中國關于砷的研究進展

陳保衛(wèi)

2.環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京，100085)

中國關于砷的研究進展

陳保衛(wèi)1

2.環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京，100085)

綜述了近年來有關中國的砷污染狀況、相關的分析監(jiān)測技術及砷化合物毒性的研究進展.在中國部分地區(qū)，長期砷暴露導致了嚴重的區(qū)域性的砷中毒，主要的暴露途徑是飲用水、食物和煤炭的燃燒.樣品前處理、砷的富集和形態(tài)分析技術的豐富和發(fā)展，為環(huán)境科學、毒理學和流行病學的研究提供了可靠的技術支持.生物檢測是一種直接有效的污染物健康風險評估方法，尿樣、血液、唾液、頭發(fā)和指甲中的砷及生理生化指標直接反映了暴露主體的砷暴露程度和砷相關的損傷程度.在砷的生物代謝過程中，產(chǎn)生活性氧和自由基，導致氧化應激的提高，影響亞鐵血紅蛋白的生物合成，導致細胞膜的過氧化，線粒體相關的細胞凋亡，DNA的氧化損傷而產(chǎn)生基因突變.砷中毒的易受程度，與年齡、營養(yǎng)狀況、硒的攝入相關.砷化合物能穿過胎盤屏障影響胎兒的發(fā)育，穿過腦血屏障影響智力發(fā)育和導致神經(jīng)毒性.慢性砷中毒的機理還有待進一步的研究.

砷污染，生物地球化學循環(huán)，砷形態(tài)分析，生物監(jiān)測，毒理學，氧化應激，食物，水，煤炭.

砷被國際癌癥研究機構劃分為一類致癌物(對人類致癌).在中國，飲用水和煤炭燃燒引起的砷污染導致了嚴重的區(qū)域性砷中毒問題.近幾年，環(huán)境科學、分析化學、生物學、流行性病學、醫(yī)學等領域的科研人員相互協(xié)作，在詳細調(diào)查并解決中國的砷污染，研究并治療砷引起的中毒問題方面取得了顯著成果.近來，劉廣良和蔡勇綜述了環(huán)境中砷與溶解有機質的絡合作用的研究進展［1］，劉文菊和趙方杰綜述了植物砷吸收與代謝的研究進展［2］，本文則主要概述中國砷污染狀況、相關的分析監(jiān)測手段及砷化合物的毒性效應.

1 中國的砷污染

1.1 飲用水中的砷

在世界上一些國家和地區(qū)，地下水被用作主要的飲用水源以解決飲用水匱乏問題.然而，地下水中的砷，引發(fā)了全球性的健康問題.在孟加拉、印度、中國、蒙古、越南、泰國、柬埔寨、智利、阿根廷、墨西哥、甚至在德國和美國等發(fā)達國家，飲用水中的砷估計影響到約一億人的健康［3］.早在1980年，在中國新疆的奎屯，就發(fā)現(xiàn)飲用水導致了區(qū)域性的砷中毒［4］，遠早于1996年孟加拉和印度的區(qū)域性砷中毒的報道.隨后，相繼在內(nèi)蒙古、山西、吉林、青海和寧夏發(fā)現(xiàn)區(qū)域性的飲用水砷中毒問題［4］.在內(nèi)蒙古巴盟地區(qū)，飲用水中砷的含量竟高達826 μg·L－1［5］.在中國，大約有三百萬人暴露于高濃度的砷，主要分布在農(nóng)村地區(qū)［6］.孫貴范等人抽樣檢測了飲用水砷中毒嚴重地區(qū)的39514口水井中的砷濃度，如果以50 μg·L－1作為砷在飲用水中的安全標準，山西省超過50%的水井超標，之后依次是吉林省(12.21%)，內(nèi)蒙古(11.30%)，青海(8.33%)，新疆(4.77%)，寧夏(1.06%)［4］.而超過世界衛(wèi)生組織(WHO)的飲用水砷標準(10 μg·L－1)的水井將會更多.在中國，特別是農(nóng)村地區(qū)，降低飲用水中的砷仍是亟待解決的問題.

