沙潁河流域居民血清鉛、鎘、鋅、銅及金屬硫蛋白的測(cè)定*

李仕群,朱靜媛,李 巖,王志瑾, 袁 偉, 程學(xué)敏,巴 月,崔留欣

鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教研室 鄭州 450001

淮河作為我國七大水系之一，是沿淮兩岸居民主要的飲用水源，也是兩岸工、農(nóng)業(yè)和生活污水的主要接納體。沙潁河作為淮河的主要支流，接納了沿岸31個(gè)縣級(jí)以上城鎮(zhèn)的排污，是淮河流域中污染最為嚴(yán)重的河流之一。近年來隨著人口的急劇上升、工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，特別是水系沿線城市采礦、皮革、印染、電子、冶煉等行業(yè)的迅速崛起，大量未經(jīng)處理的污水直接排放入河，導(dǎo)致沙潁河水體污染進(jìn)一步加劇，水質(zhì)常年處于劣V類[1]，其中水體重金屬污染問題尤為突出。在淮河干流沉積物中鉛的平均含量為29.5 mg/kg,是我國水系沉積物中平均值的1.18倍, 高于長江、黃河、松花江和遼河流域[2]。淮河流域水污染對(duì)居民健康的影響，一直是一個(gè)全社會(huì)關(guān)注的重大課題，媒體和民間組織也多次進(jìn)行報(bào)道，但是尚缺少規(guī)范的環(huán)境流行病學(xué)調(diào)查，尤其是沙潁河重金屬污染對(duì)人群健康的影響未見報(bào)道。該研究選取沙潁河附近的兩個(gè)村莊，主要針對(duì)沙潁河重金屬污染、成人體內(nèi)重金屬負(fù)荷及金屬硫蛋白(metallothionein，MT)進(jìn)行測(cè)定與評(píng)價(jià)，進(jìn)一步探討水污染對(duì)人群健康的影響。

1 對(duì)象與方法

1.1調(diào)查對(duì)象根據(jù)相關(guān)衛(wèi)生與環(huán)境部門提供的疾病譜和水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合課題組前期研究結(jié)果，將調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)定于沙潁河出省斷面的沈丘縣境內(nèi)。分別在距沙潁河河堤5 km以內(nèi)和20 km以外各隨機(jī)選取一個(gè)村莊作為污染區(qū)和對(duì)照區(qū)。兩個(gè)村莊在生活習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)水平、自然條件、人口構(gòu)成方面相似。 選取年齡30～70歲村民共796名作為調(diào)查對(duì)象。調(diào)查對(duì)象均簽訂知情同意書。

1.2測(cè)定內(nèi)容及方法

1.2.1 環(huán)境中鉛、鎘含量的測(cè)定 分別于沙潁河沈丘縣內(nèi)入境河段、槐店閘(縣城)河段、出境河段設(shè)3個(gè)采樣斷面。每個(gè)斷面采集三點(diǎn)水樣，每個(gè)水樣平行測(cè)定3次。分別在兩村東、西、南、北、中5個(gè)方位采集飲用水樣品、土壤樣品、糧食樣品、蔬菜樣品，每個(gè)方位采集3個(gè)樣品。樣品中鉛、鎘含量的測(cè)定均采用火焰原子吸入法。每個(gè)指標(biāo)平行測(cè)定2次。按照《水和廢水監(jiān)測(cè)方法》以及《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(GB/T 5750-2006)測(cè)定河水及飲用水中鉛、鎘含量。

1.2.2 血清中鉛、鎘、鋅、銅、MT的測(cè)定 采取調(diào)查對(duì)象清晨空腹靜脈血10 mL，靜置0.5 h后離心分離血清， -80 ℃保存，用于測(cè)定血清中的鉛、鎘、鋅、銅和MT的含量。測(cè)定中避免反復(fù)凍融。血清中鉛、鎘、鋅和銅測(cè)定采用溶出伏安法，儀器購于瑞士萬通公司。血清中MT采用ELISA法測(cè)定，試劑盒購于上海元谷科技有限公司。檢測(cè)步驟嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理數(shù)據(jù)錄入使用EpiDate 3.0，采用雙機(jī)雙人錄入，建立數(shù)據(jù)庫。用SPSS 12.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，3個(gè)斷面中鉛、鎘水平的比較采用單因素方差分析。污染區(qū)和對(duì)照區(qū)和外環(huán)境以及人群血清鉛、鎘、鋅、銅、MT含量的比較采用兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)，人群血清鉛、鎘、鋅、銅與MT含量的關(guān)系采用相關(guān)性分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1外環(huán)境中的鉛、鎘水平見表1、2。污染區(qū)飲水、土壤、糧食和蔬菜中金屬鉛、鎘含量均高于對(duì)照區(qū)。

