大气颗粒物中有害成分的吸入生物可给性研究

钟来进; 唐直婕; 胡忻; 练鸿振

doi:10.7536/PC200853

化学进展 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (10) :1766-1779 DOI: 10.7536/PC200853

综述

扫码查看或转发全文

大气颗粒物中有害成分的吸入生物可给性研究

作者信息 +

Advances of In Vitro Inhalation Bioaccessibility for the Contaminants in Atmospheric Particulate Matters

Author information +

文章历史 +

摘要

大气颗粒物(Atmospheric particulate matter, APM)中负载的有毒元素和有机污染物等有害成分通过吸入暴露进入人体内,会给人体健康带来潜在的危害。APM中能被人体吸收的有害成分的浓度,而不是有害成分总浓度,更能科学地反映APM中有害成分的危害。为了简便、快速地分析APM中有害成分的生物可给态浓度(Bioaccessible concentration),研究者相继提出多种吸入生物可给性方法(Inhalation bioaccessibility procedure, IBAcP)评估APM中有害成分的吸入生物可给性(Inhalation bioaccessibility, IBAc)。本文综述了APM吸入暴露中有毒元素和有机污染物等吸入生物可给性研究进展,探讨了目前IBAcP存在的问题,并展望了未来研究方向。

Abstract

Exposure to toxic elements or organic contaminants associated with atmospheric particulate matters(APM) via inhalation may result in potential health risks to human. Up to day, various inhalation bioaccessibility procedures(IBAcP) have been advocated to investigate the bioaccessible concentrations of these contaminants in APM for the easy and fast risk-based assessment. In this review, the inhalation bioaccessibility of the toxic elements and organic contaminants in APM and the current IBAcP for the hazards assessment are reviewed and evaluated. In addition, the defects and challenges existed in current IBAcP are disclosed and the possible solutions are proposed.

Contents

1 Introduction

2 Main procedures for inhalation bioaccessibility

3 Inhalation bioaccessibility of inorganic and organic contaminants

3.1 Inhalation bioaccessibility of inorganic toxic elements

3.2 Inhalation bioaccessibility of organic contaminants

4 Validation of inhalation bioaccessibility procedures via in-vivo correlation

5 Challenge and prospective

Graphical abstract

关键词

吸入生物可给性 / 吸入生物有效性 / 大气颗粒物 / 有毒元素 / 有机污染物

Key words

inhalation bioaccessibility / inhalation bioavailability / atmospheric particulate matters / toxic elements / organic contaminants

引用本文

引用格式 ▾

钟来进, 唐直婕, 胡忻, 练鸿振. 大气颗粒物中有害成分的吸入生物可给性研究[J]. 化学进展, 2021, 33(10): 1766-1779 DOI:10.7536/PC200853

Laijin Zhong, Zhijie Tang, Xin Hu, Hongzhen Lian. Advances of In Vitro Inhalation Bioaccessibility for the Contaminants in Atmospheric Particulate Matters[J]. Progress in Chemistry, 2021, 33(10): 1766-1779 DOI:10.7536/PC200853

登录浏览全文

4963

注册一个新账户忘记密码

1 引言

大气颗粒物(Atmospheric particulate matter, APM)是大气中相对稳定和均匀分散的各种固态和液态的悬浮颗粒状物质,包括由天然源和人为源直接排入到大气中的一次颗粒物和由大气中二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等气态污染物经过一系列化学转化或物理过程而生成的固态或液态颗粒物(二次颗粒物)^[1⇓⇓~4]。根据空气动力学粒径(Aerodynamic diameter, D_ae),APM通常被分为总悬浮颗粒物(Total suspended particulate, TSP, D_ae ≤ 100 μm)、可吸入颗粒物(Inhalable particles, PM₁₀, D_ae ≤ 10 μm)和细颗粒物(Fine particulate matters, PM_2.5, D_ae ≤ 10 μm)等,粒径小于0.1 μm的颗粒物被称为超细颗粒物^[3,5⇓~7]。APM的成分复杂,包含元素碳、无机盐、重金属元素、有机碳和微生物等^[1⇓⇓~4]。APM中有毒元素和有机污染物等有害成分主要来源于生物质/化石燃料的燃烧、采矿、冶炼以及汽车尾气排放等人为源,或者来源于火山喷发、沙尘暴等自然源^[2]。这些有害成分的吸入将会给居民身心健康带来潜在危害。

APM吸入肺部后部分颗粒物与肺部表面活性剂以及肺泡外液相互作用,从气相进入液相^[8]。APM中溶解组分及超细不溶颗粒物或不溶组分穿过气-血屏障进入循环系统,在生命体内积累,其中一部分被运输至肾脏以及胃肠系统通过尿液和粪便等形式排出体外,或者积累在头发和指甲中排出体外^[9,10]。部分颗粒物或不溶组分被肺部自身清理功能清理^[11],但当不溶组分的积累速率超过肺部清除速率时,颗粒物将在肺部沉积,导致肺泡纤维化等。肺部沉积的吸入APM颗粒可能会引发一系列的有害健康效应^[12,13]。研究表明,APM负载的丰富的重金属和有机污染物等是APM颗粒引发健康损害的重要原因。例如,颗粒物中有害成分溶出,引起局部的肺部毒性反应^[14,15],而且这些溶出的有害成分可以穿过气-血屏障进入循环系统^[14]。一些流行病学研究表明,人类长期暴露在大气细颗粒物中会引起血液和尿液中重金属浓度的急剧提升^[16,17]。例如,Zn和Cd会使肺和肾功能减弱^[18,19],As的吸入可能会引发肺癌^[20],Pb和Cd的吸入会造成DNA片段的损伤^[21];此外,研究还表明重金属元素的吸入可能损害心血管系统^{[22⇓⇓~25]}、生殖系统^[26]以及内分泌系统^[27]等。

目前,APM危害的评估方法包括流行病学调查、动物暴露实验、体外细胞暴露实验以及吸入生物可给性研究等。这些评估方法包括从细胞水平、动物个体水平到群体调查等生物评估方法和非生物的体外化学分析评估方法。流行病学调查方法是指调查区域内APM的状态和分布与区域内指定人群的疾病、健康状态之间的关系^[28,29],动物暴露实验是指在实验室条件下将一定量采集的APM通过吸入暴露方式暴露到实验动物的呼吸系统中,可用于研究暴露后引发的细胞毒性、炎症蛋白、特异性疾病或基因变异等^{[30⇓⇓~33]}。体外细胞暴露实验是指用APM直接刺激或APM中可溶组分的水提取物或有机溶剂提取物刺激细胞的实验,可用于研究APM引发的细胞毒性、肺部炎症因子、基因表达上调以及与心脑血管疾病相关的特异性行为等^[34⇓~36]。由于费时、费力、经济费用高及实验不确定性高等原因,生物评估方法难以大规模开展,无法满足时空变异大、不同地区APM健康风险评估需求。因而,非生物的体外化学分析评估方法受到广泛关注。目前,APM中部分污染成分的总量测定是各国环境空气质量标准中监测常规要求。例如,我国环境空气质量标准(GB 3095-2012)中规定污染物铅和苯并芘等为必测项目,镉、汞、砷和铬等为选测项目^[37]。环境科学研究表明,环境基体中污染物的生物毒性效应主要取决于污染物可溶态量(即生物有效态量),而不是其总量^[6]。因而,污染物的生物有效态量或生物有效性受到广泛的关注^[38],针对各类环境基体及暴露途径的多种生物有效态量的化学提取方法应运而生^[38]。吸入是APM人体暴露的直接途径,因而研究者们提出了多种模拟肺液的化学配方,用于体外研究APM中某种有害成分的溶出量效应,吸入生物可给性^[39,40],以快速地评估APM中有害成分的潜在风险。本课题组^[41,42]研究了南京市TSP和PM_2.5中有害元素的吸入生物可给性,评估潜在的致癌和非致癌风险。结果表明,基于吸入生物可给性的有害元素潜在风险小于基于其总量的潜在风险。因而,基于吸入生物可给性的有害元素潜在风险评估可克服过高估算APM中有害成分潜在风险的不足,减少APM的过度治理。目前,APM中有害成分的吸入生物可给性研究受到广泛关注。