1.2 燃煤造成的砷污染

中國是最大的煤炭生產(chǎn)和消耗國之一，煤炭是中國主要的能源.然而，煤炭中存在一些有毒元素如砷和汞.煤炭中砷的含量，與煤礦的地理位置密切相關.何濱等從中國北部、東北和東部的主要煤礦收集了 33 個燃煤樣品，砷的濃度從 55.71 μg·g－1到 156.72 μg·g－1，其中，東北地區(qū)的煤炭含有較高濃度的砷［7］.鄭寶山等從中國26個省的主要煤礦采集了297個樣品，砷含量的范圍是0.24—71 μg·g－1，其中東北和南部地區(qū)的煤的砷含量較高［8］.煤炭引起的砷中毒，是中國特殊的砷健康問題.在中國，一些居民在通風條件差的環(huán)境下使用煤做飯、取暖、烘干食物，引發(fā)了嚴重的區(qū)域性砷中毒，貴州地區(qū)尤為嚴重［4，9］.在貴州西南地區(qū)，煤中砷的含量可高達 35000 μg·g－1，廚房空氣中砷的含量可達到0.46 mg·m－3.此外，在食物烘干的過程中，煤炭中的砷化合物會在食物上沉積與富集，成為當?shù)鼐用窳硪粋€主要的砷暴露途徑［9］.在貴州興仁縣，煤炭中砷的含量為56.3 μg·g－1，由于燃煤引起的空氣和食物中高濃度的砷，導致了30%的居民砷中毒［10］.煤炭中砷引起的砷中毒作為中國特殊的健康問題，已經(jīng)引起了國內(nèi)外科學家的廣泛關注.

1.3 其它砷污染

人類的工業(yè)生產(chǎn)和采礦活動也會導致嚴重的砷污染.湖南郴州工業(yè)區(qū)，土壤中的砷高達1217 mg·kg－1［11］.在汕頭一個廢棄的鎢礦，土壤中砷的含量可高達 935 mg·kg－1，地下水中砷的含量可達到325 μg·L－1［12］.由于這些嚴重的砷污染，造成了當?shù)胤N植的大米中高含量的砷.此外，作為殺蟲劑和除草劑，以及木材防腐劑、養(yǎng)殖業(yè)的抗生素，砷化合物被廣泛使用，也導致了嚴重的砷污染.這些砷污染應引起重視，以避免類似的問題發(fā)生.

2 砷在環(huán)境中的遷移與轉化

地殼中的砷，及人為的砷污染，可以從巖層和土壤滲入到地下水，也可以被植物吸收進入食物鏈，參與生物地球化學循環(huán).通常在地殼和巖石中，砷以穩(wěn)定的移動性差的形態(tài)存在，例如AsFeS.但是，在氧化和微生物的作用下，砷能被轉化為水溶性的砷而進入水環(huán)境中［13-14］.地下水中天然源的砷濃度，與當?shù)氐牡乩項l件和氣候密切相關［15］.在水環(huán)境中，砷的形態(tài)取決于它所處的環(huán)境條件.在氧化條件下，砷主要以砷酸鹽的形態(tài)存在，而在還原條件下，則主要是亞砷酸鹽的形態(tài)［13，16］.