表1 污染區(qū)和對(duì)照區(qū)飲水、土壤、糧食和蔬菜中鉛、鎘水平的比較

表2 沙潁河3個(gè)斷面中鉛、鎘水平的比較

2.2人群血清中鉛、鎘、鋅、銅及MT的水平見表3、4。

表3 污染區(qū)和對(duì)照區(qū)人群血清中鉛、鎘、鋅、銅含量及銅鋅比值的比較

表4 污染區(qū)和對(duì)照區(qū)不同性別人群血清中鉛、鎘、鋅、銅與MT含量的比較

2.3人群血清中鉛、鎘、鋅、銅及MT含量的關(guān)系見表5。

表5 污染區(qū)和對(duì)照區(qū)人群血清中鉛、鎘、鋅、銅各指標(biāo)與MT含量的關(guān)系

3 討論

從該研究沙潁河的鉛、鎘暴露情況來看，已觀察不到該流域河水的自凈能力。豐水期和枯水期沙潁河河水中鉛、鎘濃度均嚴(yán)重超過地表水Ⅲ類和Ⅳ類的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)。污染區(qū)飲用水、土壤、糧食和蔬菜的鉛、鎘含量均高于對(duì)照區(qū)。沙潁河水中的污染物可能已通過水平擴(kuò)散、垂直滲透、雨水溶解和灌溉等方式，進(jìn)入到周邊居民的生活用水及農(nóng)作物中,使得污染區(qū)飲用水及農(nóng)作物中的鉛、鎘含量超出規(guī)定的最高限值(0.05 mg/L)[3-5]。

鉛是有毒金屬，能引起機(jī)體幾乎所有器官系統(tǒng)的功能紊亂，尤其是血液和神經(jīng)系統(tǒng)。鎘攝入量過多則會(huì)對(duì)肝腎造成損害，引起體內(nèi)必需微量元素內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的改變，甚至引起癌癥的發(fā)生。鋅是人體必需的微量元素，有研究[6-7]表明在鉛接觸的人和動(dòng)物中血清鋅與血清鉛呈負(fù)相關(guān)，補(bǔ)鋅能增強(qiáng)需鋅酶ALA-脫水酶的活性，許多疾病患者出現(xiàn)血清鋅降低[8-9]、血清銅升高、銅/鋅比值升高的現(xiàn)象[10]。該研究結(jié)果顯示污染區(qū)人群血清中的鉛、鎘、銅含量明顯高于對(duì)照區(qū)，鋅含量明顯低于對(duì)照區(qū)，男性血清中鉛鎘含量均高于女性。提示水污染影響污染區(qū)人群體內(nèi)的銅鋅蓄積分布，結(jié)合前期研究結(jié)果該地區(qū)人群的免疫水平也較低，腫瘤死亡率較高[11]，可以考慮將銅/鋅比值列入腫瘤早期診斷指標(biāo)體系進(jìn)行研究。

此外該研究結(jié)果顯示，兩區(qū)人群血清鉛、鎘水平與血清MT含量存在高度的正相關(guān)，且隨著血清鉛、鎘含量的增加，MT的含量也隨之增多，說明血清鉛、鎘可以誘導(dǎo)組織中MT的產(chǎn)生。MT對(duì)鉛具有阻滯吸收和促排作用,能降低鉛對(duì)機(jī)體的毒害作用，是體內(nèi)重金屬的緩沖系統(tǒng)，起著調(diào)節(jié)體內(nèi)重金屬元素的平衡的作用[12-13]，且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[14]也證明組織中的MT與染鉛劑量存在一定的劑量-反應(yīng)關(guān)系。進(jìn)入體內(nèi)的鎘主要在肝臟誘導(dǎo)MT的合成并結(jié)合形成Cd-MT,從而減輕鎘的毒害作用，MT的表達(dá)水平與機(jī)體鎘暴露水平相一致，并在一定程度上與機(jī)體對(duì)鎘的反應(yīng)性有關(guān)。污染區(qū)人群MT高表達(dá)可能是機(jī)體鉛、鎘暴露增加時(shí)的一種保護(hù)機(jī)制。

總之，淮河沙潁河流域污染狀況嚴(yán)重，尤其是重金屬污染更為嚴(yán)重，亟待環(huán)境治理。

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