广西南丹县大厂矿区3～6岁儿童尿镉水平及其与身体发育的相关性▲

汤治仙 宋勇进 张新英

(南宁师范大学1 地理科学与规划学院，2 环境与生命科学学院，广西南宁市 530001，电子邮箱：1161955896@qq.com)

镉是矿区环境中的重金属污染物，其与砷、铅、铬和汞合称为“五毒”，镉污染物可以通过食物链进入人体，进而威胁人类的健康和生命[1]。尿样中镉的含量反映了人体对镉的吸收和蓄积程度，是机体镉暴露水平生物监测的重要指标，也是慢性镉中毒的诊断指标[2]。目前，针对镉与人体健康的研究多关注于职业暴露人群或者成人，学龄前儿童尿镉暴露水平的相关研究较少。而儿童身体发育尚未成熟，与成人接触环境的方式有所不同，相同环境污染暴露剂量的化学物对儿童可能会造成更大的影响[3]。因此，研究环境污染暴露对儿童健康的影响十分必要。本研究对广西南丹县大厂矿区大厂镇周边儿童的尿镉水平进行抽样检测，分析大厂矿区环境污染暴露下儿童尿镉的内暴露水平及其健康风险，为该地区儿童的镉暴露情况建立数据库，以及非污染暴露地区儿童健康检查和中毒诊断提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象 采用分层抽样方法，抽取广西南丹县大厂矿区大厂镇周边180名3～6岁儿童为研究对象。在家长同意并配合的情况下签署知情同意书。其中男性98名，女性82名；3岁39名，4岁46名，5岁60名，6岁35名。

1.2 样品的采集与保存 用100 mL离心管收集所有儿童的晨尿，将采集的尿样进行编号。按照原中华人民共和国卫生部发布的《环境镉污染健康危害区判定标准》(GB/T 17221-1998)[4]，将现场采集的尿样置于低温冰箱中临时保存(尿样4℃保存不能超过1周)，并尽快转运至实验室，置于-20℃的冰箱中保存，在1个月之内进行实验室检测。

1.3 尿肌酐测定方法 将样本送至有资质的广西壮族自治区生态环境监测中心，采用氧化酶法检测尿肌酐水平，仪器为全自动生化分析仪[厂家：日立诊断产品(上海)有限公司，型号：7600]，肌酐试剂盒购自北京九强生物技术股份有限公司。(1)样品处理：取0.1 mL尿样置于10 mL比色管中，加超纯水至3 mL；空白试剂：取3 mL超纯水置于10 mL比色管中。(2)标准曲线的绘制：取6支比色管，按表1配置标准管。向各管加入2.0 mL碱性苦味酸溶液，混匀，于室温下反应20～30 min，加5 mL超纯水，混匀，以0号管作参比，在波长490 nm下测吸光度，在0.5 h内比色完毕。每个浓度测定3次，求平均吸光度值。以吸光度均值为纵坐标，肌酐浓度(g/L)为横坐标，绘制曲线。(3)测定：在与标准曲线测定条件相同的情况下，以空白试剂做对比，测定样品的吸光度，由标准曲线查得肌酐的浓度，计算尿中肌酐的浓度：Cr=c/f，其中Cr为尿中肌酐的浓度(g/L)，c为由标准曲线上查得的肌酐的浓度(g/L)，f为尿样稀释倍数。

表1 肌酐标准管的配制

1.4 尿样中镉水平的测定方法

1.4.1 尿液消解：尿样自然解冻后，用移液枪取1 mL尿样于消解罐内，加入2 mL优级纯浓硝酸(国药集团化学试剂有限公司，批号：20160108)和1 mL过氧化氢(国药集团化学试剂有限公司，批号：20160423)，在石墨消解仪(美国Thomas Cain公司，型号：DEENAⅡ)中140℃加热消解40 min，消解后取出并置于通风橱中自然冷却，待冷却至室温后，用蒸馏水定容至10 mL。