2 APM中有害成分吸入生物可给性方法

美国国家环境保护局(United State Environmental Protection Agency, U.S. EPA)倡导的健康风险评估模型是目前应用最为广泛的APM中有害成分吸入暴露风险评估模型。该模型以无量纲的危害商(Hazard quotient, HQ)和致癌风险(Carcinogenic risk, CR)为指标评判APM中有害成分非致癌和致癌潜在风险^[43],表达公式如下:

(1)

EC = C × ET × EF × ED / AT

(2)

HQ = EC / (Rf C i × 1000 μg · m g - 1)

(3)

CR = IUR × EC

其中EC(Exposure concentration)为有害成分的暴露浓度(μg·m^-3);C为空气中AMP结合的有害成分的浓度(μg·m^-3);ET为暴露时间(h·day^-1);EF为暴露频率(day·year^-1);ED为暴露周期(year);AT为暴露的平均时间(h)(致癌风险:AT = 70 year × 365 day·year^-1 × 24 h·day^-1;非致癌风险:AT = ED × 365 day·year^-1 × 24 h·day^-1);RfC_i为吸入参考浓度(Inhalation reference concentrations, mg·m^-3)和IUR为吸入单位致癌因子(Inhalation unit risk,(mg·m^-3)^-1)。

该评估模型最初基于APM中有害成分的总量而开展评估。但研究表明,APM中有害成分在肺部的吸收率几乎不会是100%,其吸收率受到APM中有害成分的组成和分布以及与肺液的相互作用的影响^[38,44]。因此,U.S. EPA在风险评估中引入了APM中有害成分生物有效性(Bioavailability, BA, %)和相对生物有效性的概念^[10,43,44]。吸入生物有效性的获得需要进行大量的动物实验,不仅耗时长、费用高、存在动物种属差异等,而且涉及动物伦理学等问题及与人体差异性等。研究者希望寻求一种既能反映生物有效性大小,又操作简单、高效的离体实验方法,基于肺部体液的体外模拟肺液的配方因而相继被提出。这种体外模拟肺液提取的可溶态含量被称为生物可给态浓度(Bioaccessible concentration, BC),而APM中某种成分的生物可给态含量与该成分总量的百分比被称为生物可给性(Bioaccessibility, BAc, %)^[6]。BAc可通过体外配制模拟体液的方法模拟生理环境提取过程来获取,其获取过程不仅简单、高效,而且成本很低。基于生物可给性或生物可给态浓度的风险评估模型,克服了基于总浓度可能过高估计潜在风险的缺点。

目前,APM中有害成分的可给态浓度体外提取方法可分为化学提取法、连续萃取法、模拟肺部生理环境提取法三类。化学提取法包括用纯水以及不同pH水溶液(如pH=4.4的柠檬酸铵溶液、pH=7.0的醋酸铵溶液以及pH=2.1的柠檬酸溶液),该方法基质简单,不同pH溶液可模拟不同的肺部暴露区域^[3,6,7];连续萃取法指用不同溶剂分别提取APM中有害成分的不同化学形态(如水溶态、可交换态、碳酸盐、硫化物和氧化物等),如BCR连续提取法^[45,46];模拟肺部生理环境提取法是通过体外配制肺部生理溶液的组成模拟肺部生理溶液的一类方法,其提取条件和呼吸系统非常接近,更能真实地反映APM中有害成分人体暴露的可给态浓度^[47⇓~49]。这类研究APM中有害成分吸入生物可给性的模拟肺部生理溶液配方统称为吸入生物可给性的方法(Inhalation bioaccessibility procedure, IBAcP)。

IBAcP起源于1967年Gamble^[50]提出的骨骼肌细胞外液的组成,后由Moss^[48]于1979年修改,将Gamble配方中的有机酸和蛋白质组分用柠檬酸和醋酸代替,用于铀在体液中的溶解实验,并命名为Gamble solution。初始的模拟肺部上表皮细胞间隙液主要由无机盐(Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、

S O 4 2 -

、

HP O 4 2 -

和

HC O 3 -

)和有机酸(柠檬酸和醋酸)组成,后来通过添加或调整相关组分发展出了多种模拟肺部生理溶液的配方,这些组分包括各种有机酸(维生素C、尿酸、乳酸、丙酮酸)、氨基酸(甘氨酸、L-半胱氨酸)、多肽(谷胱甘肽)、蛋白质(黏蛋白、白蛋白、转铁蛋白)、螯合剂(二甲基三胺五乙酸,DTPA)、表面活性剂(二棕榈酰磷脂胆碱,DPPC)、抑菌剂(苯扎氯铵)、抗氧化剂(维生素E)和阳离子(

NH 4 +

)等,模拟肺部上表皮细胞间隙液的pH值维持在7.15~7.4之间^{[6,39,40,51,52]}。

APM进入肺部之后不仅与肺部表面体液接触,还会被肺部巨噬细胞吞噬,在溶酶体内被降解(图1)。因此,在Gamble solution的基础上还发展出了人为合成溶酶体液,其pH值在4.5~4.55之间^[7,53,54],其中,应用最广的一种合成溶酶体液是Midander等^[7]在2007年提出的Artificial lysosomal fluid(ALF),主要由无机盐和有机酸组成。表1列出了几种常见的模拟肺液的具体组分和含量。合成溶酶体液可用于反映发生炎症的肺部的状态,而模拟肺部上表皮间隙液用于反映正常肺部的状态^[52]。图2描述了目前IBAcP的基本实验步骤。IBAcP的固液比(g·mL^-1)、提取温度、提取时长以及振荡方式和速率等实验参数尚无统一标准^{[6,39,40,52,55⇓⇓~58]},有待优化与规范化。

