的免疫水平也较低，肿瘤死亡率较高[11]，可以考虑将铜/锌比值列入肿瘤早期诊断指标体系进行研究。

此外该研究结果显示，两区人群血清铅、镉水平与血清MT含量存在高度的正相关，且随着血清铅、镉含量的增加，MT的含量也随之增多，说明血清铅、镉可以诱导组织中MT的产生。MT对铅具有阻滞吸收和促排作用,能降低铅对机体的毒害作用，是体内重金属的缓冲系统，起着调节体内重金属元素的平衡的作用[12-13]，且动物实验[14]也证明组织中的MT与染铅剂量存在一定的剂量-反应关系。进入体内的镉主要在肝脏诱导MT的合成并结合形成Cd-MT,从而减轻镉的毒害作用，MT的表达水平与机体镉暴露水平相一致，并在一定程度上与机体对镉的反应性有关。污染区人群MT高表达可能是机体铅、镉暴露增加时的一种保护机制。

总之，淮河沙颍河流域污染状况严重，尤其是重金属污染更为严重，亟待环境治理。

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