研究表明，植物對不同的砷化合物的吸收途徑不同.磷和砷是同族元素，磷酸鹽和五價的砷酸鹽具有相似的化學性質，五價砷酸鹽主要通過磷酸鹽通道被植物吸收［17-18］.亞砷酸和硅酸有相近的高解離常數(shù)，而且二者分子大小結構相似.三價的砷吸收則是通過水通道和硅酸鹽通道完成的［19-20］.水通道蛋白和硅酸轉運蛋白在酵母上表達，明顯提高了酵母對亞砷酸的吸收［20-21］.植物也可以通過水通道吸收甲基砷［22］，但是與無機砷的吸收相比較，甲基砷的吸收速率較慢［23］.土壤中磷酸鹽和草酸鹽可以促進砷化合物從砷污染的土壤上的解離，使砷更容易從土壤中遷出，同時也提高小麥對砷的吸收，導致砷在小麥中的積累［24］.中國的蜈蚣草對砷化合物有極高的生物富集效率，可被應用于砷污染的植物修復［25-26］.在一些砷污染嚴重的地區(qū)，大米是主要的食物，然而通過根部的吸收，砷化合物能從土壤遷移到大米中，食用大米成為一個重要的砷攝入途徑［27-28］.在中國郴州工業(yè)區(qū)，大米中砷的含量高達7.5 mg·kg－1，遠遠高于可允許的最高值 1.0 mg·kg－1［11］.汕頭廢棄鎢礦的周邊地區(qū)，大米中砷的含量也達到了1.09 mg·kg－1［12］.對不同基因型大米的研究表明，大米的基因型和根部的通風狀況影響了砷在大米中富集和形態(tài)［29］.污染物的生物富集效應，也強化了調(diào)查蔬菜中砷含量的必要性，在郴州工業(yè)區(qū)，砷在南瓜、包心菜、茄子、燈籠椒、豆角和青蔥中的富集因子分別是 51.5、20.1、6.3、12.3、5.8、7.2［11］.苑春剛等調(diào)查了中國18個省的47個茶葉樣品，砷的含量為0—4.81 μg·g－1，然而使用沸水泡茶，僅有少量的砷從茶葉中浸出，因而飲茶相關的砷的健康風險較低［30］.

砷在被植物吸收后，在植物內(nèi)的主要形態(tài)為無機三價砷.水稻和番茄根部三價砷的相對濃度高達92%—99%［31］，在擬南芥的根部，五價的無機砷被還原為三價砷，進一步和植物螯合劑絡合，有效地阻止了砷從根部到芽的遷移［32］.盡管數(shù)據(jù)表明，大多數(shù)植物具有較強的砷還原能力，但是具體的機理還不詳.近來，水稻［33］、絨毛草［34］、蜈蚣草［35］中，與植物內(nèi)的砷還原酶相關的 ACR2 基因序列被分離和克隆，為砷在植物內(nèi)的還原提供了分子生物學依據(jù).剪股穎(Agrostis capillaries)的體外實驗表明，在S-腺苷-L-甲硫氨酸存在的條件下，其葉的提取物具有砷甲基化活性，而根的提取物則沒有［36］.但是，關于無機砷是否能在植物體內(nèi)被甲基化，尚無可靠的證據(jù)［2］.除了飲用水中的砷，植物中的砷，特別是可食用的植物中的砷，例如水稻，成為人類砷暴露的另一個重要途徑.食物中的砷被人體吸收后，在甲基轉移酶和砷還原酶的參與下，被代謝為二甲基砷并主要通過尿液排出［9-12，37］.

微生物在砷化合物的遷移與轉化中起到不可取代的作用.近期的研究表明，在地熱環(huán)境中，嗜極性真核藻類可以氧化還原并甲基化無機砷，并在該藻類中發(fā)現(xiàn)了兩種甲基轉移酶，為它的高砷耐受性提供了分子生物學依據(jù)［38］;在淡水環(huán)境中，嗜熱性原生動物四膜蟲也具有甲基化無機砷的能力［39］.微生物的砷暴露實驗表明，微生物可以將水溶性的砷轉化為揮發(fā)性的砷化合物，從而導致砷從水相向氣相中遷移［40］.2010年12月2日，Sciencexpress發(fā)表了一篇題為“一種用砷取代磷可以生長的微生物”的報道，引起了轟動.該菌提取于美國加州的Mono Lake，湖中含有很高的鹽分和平均200 μmol·L－1的砷.Wolfe-Simon等人用該湖中的底泥作為種菌，不向培養(yǎng)液中加PO3－4，而是逐步提高培養(yǎng)液中砷的濃度，通過多級轉移和培養(yǎng)，得到能耐受高濃度砷的菌［41］.這一現(xiàn)象并不奇怪，類似現(xiàn)象曾有報道［42］.引起媒體廣泛的關注和評論是因為Wolfe-Simon等人聲稱砷可能取代DNA中的磷，暗示該結果對理解生命的起源和進化具有重要的意義.盡管該工作有一定的價值，但是并沒有直接和清楚地證明砷取代了DNA骨架中的磷.間接的電泳結果并不能排除吸附等因素.此外，在細菌的接種和培養(yǎng)的過程中，雖然沒有向培養(yǎng)液中加入PO3－4，但是培養(yǎng)液中磷的平均背景濃度可達到3.1 μmol·L－1，這是因為雜質來自于培養(yǎng)試劑，如葡萄糖，維生素，鹽和微量元素.培養(yǎng)液中3.1 μmol·L－1的磷是否能滿足細菌內(nèi)DNA的合成還需要更深入的研究.