3 APM中有害成分的吸入生物可给性

3.1 APM中有毒元素的吸入生物可给性

目前,APM中的有毒元素的吸入生物可给性研究主要集中于镉、铅、锌、铜、锰和砷等^{[39,49,51,52]}。表2总结了近年的文献中有毒元素的吸入生物可给性。从表2可以看出,总体而言,砷具有较高的吸入生物可给性,镉、锌和铅等吸入生物可给性较低。表2也表明,不同来源的APM样品中有害成分的吸入生物可给性存在差异。首先,不同排放源影响有害成分的吸入生物可给性。例如,Julien等^[6]用J-GS比较汽车尾气和飞灰中镉、铅和锌的吸入生物可给性时,发现汽车尾气(NIST-SRM: NIES 8)中镉、铅和锌的生物可给性(分别为(74.3±4.6)%、(45.2±3.5)%和(92.5±2.5)%)明显高于飞灰(NIST-SRM: BCR 038)中的生物可给性(分别为(11.2±0.6)%、(3.3±0.2)%和(21.2±3.3)%)。他们认为飞灰主要由硅酸铝盐、石英和铁氧化物组成,溶解性低,导致镉、铅和锌的生物可给性低。其次,不同空间APM样品中有害成分的吸入生物可给性之间存在差异。例如,本课题组在研究2015—2016年南京地区春冬季节户内外颗粒物(小于3.3 μm)重金属吸入生物可给性时,发现用SLF(一种模拟肺部上表皮细胞间隙液)提取冬季户内和户外颗粒物中锰的吸入生物可给性之间存在显著差异(分别为5.7%±1.2%和22.6%±6.5%)^[41]。再者,采样时间变化影响APM中有害成分的生物可给性。例如,我们发现户内铅、锌、锰元素的吸入生物可给性随季节变化明显,它们冬季的数值分别是0.9%±0.2%、1.4%±0.5%和5.7%±1.2%,而第二年春天的数值则明显升高,分别是4.3%±1.2%、4.5%±0.6%和19.0%±15.1%^[41];Li等^[61]研究了2014年青年奥运会(简称青奥会)期间和活动前后南京PM_2.5中铅的吸入生物可给性,发现在青奥会期间ALF提取PM_2.5中铅的吸入生物可给性有所下降(青奥会期间:59%~79%,非青奥会:55%~87%),但J-GS结果相反(青奥会期间:11%~29%,非青奥会:5.3%~21%)。此外,APM的粒径差异也是引起其中有害成分吸入生物可给性差异的因素之一。例如,Wiseman等^[51]发现PM₁₀中砷的吸入生物可给性明显低于PM₁中砷的吸入生物可给性(分别为57%和80%);我们还发现ALF提取PM_2.5中铅的吸入生物可给性明显高于大气总悬浮颗粒物中铅的吸入生物可给性(分别为45.1%±15.8%和17.8%±5.2%)^[42]。总而言之,APM的排放源、粒径和时空差异均会不同程度地影响有毒元素的吸入生物可给性。

表2表明,不同实验室选用的配方、固液比、提取时长和振荡方式等均会对重金属污染物的吸入生物可给性产生影响。例如,本课题组^[42]的研究结果显示,TSP中镍和锶在SLF中提取48 h的生物可给性明显低于提取72 h的生物可给性;Kastury等^[62]研究了4种PM₁₀中铅和砷的吸入生物可给性,结果表明固液比1∶5000时不同提取阶段得到的铅和砷的吸入生物可给性值均明显高于1∶100的值;我们的研究也证实,PM_2.5中铅的吸入生物可给性受到固液比的影响^[63];Kastury等^[62]还研究了4种振荡方式(磁力搅拌、翻滚式搅拌、随机搅拌和定向旋转)对吸入生物可给性结果的影响,结果表明,选用的振荡方式为磁力搅拌时提取铅和砷的效果要明显优于其他三种。

此外,采样膜的不同也影响APM中有害成分的吸入生物可给性^[42,64]。例如,我们比较了不同采样膜收集的APM中重金属污染物的吸入生物可给性,SLF和ALF的24 h提取结果均表明聚四氟乙烯(PTFE)采样膜收集的PM_2.5中铜和钴的吸入生物可给性与石英采样膜收集的PM_2.5中铜和钴的吸入生物可给性之间存在显著性差异(SLF: 14.9%±6.0%, 1.64%±0.71%和25.8%±5.0%, 19.9%±7.2%; ALF: 14.9%±4.2%, 1.86%±0.26%和40.6%±9.1%, 33.2%±4.4%)^[42]。采样膜影响可能是由于不同采样膜材质具有不同的亲水性等性质造成的。

3.2 APM中有机污染物的吸入生物可给性

近年来,APM中有机污染物的吸入生物可给性的研究也逐渐受到关注。APM中有机污染物主要包括一些半挥发性有机物(Semi-volatile organic compounds, SVOCs),如多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)、有机磷阻燃剂(Organophosphorus flame retardants, OPFRs)、卤代阻燃剂(Halogenated flame retardants, HFRs)等,以及一些挥发性较低的化合物,如邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters, PEs)。这些有机污染物进入人体会引起一系列的健康风险,如引起神经毒性、致哮喘、致癌等^[65,66]。

表3总结了近年来APM中有机污染物吸入生物可给性的研究结果。APM中有机污染物吸入生物可给性部分提取方法与重金属等污染物的提取方法相同。例如,Gao等^[67]用ALF和GS法研究中国北部四类城市(省会、能源-矿区、农业、森林)的PM_2.5中12种PAHs的总的吸入生物可给性和致癌风险;他们在另一个研究工作中发现PM_2.5中PAHs在溶液呈中性的GS中的生物可给性高于呈酸性的ALF^[68];Liu等^[69]研究发现,生物炭基APM-PAHs中PAHs的吸入生物可给性很低(GS:0.43%~1.49%,ALF:0.34%~1.31%);Li等^[70]研究发现PM_2.5-PAHs中PAHs的吸入生物可给性则明显较高(SELF:3.21%~44.2%),可能的原因是PAHs具有强疏水性,生物炭对PAHs具有较强的吸附作用。他们还发现PM_2.5-PAHs对A549细胞的毒性与PAHs的吸入生物可给性相关性更大(和PAHs总浓度相比)^[70];Zeng等^[71]实验发现PM_2.5中PAHs在J-GS和ALF中提取15天的生物可给性为0.7%~24.5%。

从表3可以看出,传统的IBAcP提取的PAHs吸入生物可给性结果很低,可能的原因是PAHs疏水性强,提取过程中易被APM重新吸附。APM进入肺液后溶出的PAHs可能会被肺部组织吸收,从而可能导致传统的提取方法低估PAHs的吸入生物可给性结果。在研究土壤中PAHs经口生物可给性时,常在模拟肠胃液中加入Tenax(一种多孔树脂)来增加提取效率^[72]。据此,Xie等^[60]对APM中PAHs的吸入生物可给性方法进行了改进,在用X-GS和ALF提取APM中的PAHs时添加了Tenax(用筛网包住,制成棒状)作PAHs的吸附剂。结果表明,Tenax的加入大大提升了PAHs的吸入生物可给性值。研究还发现大颗粒APM中PAHs的吸入生物可给性是小尺寸APM中PAHs的吸入生物可给性的8.7~9.1倍;Kademoglou等^[55]用GS和ALF研究户内灰尘中PEs的吸入生物可给性时,发现了相似的结果,强疏水性的PEs的吸入生物可给性值低于5%,而疏水性较弱的PEs的吸入生物可给性值高于75%。

