北京哺乳期女性及婴幼儿多环芳烃暴露风险变化特征

李玉芳， 潘萌， 顾涛, 佟玲， 宋淑玲*

(1.国家地质实验测试中心， 北京 100037;2.中国地质调查局武汉地质调查中心， 湖北 武汉 430205;3.中国地质大学(武汉)，湖北 武汉 430074)

PAHs在环境中有非常广泛的排放源，学者们普遍认为地质环境中的PAHs，主要通过呼吸、皮肤接触和经口摄入等途径进入人体，并威胁人体健康[24-25]。因此，许多研究调查了各种环境介质[26-28]和生物介质中[29-30]的PAHs类化合物，并估算和评价不同环境因素或地质因素对人体PAHs的暴露水平或摄入量的影响。与以上研究相比，母乳中PAHs的调查是一个综合性和双向调查评价指标，既可综合评价各种地质环境中PAHs共同作用下对母体健康的影响，也同时指示和评价母乳喂养期婴幼儿PAHs摄入量或暴露风险[10,31]。一些文献报道了母乳中PAHs的残留水平[32-34]，但关于纯母乳喂养期(分娩后6个月)母乳中PAHs浓度残留水平及其变化的研究有限，而纯母乳喂养期是婴幼儿经口摄入PAHs的唯一途径。

许多研究者报道了我国不同地区母乳中PAHs的浓度，并表明我国母乳中PAHs浓度普遍高于其他国家[32,35]。持续开展我国不同地区母乳中PAHs浓度的调查，并估算和评价区域母体与婴幼儿的暴露水平非常重要。2011年Yu等[35]报道了北京地区2005年母乳中PAHs残留水平，结果证实该地区母乳中15种PAHs总浓度高于日本和美国等发达国家。此后，近十年缺少关于北京地区母乳中PAHs浓度的相关报道。本研究通过持续采集北京地区志愿者分娩后6个月内母乳样品，并监测除萘(萘的挥发性强、环境本底值高、检测误差大)以外15种优先控制的PAHs，掌握北京母乳中15种PAHs最新残留水平及变化趋势，以及哺乳期母体PAHs暴露水平，并估算婴幼儿PAHs每日每公斤体重摄入量(EDIs)，为控制母体PAHs健康风险提供依据。

1 实验部分

1.1 样品采集

为了满足连续6个月采样要求和避免分娩次数对母体中PAHs浓度的影响，项目集中选取2012年4月～2016年11月，来自北京市西城区、海淀区、朝阳区、东城区、石景山区和昌平区30名初次分娩志愿者的母乳样品。这些志愿者均为不抽烟、不直接从事PAHs生产、暴露相关职业的健康哺乳期女性。表1列出了志愿者的具体信息。每个志愿者分娩后的180天或6个月内，每20～30天手动采集1个母乳样品，共采集6个样品。每个样品采集到30mL洁净玻璃瓶中，并加有聚四氟乙烯内衬的螺纹盖后冷冻保存在家用冰箱中，直至转移到实验室。

表1 志愿者和母乳采样信息

1.2 标准溶液与主要试剂

正己烷、丙酮、甲醇、乙醇、乙醚、氨水和二氯甲烷均是色谱纯，主要购自美国J&K Scientific公司、美国Honeywell和Fisher 公司。化学试剂无水硫酸钠为分析纯，购自北京化学试剂公司，使用前在600℃马弗炉中烘6h。填充柱净化用的硅胶(60～100目)购自青岛海洋化学试剂公司，使用前在500℃烘16h，然后再在130℃烘16h备用。

研究中的空白和空白加标基质为蒙牛纯牛奶，脂肪含量36.0g/L，购自超市。

1.3 样品提取与净化

样品的提取和净化与本课题组早期报道的母乳中有机氯农药(OCPs)方法相同[36]。准确称取10.0g样品，加入40μL替代物(1.0μg/mL)，并依次加入氨水和乙醇充分振摇，使样品中的蛋白变性、沉淀。随后加入乙醚和正己烷的混合溶液(4∶3，V/V)，充分振摇5min，提取样品中的PAHs。待样品静置、分层后，将上层有机相收集，并重复以上步骤提取第二次，收集、合并两次有机相提取液。将有机提取液用无水硫酸钠除水，浓缩到小体积，恒重法计算脂肪含量。最后将脂肪用正己烷复溶、定容至4.0mL。取2mL湿法过硅胶填充柱净化[36]。洗脱液浓缩后用环己烷定容到1.0mL，备GC-MS分析。

1.4 仪器分析条件

GC-MS系统为Thermo Fisher Trance 2000 & DSQⅡ，配有AS 3000自动进样器。GC进样模式为不分流进样，进样体积1.0μL，进样口温度270℃；载气为高纯度的氦气(99.999%)，载气为恒流模式，流速为1.0mL/min。

GC色谱柱(DM-5MS，30m×0.25mm×0.25μm)。升温程序：在70℃温度下保持1.0min，以10℃/min升温至150℃，继续以5℃/min升温至250℃，最后以20℃/min升温至310℃，保持15min。