3 砷的形態(tài)分析和生物監(jiān)測

3.1 砷的形態(tài)分析

砷化合物進入生物地球化學循環(huán)，經(jīng)過氧化還原、甲基化、硫化等一系列的反應，產(chǎn)生了無機砷、甲基砷、砷的氫化物、硫砷、砷糖、砷堿等不同形態(tài)的砷化合物，對砷的分析技術提出了嚴峻的挑戰(zhàn).此外，由于不同的化學形態(tài)具有不同的毒性，砷的形態(tài)分析，可以提供更準確的風險評估，并推動流行病學和毒理學的研究.目前，液相色譜是主要的砷形態(tài)分離技術.砷的主要檢測技術包括原子光譜(原子吸收和原子熒光)、電感耦合等離子體質譜、有機質譜［43-45］.這幾種檢測技術各有優(yōu)勢，例如，原子熒光光譜具有運行成本低、儀器價格低廉、便于維護的特點，電感耦合等離子體質譜則具有檢測限低、線性范圍寬、穩(wěn)定的優(yōu)點，有機質譜(電噴霧)則能提供化合物的結構信息，便于化合物的定性.原子熒光光譜技術逐步被完善，實現(xiàn)砷與其它多種元素的同時測定［46-47］.另外，在線結合原子質譜和有機質譜，同時進行定量和定性分析，是砷檢測技術的一個發(fā)展方向［48］.李峰等發(fā)展了微芯片毛細管電泳技術，用來進行砷形態(tài)分析，具有快速分析、試劑和樣品消耗少的特點［49］.在樣品的前處理和富集方面，土壤樣品的在線順序提取、中空纖維膜液相微萃取、雙毛細管柱微萃取、有序介孔材料和新型烷基硅材料在砷的富集和分離上的應用，提高了樣品分析的自動化程度，降低了檢測限，豐富了分析手段［50-56］.在砷的生物地球化學循環(huán)過程中，也形成一些氣態(tài)的砷化合物，由于氣態(tài)砷化合物的濃度較低，不便于收集，是分析測定的難點.苑春剛等把細菌培養(yǎng)裝置，氫化物產(chǎn)生內(nèi)標，冷阱捕集，電感耦合等離子體質譜檢測串聯(lián)起來，實現(xiàn)了氣態(tài)砷化合物直接的準確的測定［40］.

3.2 砷的生物標志物

生物標志物可測定污染物在生物體內(nèi)的濃度和相應的生理生化指標.由于生活習慣和對砷的吸收效率的差異，簡單的環(huán)境監(jiān)測，很難準確的估計個體所承擔的健康風險.然而，生物標志物可以直接體現(xiàn)主體對砷的暴露程度，準確反映個體差異.目前，血液、尿液、頭發(fā)、指甲及唾液中的砷已經(jīng)被用作砷暴露的生物標志物［57］.

砷在血液中的濃度一般較低，半衰期短，而且血液基質復雜，含有大量的細胞和蛋白，這些都提高了血砷的分析難度，特別對于血液中砷的形態(tài)分析.但是，血砷能反映近期高劑量和長期某種固定方式的砷暴露.Li等人調(diào)查了內(nèi)蒙古飲用水高砷污染區(qū)居民的血砷濃度，平均濃度為43.54 μg·L－1，關聯(lián)分析表明二級甲基化指數(shù)與皮膚損傷程度呈負相關性，為砷流行病學的調(diào)查提供更有益的檢測手段［58］.