总而言之,APM中有机污染物的吸入生物可给性与有机相(有机污染物)在固相(APM)和水相(模拟肺液)的分配作用有关。Wei等^[73]基于SVOCs在APM上的气-固、液-固分配模型和组织吸收模型提出了一种APM中SVOCs的吸入生物可给性的数学模型,该模型包括三个部分:(1)颗粒物吸入肺部后负载的SVOCs自发释放到肺部气体中;(2)沉积在肺部的颗粒物进入肺液,APM中SVOCs在肺液中溶出;(3)气相和液相中的SVOCs被肺部组织吸收。该方法与基于模拟肺液的吸入生物可给性研究最大的区别在于该方法考虑到APM中SVOCs在气相中自发的释放过程。他们利用该模型的前两部分研究了法国住宅区域内APM负载的72种SVOCs的吸入生物可给性^[74],结果表明,PAHs的吸入生物可给性分布在48%~90%之间,多氯联苯(Polychlorinated biphenyls, PCBs)的吸入生物可给性分布在48%~56%之间。

4 IBAcP的体外-体内相关实验验证

目前,IBAcP的应用虽然很广泛,但是IBAcP的建立和发展缺乏体内实验数据的支持;同时,吸入生物可给性模拟肺液配方的组分以及提取过程实验参数的选择没有相应的标准。因而,IBAcP亟需建立相应的生物学实验验证。

从经口生物可给性方法(Oral bioaccessibility procedures, OBAcP)的建立和发展可以看出,一种经口生物可给性方法的应用需要进行体内实验数据的验证。在进行经口生物可给性方法验证时,并不是直接用生物有效性数据和生物可给性数据进行比较,欧洲生物可给性研究学会(Bioaccessibility Research Group Europe, BARGE)提出经口生物可给性方法的相对生物有效性(Relative bioavailability, RBA)验证标准^[38]。相对生物有效性是指暴露一定时间后,土壤中有害成分进入实验动物的相应器官或组织中的量(Organ T_soil, mg·kg^-1)占暴露总量(T dose_soil, mg·kg^-1)的比例与相应剂量的参照物(有害成分的水溶性化合物)暴露后进入器官或组织中的量(Organ T_reference, mg·kg^-1)占暴露总量(T dose_reference, mg·kg^-1)的比例之间的比值,定义式如下:

(4)

RBA = Organ T soil / T dos e soil Organ T reference / T dos e reference × 100 %

BARGE认为建立RBA方法需要符合以下标准:

(1)土壤和参照物的剂量响应曲线在一定暴露剂量范围内需要呈线性(Organ T = k·T dose + t);

(2)土壤的剂量响应曲线截距和参照物的剂量响应曲线截距相同;

(3)空白暴露时的Organ T小于t。

该方法要求对每一种土壤样品进行剂量响应实验,要求十分严苛,实践起来也相当复杂,研究工作者倾向于只获取参照物的剂量响应曲线^[75⇓~77],当剂量响应曲线具有良好的线性并且斜率接近于1、截距接近于0时,则认为在相应的暴露剂量范围内可以使用获取的RBA数据对生物可给性方法进行验证。

IBAcP的验证存在诸多的挑战,如:(1)暴露方式的选择:吸入式暴露方式的优点是利用实验动物的主动呼吸作用进行APM暴露,很大程度上还原了吸入暴露过程,但是难以实现实验过程中暴露剂量可控,因而难以获取稳定的RBA数据。一方面,吸入式暴露过程中难以长时间获取均匀的APM分散气体;另一方面,暴露过程中不同实验动物个体之间的吸入量不可控。气管/鼻腔滴注方式有别于真实的呼吸方式,但是可以较为准确地控制暴露剂量;(2)暴露时间的选择:吸入暴露与经口暴露方式不同,经口暴露清理周期短,单次暴露的终点易确定,一般在进食6~8 h以后暴露样品就基本排空了^[78],而颗粒物在肺部沉积时间长,清理周期存在很大的个体差异,单次暴露的终点难以确定(如吸入暴露数天后肺部可能仍有样品存在,这部分样品中的有害成分还能继续释放,暴露仍未结束)。例如,本课题组以Balb/c小鼠为暴露对象(图3),选择鼻腔滴注暴露方式,研究铅化合物污染的模拟PM_2.5颗粒的吸入暴露代谢特征,发现暴露24 h内肺部PM_2.5中铅含量急剧下降(y = -59.5x + 2037.3, R² = 0.99;y指肺部铅含量,ng;x指暴露后时间,h);暴露24~72 h,肺部PM_2.5中铅含量缓慢降低(y = -8.9x + 859.3, R² = 0.99);暴露72 h后,肺部PM_2.5中铅含量变化趋于平缓(y = -1.6x + 283.3, R²= 0.92)^[63]。在小鼠肺部颗粒物代谢的相关报道中也发现这种短期内急剧代谢的现象^[79⇓~81],出现这种现象的原因被认为是小鼠吸入暴露后器官内铅的响应量与24 h内肺部急速代谢过程相关性大,24 h后肺部释放铅的强度低,对器官内铅的代谢过程影响小。因此,我们将吸入暴露的终点控制在24 h,以小鼠肾脏为靶点,获取了较好的吸入暴露剂量响应曲线(R² = 0.999)。通过获取的吸入暴露相对生物有效性数据,我们筛选出W-GS用于PM_2.5中铅的吸入生物可给性研究,优化固液比至1∶1000 g·mL^-1,其体内体外相关性曲线(In vivo-in vitro correlation, IVIVC)为:IBAc = 1.07RBA- 3.86,R² = 0.73。该研究表明,目前部分IBAcP分析的PM_2.5中铅的吸入生物可给性与实验动物吸收铅存在一定差距。当然,实验动物的种属差异也可能影响IBAcP验证。其他有害元素和有机污染物吸入生物可给性的IBAcP的动物实验验证尚未有文献报道,有待进一步研究。

5 结论与展望

基于有害成分总量的风险评估可能高估潜在风险,从而导致决策者不必要的治理。建立基于生物有效态总量的风险评估可以克服高估潜在风险的缺点,科学评估潜在风险。目前该方法已得到广泛的认可,并具有很好的应用前景。但是生物可给态研究及IBAcP验证仍存在很多挑战。

(1)目前,用于研究APM中有害成分生物可给性的IBAcP配方成分的选择性和提取绩效缺乏系统的比较,而且提取实验的相应参数没有统一的标准,一些研究报道甚至没有公布相应的生物可给性方法参数^[2,64],导致不同实验室之间的吸入生物可给性数据比较缺乏科学性与可靠性。因此,需要对APM中有害组分吸入生物可给性的IBAcP及实验参数进行优化和标准化。