1.4.2 尿镉水平的测定：采用内标法测定尿样中镉的含量，检测仪器为电感耦合等离子体质谱仪(安捷伦科技有限公司，型号：7700e)，试剂元素标准液购自国家有色金属及电子材料分析测试中心(批号：16DB032)。选择标准物质作为内标元素，在每批样品中加入标准物质、空白样和平行样进行质量控制，在电感耦合等离子体质谱仪最优化的工作参数条件下，将配置好的尿样、空白样及标准物质进行上机检测，每个样品测试3次，取平均值。由于肌酐仅经肾小球过滤，而不经过肾小管的重吸收作用，其排泄较稳定，为了避免尿容积对本研究的影响，更准确地反映实际的尿镉水平，1980年世界卫生组织也建议以尿肌酐为参数来校正尿中重金属毒物的浓度[5]。计算经肌酐校正后的尿镉水平：C=c/Cr，其中C为经肌酐校正的尿镉水平(μg/g Cr)，c为实测的尿镉水平(μg/L)，Cr为肌酐浓度(g/L)。

1.5 尿镉负荷的评价标准 尿镉主要反映人体内镉的负荷量，目前我国尚无环境镉污染个体健康的评价标准，根据《环境镉污染健康危害区判定标准》(GB/T 17221-1998)，健康危害指标尿镉的判定值为15 μg/g Cr[4]；根据原国家卫生计生委发布的《职业性镉中毒的诊断》(GBZ 17-2015)，尿镉水平判定临界值为5 μg/g Cr，本文以尿镉在5 μg/g Cr以上判定为尿镉水平偏高。

1.6 统计学分析 采用SPSS 19.0软件进行统计分析。符合正态分布的计量资料以(x±s)表示，比较采用t检验，不符合正态分布的计量资料以中位数和四分位数[M(P25，P75)]表示，比较采用秩和检验；相关分析采用Spearman相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 180名儿童尿镉总体水平 180名儿童中，实测尿镉水平范围为0.22～5.49 μg/L，中位值为0.97 μg/L，单侧估计的95%上限为1.37 μg/L。经肌酐校正，尿镉水平范围为0.28～13.20 μg/g Cr，中位值为1.19 μg/g Cr，单侧估计的95%上限为2.13 μg/g Cr。尿镉实测值和肌酐校正值的95%上限以及中位值均未超过尿镉判定值(5 μg/g Cr)，但有约7%(12名)的儿童体内尿镉含量偏高(尿镉水平>5 μg/g Cr)。

2.2 不同性别儿童尿镉水平比较 经肌酐校正，男性儿童的中位尿镉水平为1.02(0.65，1.90)μg/g Cr，范围为0.28～8.91 μg/g Cr，其中有4名儿童的尿镉水平大于5 μg/g Cr；女性儿童的中位尿镉水平为1.34(0.85，3.12)μg/g Cr，范围为0.31～13.20 μg/g Cr，其中有8名儿童的尿镉水平大于5 μg/g Cr。女性儿童的尿镉水平高于男性儿童(z=6.288，P=0.012)。

2.3 不同年龄儿童尿镉水平比较 经肌酐校正，3岁儿童的中位尿镉水平为1.69(0.94，3.23)μg/g Cr，范围为0.35～8.91 μg/g Cr；4岁儿童的中位尿镉水平为1.10(0.67，1.97)μg/g Cr，范围为0.28～13.20 μg/g Cr；5岁儿童的中位尿镉水平为0.93(0.64，1.34)μg/g Cr，范围为0.33～5.27 μg/g Cr；6岁儿童的中位尿镉水平为1.38(0.87，2.80)μg/g Cr，范围为0.39～8.81 μg/g Cr。不同年龄儿童经检验肌酐校正的中位尿镉水平差异有统计学意义(H=16.381，P=0.001)，其中3岁儿童的尿镉水平高于其他年龄段儿童(P<0.05)。

2.4 儿童尿镉水平与其身高、体重的相关性分析 180名儿童的身高为95.00～132.00(109.31±9.05)cm，体重为10.80～30.52(18.38±3.20)kg，其中男性儿童的身高(110.14±9.32)cm，体重为(18.58±3.21)kg；女性儿童的身高为(108.37±8.68)cm，体重为(18.16±3.17)kg。相关性分析结果显示，儿童尿镉水平与身高、体重均无相关性(rs=-0.124，P=0.127；rs=-0.118，P=0.121)。