MS分析条件：EI电离模式，选择离子(SIM)扫描模式，传输线温度280℃，离子源温度240℃。

1.5 质量控制

采用外标法定量。15种PAHs的线性范围在2.00～200ng/mL。以纯牛奶为基质，模拟1.00ng/mL和5.00ng/mL两个添加浓度水平，每个浓度有5个平行样品，目标物的回收率和相对标准偏差(RSS)用来评价方法的准确度和精密度。方法的定量限通过模拟样品(1.00ng/mL添加水平)中目标物色谱峰的信噪比S/N=10计算，15种目标物的定量限为0.40～2.00μg/L。

180个样品分多批次进行检测，每批次样品都要进行平行样品、基质空白、基质加标 (加标浓度10.0ng/mL)和流程空白样品分析。15批次样品中基质加标样品目标物的回收率范围为 68.3%～98.9%。实际样品中15种PAHs的浓度均为扣减流程空白后的值，流程空白中15种PAHs进样浓度范围为1.0～4.0ng/mL。

1.6 统计分析

采用SPSS statistic 22.0(IBM)进行统计分析。采用SPSS软件中的双变量相关性，对母乳中PAHs浓度与母乳脂肪含量、志愿者年龄、志愿者体重指数进行相关性分析。两者是否具有相关性的判别标准为：当皮尔森参数p<0.05时，认为两者具有典型相关性。

2 结果与讨论

2.1 母乳中15种PAHs的残留水平和分布特征

2020 李维娟 关于利用P2P网贷平台犯罪的实证研究———以近四年裁判文书网上关于利用P2P网贷平台犯罪的裁判文书为例

表2 样品中PAHs浓度分析结果

与2005年北京母乳中PAHs的结果[35]相比，本次研究北京母乳中PAHs总浓度呈现下降趋势。首先，北京母乳中PAHs总浓度从2005年的383μg/kg脂质下降到348μg/kg脂质。其次，高质量数的PAHs浓度总体表现出下降趋势。分析结果表明，具有高致癌活性的五环化合物(苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽)和六环化合物茚苯(1,2,3-cd)芘、苯并[ghi]苝的浓度明显下降。根据180个母乳样品中15种PAHs的浓度平均值，计算了7种致癌PAHs的总浓度Σ7PAHs为43.6μg/kg脂质，此值比2005年的51.2μg/kg脂质[35](根据报道的平均值估算)下降了14.8%。

图1 不同月份(a)与季节(b)母乳中PAHs的浓度均值和相对偏差Fig.1 Average concentration of total PAHs in breast milk collected in (a) different month and (b) season. Error bars represent the standard deviation (SD)

以上所有的研究结果证实，北京人群Σ15PAHs 和 Σ7PAHs的暴露总水平或浓度都呈下降趋势。其主要原因是，近年来北京PAHs总排放量在下降[40]，使得人体通过呼吸暴露摄入的PAHs量和总暴露量下降[41]。如为了迎接2008年北京奥运会，北京首钢和北京焦化厂等一些燃煤用量和PAHs排放大企业迁出北京，同时电能和天然气取代了燃煤，成为冬季供暖和企业生产动力的能源。因此，北京环境中PAHs的排放量降低，大气中PAHs浓度显著降低[42]，而北京人群PAHs呼吸暴露量和暴露水平也逐渐降低。另一方面，当前研究结论证实7种致癌PAHs的主要排放来自于民用燃煤和焦炼厂[40]，而这些致癌PAHs会吸附在PM2.5和PM10颗粒物上[41]，然后通过呼吸途径进入人体。因此，2008年后北京母乳中7种PAHs的浓度降低，主要归因于民用燃煤的严格控制和限用。

2.2 母乳中PAHs浓度的影响因素和相关因子

呼吸暴露是人体PAHs的主要暴露途径。一些研究表明，母乳中PAHs的浓度与季节存在相关性。例如有研究者[32]报道夏季采集的母乳中Σ15PAHs浓度要低于冬季母乳中PAHs的浓度。本研究也比较了不同季节北京母乳中PAHs浓度。研究中180个母乳样品，有44个采自春季，36个采自夏季，35个采自秋季，65个采自冬季(表1)。比较不同月份和季节采集的母乳中PAHs浓度的平均值，结果表明1月份、2月份、11月份和12月份母乳中PAHs浓度明显高于其他月份，并且11月份有一个明显的增高，3月份有一个明显的降低。而对于不同季节，母乳中PAHs浓度排序为：冬季>秋季>春季>夏季(图1)。冬季和春季母乳中PAHs高浓度，应该与这两个季节大气中PAHs排放量及大气颗粒物中PAHs浓度较高有关[43-45]。北京是中国北方城市，每年的采暖季一般为11月15日至次年3月15日，因此采暖季开始和结束对母乳中PAHs浓度有显著影响，即11月份母乳样品中PAHs显著增高，而3月份有明显的降低。同理，冬季在大气中PAHs浓度高于其他季节，母乳中PAHs浓度也偏高。而夏季的丰富降水有助于大气中PAHs的扩散，降低人群暴露和母乳中PAHs浓度。