(2)颗粒物暴露吸入-清除途径影响。Kastury等^[62]提出在进行吸入生物可给性研究时肺部排出的颗粒物会通过经口摄入并贡献生物有效性,因此,他们认为研究颗粒物的吸入生物可给性时需要结合经口暴露实验(Inhalation-ingestion bioaccessibility model, IIBA)。他们对小鼠进行载铅飞灰的气管滴注实验^[81],结合X射线荧光(XRF)显微技术,发现小鼠暴露一段时间后其肠胃中有铅信号产生,以此作为证明肺部排出颗粒物能进入消化系统的依据,而从其体外提取实验结果可以看出,颗粒物中铅在模拟胃肠溶液中的生物可给性明显高于吸入生物可给性,因此,他们声称经口摄入的这部分肺部排出颗粒物贡献的生物有效性部分比肺部贡献的生物有效性大。但是他们的动物实验忽略了肺部吸收的铅通过胃肠道排出的可能性^[10],而且实验结果并不能确定肺部排出颗粒物经口摄入所占的比例,肺部排出颗粒的经口摄入对生物有效性贡献大小以及是否需要使用IIBA模式进行吸入生物可给性研究仍需要更多的实验数据进行支持。

(3)IBAcP用于APM中有机污染物的研究目前仍处于初始阶段,许多问题仍值得进一步研究。模拟肺液的组成对有机污染物的提取是否产生影响?提取过程是否需要加入Tenax,或者有比Tenax更好的吸附剂?传统的吸入生物可给性方法是否适用于各种类型颗粒物中有机污染物的研究?有机污染物的吸入生物可给性与其疏水性是否具有深入联系以及Log K_ow是否可用于预测有机污染物的吸入生物可给性?Wei提出的数学模型预测APM中PAHs吸入生物可给性的准确性以及该模型拓展应用的可能性(如目前Wei用该模型研究PAHs和PCBs,是否可用于其他SVOCs)?

(4)吸入生物可给性方法的验证。目前,APM中有害成分的吸入生物可给性研究IBAcP的成分和提取参数仍需要大量的动物吸入暴露生物可给性验证。虽然我们提出了一种验证IBAcP的吸入相对生物有效性方法^[63],但是该方法只用于验证PM_2.5中铅吸入生物可给性研究的IBAcP,仍需要建立更多的体内实验数据用于验证其他有害成分的吸入生物可给性研究的IBAcP。而且,研究中仅使用小鼠作为暴露对象,其相对生物有效性研究方法仍需要进一步完善。此外,即便是对于发展更完善的经口暴露研究,仍没有明确的用于有机污染物生物可给性的体内验证。因而,APM中有机污染物的吸入生物可给性验证具有更大的挑战。

(5)建立吸入生物可给性数据库。通过用验证后的有效吸入生物可给性方法开展大量应用研究,积累的数据经验可以进一步建立数据库,这样可以大大节约评估APM健康风险的时间和资源成本。例如,可以通过研究获取待评估案例中APM的主要理化性质参数,包括APM的尺寸、APM中有害成分的形态和分布特征等,通过大数据分析,输出相应的吸入生物可给性结果,这样更有利于决策者科学地判断污染水平,制定合理的调控措施。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

[1]	Madsen A M, Matthiesen C B, Frederiksen M W, Frederiksen M, Frankel M, Spilak M, Gunnarsen L, Timm M. J. Environ. Monit., 2012, 14(12): 3230.

[2]	Mukhtar A, Limbeck A. E3S Web Conf., 2013, 1: 05001.

[3]	Seinfeld J H, Pankow J F. Annu. Rev. Phys. Chem., 2003, 54(1): 121.

[4]	Particulate MatterPM 2013. United State Environmental Protection Agency(U.S. EPA), 2015.

[5]	Brown J S, Gordon T, Price O, Asgharian B. Part. Fibre Toxicol., 2013, 10(1): 1.

[6]	Julien C, Esperanza P, Bruno M, Alleman L Y. J. Environ. Monit., 2011, 13(3): 621.

[7]	Midander K, Pan J, Odnevall Wallinder I, Leygraf C. J. Environ. Monit., 2007, 9(1): 74.

[8]	Geiser M, Kreyling W G. Part. Fibre Toxicol., 2010, 7(1): 1.

[9]	Wallenborn J G, McGee J K, Schladweiler M C, Ledbetter A D, Kodavanti U P. Toxicol. Sci., 2007, 98(1): 231.

[10]	Framework for metals risk assessment. United State Environmental Protection Agency (U.S. EPA), 2007.

[11]	Ansoborlo E, HengÉ-Napoli M H, Chazel V, Gibert R, Guilmette R A. Heal. Phys., 1999, 77(6): 638.

[12]	Oberdorster G. Regul. Toxicol. Pharmacol., 1995, 21(1): 123.

[13]	Xia T, Kovochich M, Liong M, Mädler L, Gilbert B, Shi H B, Yeh J I, Zink J I, Nel A E. ACS Nano, 2008, 2(10): 2121.

[14]	Utembe W, Potgieter K, Stefaniak A B, Gulumian M. Part. Fibre Toxicol., 2015, 12(1): 1.

[15]	Costa D L, Dreher K L. Environ. Heal. Perspect., 1997, 105(suppl 5): 1053.

[16]	Landrigan P J, Baker E L. Environ. Res., 1981, 25(1): 204.

[17]	Díaz-Barriga F, Batres L, CalderÓn J, Lugo A, Galvao L, Lara I, Rizo P, Arroyave M E, McConnell R. Environ. Res., 1997, 74(1): 11.

[18]	Anthony J S, Zamel N, Aberman A. Can. Med. Assoc. J., 1978, 119(6):586.

[19]	NoguÉ S, Sanz-GallÉn P, Torras A, Boluda F. Occup. Med., 2004, 54(4):265.

[20]	Smith A H, Ercumen A, Yuan Y, Steinmaus C M. J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol., 2009, 19(4): 343.

[21]	Palus J, Rydzynski K, Dziubaltowska E, Wyszynska K, Natarajan A T, Nilsson R. Mutat. Res. Toxicol. Environ. Mutagen., 2003, 540(1): 19.

[22]	Campen M J, Nolan J P, Schladweiler M C J, Kodavanti U P, Evansky P A, Costa D L, Watkinson W P. Toxicol. Sci., 2001, 64(2):243.

[23]	Campen M J, Nolan J P, Schladweiler M C J, Kodavanti U P, Costa D L, Watkinson W P. J. Toxicol. Environ. Heal. A, 2002, 65(20): 1615.

[24]	Kodavanti U P, Schladweiler M C, Ledbetter A D, McGee J K, Walsh L, Gilmour P S, Highfill J W, Davies D, Pinkerton K E, Richards J H, Crissman K, Andrews D, Costa D L. Environ. Heal. Perspect., 2005, 113(11): 1561.

[25]	Lippmann M, Ito K, Hwang J S, Maciejczyk P, Chen L C. Environ. Heal. Perspect., 2006, 114(11): 1662.

[26]	Veras M M, Caldini E G, Dolhnikoff M, Saldiva P H N. J. Toxicol. Environ. Heal. B, 2010, 13(1): 1.

[27]	Iavicoli I, Fontana L, Bergamaschi A. J. Toxicol. Environ. Heal. B, 2009, 12(3): 206.