唾液的主要成分是水，基質簡單，采樣方式溫和、簡單方便，是一種合適的砷暴露生物標志物.然而，對唾液中砷的研究并不太多.Yuan等人建立了唾液中砷分析的前處理方法，并使用液相色譜與靈敏的電感耦合等離子體質譜和電噴霧有機質譜聯(lián)用技術對內(nèi)蒙古地區(qū)的唾液樣品進行了分析，在唾液中檢測到三價的和五價的無機砷、一甲基砷和二甲基砷化合物，發(fā)現(xiàn)唾液中的砷濃度與個體砷暴露程度相關;此外，唾液中砷的含量與地域性的皮膚病高發(fā)病率顯著相關［5］.

頭發(fā)和指甲中的角質蛋白含有巰基基團，一些砷化合物可以與巰基結合，從而在頭發(fā)和指甲內(nèi)積累.頭發(fā)和指甲，便于收集，儲存和運輸方便.由于砷膽堿不會在頭發(fā)和指甲中積累，消除了砷膽堿對調(diào)查結果的干擾.但是，缺點是如何去除頭發(fā)和指甲的外部砷污染，對于形態(tài)分析則要考慮如何提高砷化合物的萃取效率，并保持其形態(tài)不發(fā)生轉化.在貴州煤炭引起的砷中毒地區(qū)［10］，居民頭發(fā)中砷的含量達到 7.99 mg·g－1;在汕頭廢棄的鎢礦地區(qū)［12］，居民頭發(fā)中的砷達到 2.92 mg·g－1，都高于頭發(fā)中砷的中毒評價標準 1 mg·g－1.在郴州工業(yè)區(qū)［11］，95%的調(diào)查對象頭發(fā)中砷的濃度超過 1 mg·g－1.此外，研究表明頭發(fā)中砷的濃度與尿砷的濃度有很好的相關性，證明頭發(fā)中的砷是可用的砷暴露生物標志物［10］.

尿砷的半衰期比血砷更長、尿樣采集簡單方便、基質干擾小.這些優(yōu)點使尿液中的砷形態(tài)成為最常用的砷暴露生物標志物.但是要控制調(diào)查個體的飲食，以排除食用海產(chǎn)品對調(diào)查結果的影響，確定尿樣的收集時間，使用肌氨酸酐或比重對尿砷的濃度進行校正.在內(nèi)蒙古飲用水污染嚴重的地區(qū)、汕頭廢棄的礦區(qū)、郴州工業(yè)區(qū)、貴州煤砷中毒嚴重的地區(qū)，居民尿液中的砷都遠遠高于對照組，反映了當?shù)鼐用裢ㄟ^各種途徑攝入了高劑量的砷化合物［9-12，37，59］.此外，除了測定尿樣中砷的濃度外，還可以測定尿樣中與砷的代謝相關的生理生化指標，指示砷中毒或更具體的何種類型的損傷.砷可以影響人體內(nèi)亞鐵血紅素的生物合成，從而人體尿樣中卟啉的濃度可以作為砷的生物標志物［60］.丙二醛是脂質過氧化作用的副產(chǎn)物，因此尿樣中丙二醛濃度可以指示砷引起的氧化應激程度［61］.尿樣中的脫氧尿苷(8-hydroxy-2-deoxyguanosine(8-OHdG))可以指示砷引起的DNA氧化損傷［62-63］.

4 砷化合物的毒理學

在中國部分地區(qū)，飲用水和燃煤導致嚴重的區(qū)域性慢性砷中毒.研究表明，長期砷暴露，可以引起皮膚色素高度沉著、色素脫失、高度角質化等皮膚損傷，外周血管和心血管疾病、黑足病、高血壓、動脈硬化等血管病，提高皮膚癌、肺癌和膀胱癌的發(fā)病率，還包括一些非特異性的癥狀，反應遲鈍、記憶力減退、消化系統(tǒng)如腹痛、腹瀉、消化不良［6，57，64］.在極少的亞急性砷中毒事件中，初始階段中毒者主要表現(xiàn)腸胃反應、白血球減少、肝部和泌尿系統(tǒng)損傷，隨后發(fā)生更為嚴重的周邊神經(jīng)系統(tǒng)病變［65］.