此外，本研究也用SPSS进行了母乳中PAHs浓度与哺乳期妇女年龄、身体质量指数(body mass index，BMI)和母乳中脂肪含量的相关性分析。有研究结果表明，母乳中PAHs浓度与志愿者年龄[38]和BMI[46]有典型相关性。但本研究统计分析结果表明，以上各因素与志愿者6个母乳样品中PAHs的浓度及每个志愿者母乳中PAHs浓度均值，都没有相关性。这可能由于PAHs暴露源、暴露途径复杂、多变；另一方面其他研究[38]样品量有限，且母乳中PAHs浓度远远高于本研究中浓度，主要体现的是一种蓄积水平，故母乳中PAHs浓度与母体年龄有相关性。

2.3 母乳中PAHs的等效致癌浓度(BaPeq)

表3 不同地区母乳样品中15种PAHs和7种PAHs的BaPeq值

2.4 北京婴幼儿哺乳喂养期PAHs的每日允许摄入量(EDIs)

对于母乳喂养的婴儿，呼吸和经口摄入是PAHs的主要暴露途径，一些研究证实通过母乳摄入的PAHs远远高于呼吸吸入量[31,37]。本研究的主要目的之一是估算纯母乳喂养期婴幼儿15种PAHs的允许摄入量(ADIs)，并揭示婴儿在6个月母乳喂养期EDIs的时间变化趋势。事实上，当前没有国际组织对母乳中PAHs浓度，或母乳喂养期婴幼儿PAHs的ADIs给出建议值。本研究结果表明， 180个样本中15种PAHs平均浓度为348μg/kg 脂质(范围为70.3～745μg/kg脂质)，而每个志愿者在分娩后6个月内母乳样品中15种PAHs浓度也是呈现明显的波动，即婴儿在母乳喂养期PAHs的风险会变化。但在一些文献中报告的其他类持久性有机污染物会持续降低[48]。因此，研究根据婴儿的体重(假设为5kg)和每日母乳摄入量(假设为700mL或700g)，评价了15种PAHs的EDIs值[28,49]。具体依据以下公式估算15种PAHs和7种致癌PAHs的EDIs平均值：

式中：C脂为单位脂肪中Σ15PAHs的平均浓度(μg/kg脂质)；C奶为母乳样品脂肪含量的均值(3.1%)。

研究表明，对于母乳喂养期的婴幼儿，15种 PAHs和7 种PAHs的EDIs均值分别为1.51μg/day/kg b.w.和0.19μg/day/kg b.w.。同时依据报道的2005年北京母乳中Σ15PAHs浓度[35]，估算出2005年15 种PAHs和7种PAHs的EDIs值分别为1.66μg/day/kg b.w.和0.21μg/day/kg b.w.。可见，当前北京婴幼儿母乳喂养期15种 PAHs和7种 PAHs的暴露风险正在逐渐降低。但与相关研究报道的婴幼儿PAHs的每日摄入量相比，北京婴幼儿母乳喂养期15种PAHs的EDIs值显著高于捷克[32]、美国[37]和土耳其[10]，低于意大利[31]、我国香港地区[38]和重工业城市兰州[39]等地区婴幼儿的EDIs值。

3 结论

PAHs是一种环境中普遍存在的持久性有机污染物，早期研究表明北京母乳中PAHs浓度处于较高水平，PAHs对人体健康的影响是政府、研究人员和普通民众关注的热点。本研究提供了北京母乳中15种PAHs的残留水平(2012—2016)，监测了30位初次分娩女性6个月哺乳期内母乳中PAHs浓度的变化，并初步估算了婴儿母乳喂养期15种PAHs和7种PAHs的EDIs。母乳中PAHs分析结果表明：①北京自2006年开始严格控制或禁止工业和生活用煤，有效降低了大气中PAHs的排放量，也使得母乳中Σ15PAHs浓度降低，因此北京人群Σ15PAHs和Σ7PAHs的BaPeq暴露水平和风险明显降低。②与2005年相比，北京地区婴儿Σ15PAHs和Σ7PAHs的EDIs有下降趋势，此值分别为1.51μg/kg/day/kg b.w.和0.19μg/day/kg b.w.。婴幼儿母乳喂养期EDIs低于我国重工业城市，但高于一些发达国家。③本研究对北京地区哺乳期女性母乳中的PAHs浓度进行了连续监测。监测结果表明，6个月哺乳期内母乳中Σ15PAHs浓度没有明显下降趋势，但浓度值与季节有关，冬季母乳样品中PAHs总浓度最高。

鉴于本文对母乳中PAHs与季节相关性的初步研究结果，未来研究中需要加大样品量进一步确证这种相关性是否具有普遍性或区域特征，并同步监测母乳和大气中的PAHs浓度，直接证实大气中PAHs浓度与母乳PAHs浓度的相关性。此外，需要加快开展母乳中PAHs来源解析，以及不同暴露途径对母乳中PAHs的贡献率，为降低母体PAHs暴露量以及PAHs对母体和婴幼儿健康的影响提供科学依据。