[28]	Kioumourtzoglou M A, Schwartz J D, Weisskopf M G, Melly S J, Wang Y, Dominici F, Zanobetti A. Environ. Heal. Perspect., 2016, 124(1): 23.

[29]	Wang J D, Xing J, Mathur R, Pleim J E, Wang S X, Hogrefe C, Gan C M, Wong D C, Hao J M. Environ. Heal. Perspect., 2017, 125(3): 400.

[30]	Pardo M, Shafer M M, Rudich A, Schauer J J, Rudich Y. Environ. Sci. Technol., 2015, 49(14): 8777.

[31]	Gavett S H, Haykal-Coates N, Copeland L B, Heinrich J, Gilmour M I. Environ. Heal. Perspect., 2003, 111(12): 1471.

[32]	Dye J A, Lehmann J R, McGee J K, Winsett D W, Ledbetter A D, Everitt J I, Ghio A J, Costa D L. Environ. Heal. Perspect., 2001, 109(suppl 3): 395.

[33]	Kodavanti U P, Schladweiler M C J, Richards J R, Costa D L. Inhal. Toxicol., 2001, 13(1): 37.

[34]	Wang D B, Pakbin P, Shafer M M, Antkiewicz D, Schauer J J, Sioutas C. Atmos. Environ., 2013, 77: 301.

[35]	Duvall R M, Norris G A, Dailey L A, Burke J M, McGee J K, Gilmour M I, Gordon T, Devlin R B. Inhal. Toxicol., 2008, 20(7): 671.

[36]	Poncy J L, Metivier H, Dhilly M, Verry M, Masse R. Environ. Heal. Perspect., 1992, 97: 127.

[37]	Ministry of Environmental Protection of the People's Republic of China. Air Quality Standard. GB 3095-2012.

[38]	(环境保护部, 空气质量标准GB 3095-2012.).

[39]	Denys S, Caboche J, Tack K, Rychen G, Wragg J, Cave M, Jondreville C, Feidt C. Environ. Sci. Technol., 2012, 46(11): 6252.

[40]	Boisa N, Elom N, Dean J R, Deary M E, Bird G, Entwistle J A. Environ. Int., 2014, 70: 132.

[41]	Zereini F, Wiseman C L S, Püttmann W. Environ. Sci. Technol., 2012, 46(18): 10326.

[42]	Tang Z J, Hu X, Qiao J Q, Lian H Z. Atmosphere, 2018, 9(9): 340.

[43]	Tang Z J, Hu X, Chen Y J, Qiao J Q, Lian H Z. Atmos. Environ., 2019, 196: 118.

[44]	Guidelines for carcinogen risk assessment, Risk Assessment Forum, Washington, D.C. EPA/630/P-03/001F. United State Environmental Protection Agency(U.S. EPA), 2005.

[45]	Revised draft human health baseline risk 394 assessment for upland soils. Kirk Kessler, Principal. Environmental Planning Specialists(EPS), 2011.

[46]	Dos Santos M, GÓmez D, Dawidowski L, Gautier E, Smichowski P. Microchem. J., 2009, 91(1): 133.

[47]	Schaider L A, Senn D B, Brabander D J, McCarthy K D, Shine J P. Environ. Sci. Technol., 2007, 41(11): 4164.

[48]	Colombo C, Monhemius A J, Plant J A. Ecotoxicol. Environ. Saf., 2008, 71(3): 722.

[49]	Moss O R. Health Phys., 1979, 36(3):447.

[50]	Mukhtar A, Limbeck A. Anal. Chimica Acta, 2013, 774: 11.

[51]	Gamble J. Harvard University Press, 1967. 1.

[52]	Wiseman C L S, Zereini F. Atmos. Environ., 2014, 89: 282.

[53]	Kastury F, Smith E, Juhasz A L. Sci. Total. Environ., 2017, 574: 1054.

[54]	Stopford W, Turner J, Cappellini D, Brock T. J. Environ. Monit., 2003, 5(4): 675.

[55]	ThÉlohan S, de Meringo A. Environ. Heal. Perspect., 1994, 102(Suppl 5): 91.

[56]	Kademoglou K, Giovanoulis G, Palm-Cousins A, Padilla-Sanchez J A, MagnÉr J, de Wit C A, Collins C D. Environ. Sci. Technol. Lett., 2018, 5(6): 329.

[57]	Wragg J, Klinck B. J. Environ. Sci. Heal. A, 2007, 42(9): 1223.

[58]	Twining J, McGlinn P, Loi E, Smith K, GierÉ R. Environ. Sci. Technol., 2005, 39(19): 7749.

[59]	Bailey M R, Ansoborlo E, Guilmette R A, Paquet F. Radiat. Prot. Dosim., 2007, 127(1/4): 31.

[60]	Berlinger B, Ellingsen D G, Náray M, Záray G, Thomassen Y. J. Environ. Monit., 2008, 10(12): 1448.

[61]	Xie S Y, Lao J Y, Wu C C, Bao L J, Zeng E Y. Environ. Int., 2018, 120: 295.

[62]	Li S W, Li H B, Luo J, Li H M, Qian X, Liu M M, Bi J, Cui X Y, Ma L Q. Environ. Int., 2016, 94: 69.

[63]	Kastury F, Smith E, Karna R R, Scheckel K G, Juhasz A L. Sci. Total. Environ., 2018, 631/632: 92.

[64]	Zhong L J, Liu X L, Hu X, Chen Y J, Wang H W, Lian H Z. J. Hazard. Mater., 2020, 381: 121202.

[65]	da Silva L I D, Yokoyama L, Maia L B, Monteiro M I C, Pontes F V M, Carneiro M C, Neto A A. Microchem. J., 2015, 118: 266.

[66]	Pelletier M, Bonvallot N, Ramalho O, Mandin C, Wei W J, Raffy G, Mercier F, Blanchard O, Le Bot B, Glorennec P. Environ. Int., 2017, 109: 81.

[67]	Fournier K, Glorennec P, Bonvallot N. Environ. Res., 2014, 130: 20.

[68]	Gao P, Hu J, Song J, Chen X, Ou C Y, Wang H, Sha C Y, Hang J, Xing B S. Environ. Pollut., 2019, 255: 113296.

[69]	Gao P, Guo H Y, Wang S H, Guo L, Xing Y F, Yao C H, Jia L M, Fan Q, Hang J. Atmos. Environ., 2019, 201: 293.

[70]	Liu X L, Wang Y J, Shen Z L, Wu X, Shi Y, Wang F. MethodsX, 2019, 6: 558.

[71]	Li Y Z, Juhasz A L, Ma L Q, Cui X Y. Sci. Total. Environ., 2019, 650: 56.

[72]	Zeng Y, Fan Y, Yan X, Zheng J, Chen S J, Mai B X. Environ. Res., 2019, 170: 134.

[73]	Fang M L, Stapleton H M. Environ. Sci. Technol., 2014, 48(22): 13323.

[74]	Wei W J, Bonvallot N, Gustafsson Å, Raffy G, Glorennec P, Krais A, Ramalho O, Le Bot B, Mandin C. Environ. Int., 2018, 113: 202.

[75]	Wei W J, Ramalho O, Mandin C. Int. J. Hyg. Environ. Heal., 2020, 224: 113436.