砷中毒，不僅取決于砷的暴露程度和暴露形態(tài)，而且還與環(huán)境因素、暴露主體的基因、營養(yǎng)等因素密切相關.硒與砷有拮抗作用，低硒的攝入，抑制了無機砷在人體內(nèi)的生物甲基化，提高了砷引起的皮膚損傷風險［66-67］.注射還原型谷胱甘肽和甲硫氨酸可以提高肝和非肝組織的砷甲基化能力，從而降低砷的毒性［68］.補充葉酸可以減輕亞砷酸鹽引起的肝細胞毒性，包括細胞凋亡、線粒體跨膜電位降低、細胞色素的流失和細胞活性的降低［69］.砷的毒性效應與年齡密切相關.在同樣的暴露水平下，與成年人相比，兒童的尿砷含有更高比例的二甲基砷和更高的二級甲基化指數(shù)［59］.在砷中毒嚴重的貴州省，年輕人的尿樣中明顯含有更高濃度的卟啉和丙二醛，表明年輕人是砷引起的氧化損傷的易受性群體［60-61］.在內(nèi)蒙古飲用水砷污染地區(qū)，兒童血液中含有更低的還原型谷胱甘肽.砷除了對兒童造成皮膚損傷，還將導致兒童的認知遲緩、智商降低、心理成長緩慢、記憶力低下［6］.動物實驗表明，母體中的砷可以穿過胎盤屏障，直接影響懷孕期幼鼠的前期發(fā)育，而且還會穿過腦血屏障，影響大腦和智力的發(fā)育［70］.幼鼠的產(chǎn)前和產(chǎn)后砷暴露，導致腦皮層和大腦海馬狀突起中丙二醛和神經(jīng)傳遞素代謝酶(乙酰膽堿酶)濃度升高，還原型谷胱甘肽的濃度降低，從而影響幼鼠的神經(jīng)行為、學習能力、記憶力［71-72］.

動物模型是研究化合物毒性常用的方法.但是由于物種間基因的差異而導致代謝的差異，很難用動物毒性的數(shù)據(jù)去準確地評估對人類的風險.甲基轉移酶參與無機砷的生物甲基化過程，盡管人類甲基轉移酶與老鼠的甲基轉移酶在結構上高度相似，但是在酶蛋白結構中，半胱氨酸殘基的數(shù)量和位置上存在細微的差異，可能導致了物種間砷的代謝和毒性的差異［73］.同樣的現(xiàn)象也出現(xiàn)在血紅蛋白中，與人類血紅蛋白比較，老鼠血紅蛋白含有13α半胱氨酸殘基，導致了對砷化合物更高的親合性，使砷在老鼠血紅細胞中高度積累，改變了砷在體內(nèi)的分布［74-75］.

氧化應激是一個重要的砷致病機理.在砷的生物代謝過程中，可以產(chǎn)生活性氧和自由基，導致各種形式的損傷.氧化應激的提高，可以影響亞鐵血紅蛋白的生物合成［60］，導致細胞膜上的磷脂分子不飽和脂肪酸過氧化［57，61］，線粒體相關的細胞凋亡［76-78］，抑制過氧化氫酶的表達和活性［79］，對 DNA 產(chǎn)生氧化損傷從而導致基因突變［62-63，80］.硒蛋白在生物體內(nèi)可以起到抗氧化、氧化還原調(diào)控和解毒作用，砷暴露可以誘導硒蛋白在人體內(nèi)的表達;葉酸是一種有效的自由基捕獲劑，可以修復巰基和抑制脂的過氧化;因而，攝入硒和葉酸可以緩解砷中毒癥狀［69，81］.谷胱甘肽S轉移酶，在砷的生物代謝和細胞緩解氧化壓力方面起到重要的作用.但是谷胱甘肽S轉移酶的多態(tài)性不能解釋砷代謝和毒性在個體上的差異［82］.DNA-β聚合酶參與DNA的氧化損傷的修復，它的過度表達可以有效降低砷引起的基因毒性，保護染色體的完整性［83］.