3 讨 论

镉是人体非必需元素且其为有毒元素，具有致癌、致畸和致突变的作用。环境中的镉通过消化道、呼吸道、皮肤进入人体，当人体中的镉摄入量达到一定水平时，就会导致人体中毒。环境中的镉进入人体后，可与血浆中的血蛋白结合，运送至肝脏。当镉水平较低时，与肝脏中的谷胱甘肽结合，以胆汁的形式排出体外；当镉水平超过肝脏的代谢阈值时，则与肝脏中的金属硫因蛋白结合[6]。镉是一种细胞原浆毒物，能抑制生物体内各种含硫基酶的活动，使组织代谢发生障碍[7]。在体内形成的镉硫蛋白，在全身各个器官均有分布，但主要累积在肾、肝、肺和甲状腺中，其中肾脏可吸收人体内约1/3的镉，是镉中毒的“靶器官”。镉慢性中毒可引起肝或肾功能失调、骨质疏松或软化，导致全身骨痛、动脉血压增高等症状。镉的生物半衰期为10～30年，生物富集作用非常显著，即使停止与镉的接触，人体中大部分蓄积的镉仍然会继续停留在人体内。

国外文献报告，世界不同地区3～14岁儿童的尿镉平均水平在0.07～1.43 μg/g Cr范围内[8]；黄晋[9]研究发现，非镉暴露组8～14岁儿童尿镉中位水平为0.83 μg/g Cr。本研究结果显示，180名儿童经肌酐校正的尿镉中位水平以及95%上限分别为1.19 μg/g Cr、2.13 μg/g Cr，上限值未超过职业性镉中毒的诊断尿镉判定值(5 μg/g Cr)。因此，本研究地区的儿童尿镉水平总体情况与国内、外水平接近。本研究中，不同年龄组儿童的尿镉水平差异有统计学意义(P<0.05)，其中3岁儿童肌酐校正后尿镉含量的中位水平为1.69 μg/g Cr，高于其他年龄段儿童，4～6岁儿童体内尿镉水平变化不明显。因此，可以认为环境污染暴露对不同年龄段的儿童造成的影响不同，环境污染暴露可能给3岁儿童带来的相关风险比较大，而这可能与低龄幼儿手、口动作多导致摄入量多有关。

本研究中，经肌酐校正后学龄前儿童女性的尿镉中位水平和极大值分别为1.34 μg/g Cr、13.20 μg/g Cr，高于男性尿镉水平，说明学龄前儿童女性尿镉负荷比男性大，与黄林等[10]对广西环境镉污染重点地区人群镉水平，以及韩京秀等[11]对究贵州和江西两个农村土壤镉高背景地区非镉职业暴露人群尿镉水平的研究结果相似。因此，推测环境污染暴露下女性镉中毒的风险或大于男性。本研究中，男性儿童尿镉的极大值为8.91 μg/g Cr，此数值与世界卫生组织提出的人群健康危害阈值(10 μg/g Cr)相近；女性尿镉的极大值为13.20 μg/g Cr，与我国现行的《环境镉污染健康危害区判定标准》(GB/T 17221-1998)[4]上限值(15 μg/g Cr)接近。女性尿镉水平高于男性的原因可能是镉在男、女性体内的代谢存在差异，这可能是日本“痛痛病”患者中以女性为主(男 ∶女 = 3 ∶184)[12]的原因之一，但是其确切原因还有待进一步研究阐明。殷俊等[13]对无锡市原南长区和上海市徐汇区、宝山区 607 例 0～7 岁学龄前儿童尿镉水平进行分析，结果显示，男性儿童的平均尿镉水平为0.842 μg/g Cr，低于女性儿童的0.997 μg/g Cr，与本研究结果相似。

根据《 2016中国卫生统计年鉴》[14]，我国农村 3～6岁儿童身体发育标准是：男孩体重、身高分别为14.65～25.66 kg、97.2～125.3 cm；女孩体重、身高分别为14.22～23.28 kg和96.2～120.2 cm。本研究中男性和女性儿童的身高、体重的均值均在上述范围内，说明该县儿童生长发育状况良好。相关分析结果显示，儿童尿镉含量与身高、体重均无相关性(均P>0.05)。该结果与姜帅等[15]对江苏县3岁儿童尿液中重金属水平与生长发育影响的研究结果，及关于孟加拉国农村5岁儿童的研究结果[16]相似。

综上所述，大厂矿区环境污染暴露下儿童尿镉水平的95%上限值未超过国家镉中毒标准，但女性尿镉负荷比男性大，3岁儿童尿镉负荷较大；该地区儿童尿镉水平对其身高、体重影响不大。