[76]	Juhasz A L, Weber J, Naidu R, Gancarz D, Rofe A, Todor D, Smith E. Environ. Sci. Technol., 2010, 44(13): 5240.

[77]	Li J, Li K, Cave M, Li H B, Ma L Q. J. Hazard. Mater., 2015, 295: 55.

[78]	Li H B, Zhao D, Li J, Li S W, Wang N, Juhasz A L, Zhu Y G, Ma L Q. Environ. Sci. Technol., 2016, 50(10): 4989.

[79]	Guidance for Evaluating the Oral Bioavailability of Metals in Soils for Use in Human Health Risk Assessment. United State Environmental Protection Agency(U.S. EPA), 2007.

[80]	Molina R M, Konduru N V, Jimenez R J, Pyrgiotakis G, Demokritou P, Wohlleben W, Brain J D. Environ. Sci.: Nano, 2014, 1(6): 561.

[81]	Konduru N V, Murdaugh K M, Sotiriou G A, Donaghey T C, Demokritou P, Brain J D, Molina R M. Part. Fibre Toxicol., 2014, 11(1): 1.

[82]	Kastury F, Smith E, Lombi E, Donnelley M W, Cmielewski P L, Parsons D W, Noerpel M, Scheckel K G, Kingston A M, Myers G R, Paterson D, de Jonge M D, Juhasz A L. Environ. Sci. Technol., 2019, 53(19): 11486.