砷化合物(三氧化二砷)是一種環(huán)境中廣泛存在的有毒物質，但是在藥學上卻有很高的應用價值.在中國傳統(tǒng)醫(yī)學中，應用三氧化二砷治療牛皮癬、風濕病及梅毒等疾病的歷史悠久.近來，發(fā)現(xiàn)三氧化二砷對急性早幼粒體白血病有特殊療效，為這個古老的藥物注入了新的生命力［84］.病理學研究表明，三氧化二砷能夠誘導癌變細胞的線粒體DNA突變和凋亡，及未成熟的早幼粒體細胞繼續(xù)分化［85-86］.進一步的分子生物學研究表明，染色體易位后，致癌性的融合蛋白PML-RARα被表達，從而阻礙了早幼粒體細胞的進一步分化.在病人接受砷治療后，砷與癌蛋白結合提高了癌蛋白與遍在蛋白的相互作用，從而導致了癌蛋白的遍在化和降解，使早幼粒體細胞得到進一步分化［87］.三氧化二砷還可以抑制DNA甲基化酶的活性，從而提高癌變細胞內(nèi)腫瘤抑制基因的表達［88］.

5 展望

砷化合物的環(huán)境行為及其引發(fā)的健康問題，仍將是今后研究的熱點.隨著分析技術和前處理技術的不斷完善和改進，能實現(xiàn)對不同基質的多種樣品進行準確的形態(tài)分析，可以準確地評估環(huán)境砷污染程度，評價生物標志物的準確性和可靠性，從而準確地評價砷暴露程度，為流行病學和毒理學的研究奠定堅實的基礎和技術支持.研究低劑量長期慢性砷暴露的毒性效應，發(fā)展合適的模型去評價單一或多砷形態(tài)暴露后在生物體內(nèi)不同濃度多砷形態(tài)(攝入形態(tài)和代謝產(chǎn)物)的綜合毒性效應，研究低劑量的砷對嬰兒和兒童發(fā)育的影響，根據(jù)地域差異和種族差異制定不同的砷攝入安全標準，建立和完善降低飲用水中砷的方法和技術，深入研究砷的制毒機理和治療白血病的機理，都值得關注.

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Le X.Chris1，2*

(1.Division of Analytic and Environmental Toxicology，Department of Laboratory Medicine and Pathology，University of Alberta，Edmonton，Alberta，T6G 2G3，Canada

RECENT PROGRESS IN ARSENIC RESEARCH IN CHINA

CHEN Baowei1LE X.Chris1，2

(1.Division of Analytic and Environmental Toxicology，Department of Laboratory Medicine and Pathology，University of Alberta，Edmonton，Alberta，T6G 2G3，Canada;2.State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology，Research Center for Eco-Environmental Sciences，Chinese Academy of Sciences，Beijing，100085，China)

This review summarizes recent research conducted on environmental arsenic in China，covering the topics of environmental contamination，human exposure，speciation analysis，biomonitoring，biotransformation，and toxicity of arsenic compounds.Chronic exposure to arsenic through ingestion of drinking water and contaminated food，and/or inhalation of contaminated air due to coal combustion is responsible for endemic arsenicosis in several areas of China.Progress has been made in analytical techniques for speciation analysis，increasing the number of studies on environmental chemistry，toxicology，and epidemiology of arsenic.Urine，blood，saliva， hair， and nail have been analyzed for arsenic species to assess arsenic exposure.Epidemiological，biochemical，and animal studies have linked excess arsenic exposure with the elevated levels of oxidation stress，as measured by oxidative damage to DNA and peroxidation of cell membrane.Arsenic was shown to pass through the blood brain barrier and placenta affecting pre-natal development of the fetus，as well as post-natal development of child.The exact mechanisms of chronic arsenic toxicity are complicated and remain to be elucidated.

arsenic contamination，biogeochemical cycling，arsenic speciation analysis，biomonitoring，toxicology，oxidative stress，water，food，coal，environment，China.

2011年3月17日收稿.

* 通訊聯(lián)系人，Tel:+1-780-492-6416，E-mail:xc.le@ualberta.ca