降氟改水前后儿童血清氟含量与智商相关关系调查

王广吉 张明访 汪秋实 韩翱瀚 高明献 林萍 向全永

自2006年美国国家研究委员会(National Research Council Committee，NRC)报道了氟化物的毒性研究报告并建议美国环境保护署设立新的饮水含氟量标准，氟化物的发育神经毒性引起人们的高度关注［1］。1937 年 Roholm［2］首次报道了 68 例长期暴露于氟化物的冰晶石个人，84%患上了氟骨症，其中22%的人有过度疲劳、嗜睡、头痛和眩晕等神经系统症状。超过300篇的人群和动物研究表明氟离子的神经毒性作用，其中40多篇来至中国、伊朗、印度和墨西哥等国的研究发现暴露于氟化物可以引起智商下降［3］。Choi等［4］的 Meta分析结果显示，27 项研究中有26篇报道了高氟暴露地区儿童智商比低氟暴露地区儿童智商低下的研究结果。目前氟对神经系统损伤的相关报道主要集中在饮水氟含量或总摄氟量等外暴露剂量与神经系统损伤及儿童智商的相关关系上，血氟含量与儿童智商相关关系报道很少见，尤其是降氟改水前后血氟与儿童智商的变化及其相关关系的研究未见报道。现选择江苏省地方性氟中毒重病区村瓦庙村，调查改水前后全村儿童血清氟含量与儿童智商的变化，旨在进一步明确血清氟与儿童智商的相关关系，为改水降氟效果评价及氟中毒的预防提供参考。

1 对象与方法

1.1 调查地点 瓦庙村位于江苏省泗洪县的东北部，1988年全国地方性氟中毒普查时被确定为地方性氟中毒重病区村(最高的饮水氟含量为5.0 mg/L。2002年(降氟改水前)对该村进行了全面普查，采集了全村所有居民家庭手压井的井水，检测结果显示饮水氟含量为(2.47±0.79)mg/L(范围为0.57～4.50 mg/L)。2003年初该村建成2个降氟改水工程，以深层地下水作为饮用水水源，水井深度均超过100 m，并建立了完善的供水系统。为了进一步比较改水前后儿童智商的变化，2002调查时选择该县西南部的新淮村(非病区村)作为对照村。2村的具体情况及前期研究结果见参考文献［5－6］。

1.2 调查时间及对象 分别于2002年9－11月(改水前)及2013年9－11月(改水后)调查2次，对改水前全村所有8～13岁及改水后出生的所有8～10岁儿童的血清氟含量和智商开展调查。评价血清氟含量与儿童智商的关系，以及改水后儿童智商的变化。

1.3 样品采集和检测方法 2002年调查人员用洁净的塑料瓶［容量为 50 mL，采样前用 10% 硝酸(HNO3)浸泡48 h，用自来水冲洗3次后再用蒸馏水冲洗2次］分别从每位儿童的家庭手压井水中采集50 ml水样;2013年改水后，按照梅花布点法采集末梢水水样，同时采集水源水水样。采集被调查儿童的空腹肘静脉血2.5～3 mL，置于无氟具塞的聚乙烯离心管中，并立即离心(3 000 r/min，10 min)，取血清及时测氟。按照中华人民共和国卫生行业标准中《血清中氟化物的测定 －离子选择电极法》(WS/T 212—2001)测定血清中的氟含量［7］。

1.4 智商测定 用联合型瑞文智商测定中国农村修订版(Combined Raven’s Test for Rural China，CRTRC)测定儿童智商(intelligence quotient，IQ)。智商测定在学生教室进行，每组20个学生，每个学生一个位子，在3名监考人员的指导下独立完成答题卡。测试方法、测试用语、测试条件等均严格执行CRT-RC指导手册。主测试人员在华东师范大学心理学系接受了必要的培训。儿童智商测试者和改考卷者在测试的整个过程中保持双盲。CRT-RC儿童智商的分级标准为:极优(IQ≥130)，优秀(120～129)，中上(聪明)(110～119)，中等(一般)(90～109)，中下(迟钝)(80～89)，边缘(70～79)，弱智(IQ≤60)，智商低下率是指智商低于80的儿童所占调查儿童的比例。脑部受过外伤、有过脑部疾病史、外地迁入或外出超过2年以上的儿童不作为调查对象。