[1]	Madsen A M, Matthiesen C B, Frederiksen M W, Frederiksen M, Frankel M, Spilak M, Gunnarsen L, Timm M. J. Environ. Monit., 2012, 14(12): 3230.
[2]	Mukhtar A, Limbeck A. E3S Web Conf., 2013, 1: 05001.
[3]	Seinfeld J H, Pankow J F. Annu. Rev. Phys. Chem., 2003, 54(1): 121.
[4]	Particulate MatterPM 2013. United State Environmental Protection Agency(U.S. EPA), 2015.
[5]	Brown J S, Gordon T, Price O, Asgharian B. Part. Fibre Toxicol., 2013, 10(1): 1.
[6]	Julien C, Esperanza P, Bruno M, Alleman L Y. J. Environ. Monit., 2011, 13(3): 621.
[7]	Midander K, Pan J, Odnevall Wallinder I, Leygraf C. J. Environ. Monit., 2007, 9(1): 74.
[8]	Geiser M, Kreyling W G. Part. Fibre Toxicol., 2010, 7(1): 1.
[9]	Wallenborn J G, McGee J K, Schladweiler M C, Ledbetter A D, Kodavanti U P. Toxicol. Sci., 2007, 98(1): 231.
[10]	Framework for metals risk assessment. United State Environmental Protection Agency (U.S. EPA), 2007.
[11]	Ansoborlo E, HengÉ-Napoli M H, Chazel V, Gibert R, Guilmette R A. Heal. Phys., 1999, 77(6): 638.
[12]	Oberdorster G. Regul. Toxicol. Pharmacol., 1995, 21(1): 123.
[13]	Xia T, Kovochich M, Liong M, Mädler L, Gilbert B, Shi H B, Yeh J I, Zink J I, Nel A E. ACS Nano, 2008, 2(10): 2121.
[14]	Utembe W, Potgieter K, Stefaniak A B, Gulumian M. Part. Fibre Toxicol., 2015, 12(1): 1.
[15]	Costa D L, Dreher K L. Environ. Heal. Perspect., 1997, 105(suppl 5): 1053.
[16]	Landrigan P J, Baker E L. Environ. Res., 1981, 25(1): 204.
[17]	Díaz-Barriga F, Batres L, CalderÓn J, Lugo A, Galvao L, Lara I, Rizo P, Arroyave M E, McConnell R. Environ. Res., 1997, 74(1): 11.
[18]	Anthony J S, Zamel N, Aberman A. Can. Med. Assoc. J., 1978, 119(6):586.
[19]	NoguÉ S, Sanz-GallÉn P, Torras A, Boluda F. Occup. Med., 2004, 54(4):265.
[20]	Smith A H, Ercumen A, Yuan Y, Steinmaus C M. J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol., 2009, 19(4): 343.
[21]	Palus J, Rydzynski K, Dziubaltowska E, Wyszynska K, Natarajan A T, Nilsson R. Mutat. Res. Toxicol. Environ. Mutagen., 2003, 540(1): 19.
[22]	Campen M J, Nolan J P, Schladweiler M C J, Kodavanti U P, Evansky P A, Costa D L, Watkinson W P. Toxicol. Sci., 2001, 64(2):243.
[23]	Campen M J, Nolan J P, Schladweiler M C J, Kodavanti U P, Costa D L, Watkinson W P. J. Toxicol. Environ. Heal. A, 2002, 65(20): 1615.
[24]	Kodavanti U P, Schladweiler M C, Ledbetter A D, McGee J K, Walsh L, Gilmour P S, Highfill J W, Davies D, Pinkerton K E, Richards J H, Crissman K, Andrews D, Costa D L. Environ. Heal. Perspect., 2005, 113(11): 1561.
[25]	Lippmann M, Ito K, Hwang J S, Maciejczyk P, Chen L C. Environ. Heal. Perspect., 2006, 114(11): 1662.
[26]	Veras M M, Caldini E G, Dolhnikoff M, Saldiva P H N. J. Toxicol. Environ. Heal. B, 2010, 13(1): 1.
[27]	Iavicoli I, Fontana L, Bergamaschi A. J. Toxicol. Environ. Heal. B, 2009, 12(3): 206.
[28]	Kioumourtzoglou M A, Schwartz J D, Weisskopf M G, Melly S J, Wang Y, Dominici F, Zanobetti A. Environ. Heal. Perspect., 2016, 124(1): 23.
[29]	Wang J D, Xing J, Mathur R, Pleim J E, Wang S X, Hogrefe C, Gan C M, Wong D C, Hao J M. Environ. Heal. Perspect., 2017, 125(3): 400.
[30]	Pardo M, Shafer M M, Rudich A, Schauer J J, Rudich Y. Environ. Sci. Technol., 2015, 49(14): 8777.
[31]	Gavett S H, Haykal-Coates N, Copeland L B, Heinrich J, Gilmour M I. Environ. Heal. Perspect., 2003, 111(12): 1471.
[32]	Dye J A, Lehmann J R, McGee J K, Winsett D W, Ledbetter A D, Everitt J I, Ghio A J, Costa D L. Environ. Heal. Perspect., 2001, 109(suppl 3): 395.
[33]	Kodavanti U P, Schladweiler M C J, Richards J R, Costa D L. Inhal. Toxicol., 2001, 13(1): 37.
[34]	Wang D B, Pakbin P, Shafer M M, Antkiewicz D, Schauer J J, Sioutas C. Atmos. Environ., 2013, 77: 301.
[35]	Duvall R M, Norris G A, Dailey L A, Burke J M, McGee J K, Gilmour M I, Gordon T, Devlin R B. Inhal. Toxicol., 2008, 20(7): 671.
[36]	Poncy J L, Metivier H, Dhilly M, Verry M, Masse R. Environ. Heal. Perspect., 1992, 97: 127.
[37]	Ministry of Environmental Protection of the People's Republic of China. Air Quality Standard. GB 3095-2012.
[37]	(环境保护部, 空气质量标准GB 3095-2012.).
[38]	Denys S, Caboche J, Tack K, Rychen G, Wragg J, Cave M, Jondreville C, Feidt C. Environ. Sci. Technol., 2012, 46(11): 6252.
[39]	Boisa N, Elom N, Dean J R, Deary M E, Bird G, Entwistle J A. Environ. Int., 2014, 70: 132.
[40]	Zereini F, Wiseman C L S, Püttmann W. Environ. Sci. Technol., 2012, 46(18): 10326.
[41]	Tang Z J, Hu X, Qiao J Q, Lian H Z. Atmosphere, 2018, 9(9): 340.
[42]	Tang Z J, Hu X, Chen Y J, Qiao J Q, Lian H Z. Atmos. Environ., 2019, 196: 118.
[43]	Guidelines for carcinogen risk assessment, Risk Assessment Forum, Washington, D.C. EPA/630/P-03/001F. United State Environmental Protection Agency(U.S. EPA), 2005.
[44]	Revised draft human health baseline risk 394 assessment for upland soils. Kirk Kessler, Principal. Environmental Planning Specialists(EPS), 2011.
[45]	Dos Santos M, GÓmez D, Dawidowski L, Gautier E, Smichowski P. Microchem. J., 2009, 91(1): 133.
[46]	Schaider L A, Senn D B, Brabander D J, McCarthy K D, Shine J P. Environ. Sci. Technol., 2007, 41(11): 4164.
[47]	Colombo C, Monhemius A J, Plant J A. Ecotoxicol. Environ. Saf., 2008, 71(3): 722.
[48]	Moss O R. Health Phys., 1979, 36(3):447.
[49]	Mukhtar A, Limbeck A. Anal. Chimica Acta, 2013, 774: 11.
[50]	Gamble J. Harvard University Press, 1967. 1.
[51]	Wiseman C L S, Zereini F. Atmos. Environ., 2014, 89: 282.
[52]	Kastury F, Smith E, Juhasz A L. Sci. Total. Environ., 2017, 574: 1054.
[53]	Stopford W, Turner J, Cappellini D, Brock T. J. Environ. Monit., 2003, 5(4): 675.
[54]	ThÉlohan S, de Meringo A. Environ. Heal. Perspect., 1994, 102(Suppl 5): 91.
[55]	Kademoglou K, Giovanoulis G, Palm-Cousins A, Padilla-Sanchez J A, MagnÉr J, de Wit C A, Collins C D. Environ. Sci. Technol. Lett., 2018, 5(6): 329.
[56]	Wragg J, Klinck B. J. Environ. Sci. Heal. A, 2007, 42(9): 1223.
[57]	Twining J, McGlinn P, Loi E, Smith K, GierÉ R. Environ. Sci. Technol., 2005, 39(19): 7749.
[58]	Bailey M R, Ansoborlo E, Guilmette R A, Paquet F. Radiat. Prot. Dosim., 2007, 127(1/4): 31.
[59]	Berlinger B, Ellingsen D G, Náray M, Záray G, Thomassen Y. J. Environ. Monit., 2008, 10(12): 1448.
[60]	Xie S Y, Lao J Y, Wu C C, Bao L J, Zeng E Y. Environ. Int., 2018, 120: 295.
[61]	Li S W, Li H B, Luo J, Li H M, Qian X, Liu M M, Bi J, Cui X Y, Ma L Q. Environ. Int., 2016, 94: 69.
[62]	Kastury F, Smith E, Karna R R, Scheckel K G, Juhasz A L. Sci. Total. Environ., 2018, 631/632: 92.
[63]	Zhong L J, Liu X L, Hu X, Chen Y J, Wang H W, Lian H Z. J. Hazard. Mater., 2020, 381: 121202.
[64]	da Silva L I D, Yokoyama L, Maia L B, Monteiro M I C, Pontes F V M, Carneiro M C, Neto A A. Microchem. J., 2015, 118: 266.
[65]	Pelletier M, Bonvallot N, Ramalho O, Mandin C, Wei W J, Raffy G, Mercier F, Blanchard O, Le Bot B, Glorennec P. Environ. Int., 2017, 109: 81.
[66]	Fournier K, Glorennec P, Bonvallot N. Environ. Res., 2014, 130: 20.
[67]	Gao P, Hu J, Song J, Chen X, Ou C Y, Wang H, Sha C Y, Hang J, Xing B S. Environ. Pollut., 2019, 255: 113296.
[68]	Gao P, Guo H Y, Wang S H, Guo L, Xing Y F, Yao C H, Jia L M, Fan Q, Hang J. Atmos. Environ., 2019, 201: 293.
[69]	Liu X L, Wang Y J, Shen Z L, Wu X, Shi Y, Wang F. MethodsX, 2019, 6: 558.
[70]	Li Y Z, Juhasz A L, Ma L Q, Cui X Y. Sci. Total. Environ., 2019, 650: 56.
[71]	Zeng Y, Fan Y, Yan X, Zheng J, Chen S J, Mai B X. Environ. Res., 2019, 170: 134.
[72]	Fang M L, Stapleton H M. Environ. Sci. Technol., 2014, 48(22): 13323.
[73]	Wei W J, Bonvallot N, Gustafsson Å, Raffy G, Glorennec P, Krais A, Ramalho O, Le Bot B, Mandin C. Environ. Int., 2018, 113: 202.
[74]	Wei W J, Ramalho O, Mandin C. Int. J. Hyg. Environ. Heal., 2020, 224: 113436.
[75]	Juhasz A L, Weber J, Naidu R, Gancarz D, Rofe A, Todor D, Smith E. Environ. Sci. Technol., 2010, 44(13): 5240.
[76]	Li J, Li K, Cave M, Li H B, Ma L Q. J. Hazard. Mater., 2015, 295: 55.
[77]	Li H B, Zhao D, Li J, Li S W, Wang N, Juhasz A L, Zhu Y G, Ma L Q. Environ. Sci. Technol., 2016, 50(10): 4989.
[78]	Guidance for Evaluating the Oral Bioavailability of Metals in Soils for Use in Human Health Risk Assessment. United State Environmental Protection Agency(U.S. EPA), 2007.
[79]	Molina R M, Konduru N V, Jimenez R J, Pyrgiotakis G, Demokritou P, Wohlleben W, Brain J D. Environ. Sci.: Nano, 2014, 1(6): 561.
[80]	Konduru N V, Murdaugh K M, Sotiriou G A, Donaghey T C, Demokritou P, Brain J D, Molina R M. Part. Fibre Toxicol., 2014, 11(1): 1.
[81]	Kastury F, Smith E, Lombi E, Donnelley M W, Cmielewski P L, Parsons D W, Noerpel M, Scheckel K G, Kingston A M, Myers G R, Paterson D, de Jonge M D, Juhasz A L. Environ. Sci. Technol., 2019, 53(19): 11486.