1.5 统计学方法 所有调查资料双人双机录入Epidata 3.1，经比对和逻辑校验后形成最终数据库。用SPSS 18.0软件统计分析数据，计量资料以珋x±s表达，组间比较采用t检验;计数资料用构成比表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。使用Curveexpert 1.4软件进行剂量—效应关系的曲线拟合。

2 结果

2.1 基本情况 泗洪县地形西南高东北低，土壤以黄潮土、砂姜和黑土为主。年降雨量1 020 mm，年蒸发量1 724 mm。由于蒸发量大于降雨量，对浅水中的盐份和氟的富集形成了有利条件，属我国干旱半干旱富氟的较典型地貌特征。病区属浅层地下水型的饮水型地方性氟中毒病区。全县共有病区村188个，其中重病区5个，中病区34个。瓦庙村位于泗洪县东北方向，距县城约32 km，为地方性氟中毒重病区村，饮水氟含量为(2.47±0.29)mg/L(范围0.50～4.50 mg/L)。新淮村位于泗洪县西南方向，距县城约32 km，为非病区村，饮水氟含量(0.36±0.15)mg/L(范围0.18～0.76 mg/L)。两村相距约64 km。

2.2 改水前瓦庙村和新淮村儿童血清氟和智商的调查结果 2002年调查结果显示，瓦庙村所有在校学生(8～13岁儿童数)为239人，外出超过2年、脑部外伤及脑部疾病史的儿童17人，符合调查条件的儿童222(222/239)人。新淮村符合条件的8～13岁儿童数290人(290/305)。瓦庙村儿童的血清氟含量［(0.081±0.019) mg/L］显著高于新淮村［(0.041±0.008)mg/L］(t= －31.056，P ＜0.001);智商测试结果显示，瓦庙村儿童平均智商为92.71±13.27，新淮村儿童的平均智商为100.41±13.21，2村儿童智商差异有统计学意义(t=6.514，P＜0.001)。

2.3 降氟改水前后瓦庙村水氟和儿童血清氟含量的变化 改水前瓦庙村的饮水氟含量为(2.47±0.29)mg/L，改水后集中供水的水源水和末梢水的氟含量为(0.91±0.02)mg/L，与改水前比较有显著下降，所有检测水样的氟含量均低于国家标准。儿童血清氟的含量也显著降低(表1)。

2.4 改水前后儿童智商的变化 瓦庙村改水后调查结果显示，儿童的智商水平有显著的升高，与改水前儿童智商比较，平均提高了17.78分(表2)。改水前儿童智商的优秀率为2.70%，改水后儿童智商的优秀率为23.66%;改水前儿童智商的低下率为14.86%，改水后智商低下率为5.32%;改水后儿童智商的优秀率显著上升(P＜0.001)，智商低下率显著降低(P＜0.001)。

表1 瓦庙村降氟改水前后儿童血清氟及饮水氟调查结果(珋x±s)/mg·L－1

表2 瓦庙村降氟改水前后儿童智商的调查结果

2.5 改水前后儿童血清氟含量与智商的剂量－效应关系 回归分析结果显示，改水前儿童血清氟含量与智商间有显著的相关关系(Pearson Correlation=－0.163，P=0.015)，改水后无显著地相关关系(Pearson Correlation=0.130，P=0.213)。按照血清氟含量的高低，把改水前儿童分为相等的5组，即:≤0.067 2 mg/L(A 组)、0.067 3～0.073 9 mg/L(B组)、0.074 0 ～0.079 9 mg/L(C 组)、0.080 0 ～0.090 9 mg/L(D组)、≥0.091 0 mg/L(E组)，可见改水前儿童血清氟含量范围较大(0.040～0.160 mg/L)，浓度较高(0.081±0.019 mg/L)，随着血氟浓度的增加，儿童智商显著下降(表3)。改水前儿童血清氟含量与智商的相关关系Logistic Model拟合曲线如图1，拟合方程为:Y=88.36/(1－1.99e－50.17X)(F=56.256，P＜0.001)，相关系数 r=0.920 6，血清氟含量与儿童智商间有显著的剂量－效应关系。

表3 改水前瓦庙村儿童血清氟含量与智商的相关关系(珋x±s)

图1 血清氟含量与儿童智商间的Logistic Model拟合曲线

3 讨论

3.1 截止2010年底，全国有81.89%的病区村改用低氟水源［8］;江苏省有86.86%的病区村改用了低氟水源，但降氟改水工程的正常使用率只有70.26%［9］。改水降氟后，全国范围内对降氟改水效果进行了大量的评价，但有关血清氟与智商相关关系的全面评价报道不多。

3.2 2002年调查结果显示，瓦庙村儿童的智商与新淮村(地方性氟中毒非病区村，饮水氟含量(0.36±0.15)mg/L，范围0.18～0.76)相比平均下降8.2分，且儿童智商与饮水氟含量有显著的剂量效应关系［5］，显示高氟暴露的确会影响儿童智力的发育［3，5］。

3.3 血清或血浆中的氟是人体氟暴露最为直接的内暴露指标，是评价人群氟负荷的重要指标，它反映不同途径氟的总摄入水平，在评价机体受氟危害及氟中毒中具有较为重要的意义［7，10］。但由于血清氟含量低，受采集时间、采集和分析过程的影响，到目前为止，尚没有世界有关卫生组织或各国科研机构所公认的血清氟或血浆氟的含量标准［10］。我国的《地方性氟中毒病区控制标准》和《地方性氟中毒病区划分标准》中均未把血清氟含量列为评价指标。本研究首次把智商和血清氟含量用于改水效果评估，研究结果显示，儿童血清氟含量与儿童智商间有明确的剂量－效应关系，并可把血清氟含量作为地方性氟中毒评价一个重要的暴露指标。

3.4 本次调查也存在不足:(1)样本量不足:改水前瓦庙村有1～6年级儿童236人，符合条件的儿童222人，而改水后出生的儿童(2003年以后出生)至调查时间只有93人;(2)儿童年龄组构成差异:改水前该村1～6年级的儿童年龄组为8～13岁，而改水后出生的符合条件的儿童年龄组为8～10岁。

综上所述，血清氟含量是评价地方性氟中毒的重要指标，血清氟含量的增加可以引起儿童智力发育的损伤，降氟改水是饮水型地方性氟中毒的重要措施。

参考文献

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［4］ Choi AL，Sun G，Zhang Y，et al．Developmental fluoride neurotoxicity:a systematic review and meta-analysis［J］．Environ Health Perspect，2012，120:1362 －1368．

［5］ Xiang Q，Liang Y，Chen L，et al．Effect of fluoride in drinking water on children’s intelligence［J］．Fluoride，2003，36(2):84－94．

［6］ Xian g QY，Liang YH，Chen BH，et al．Serum fluoride and dental fluorosis in two villages in China ［J］．Fluoride，2004，37(1):28－37．

［7］ 卫生部．WS/T 212－2001血清中氟化物的测定－离子选择电极法［S］．2002．

［8］ 赵丽君，王骋，高彦辉，等．2010、2011年度全国饮水型地方性氟中毒监测报告［J］．中国地方病学杂志，2013，32(2):177－182．

［9］ 汪旸，束长亮，夏玉亭，等．2010年江苏省饮水型地方性氟中毒监测结果分析［J］．环境卫生学杂志，2012，2(6):274－279．

［10］ 万桂敏，陈志，张丽虹，等．血清或血浆中的氟化物［J］．中国地方病防治杂志，2000，15(2):90－92．