再生水回用是减缓全球范围内水危机的一种有效途径。很多国家和地区都颁布了相关的再生水利用指南或者水质指标,但主要关注的风险源是病原微生物和有毒有害污染物的经口暴露风险。本研究的目的是通过建立动物模型,探讨再生水的急性吸入可能会导致的健康风险,并逐步筛选出其中的主要风险因子。论文工作首先建立了吸入暴露模型,发现再生水吸入导致ICR小鼠肺部出现强烈的炎症效应。检测比较肺灌洗液和血液中的9种细胞因子,3种肺分泌蛋白,2种肺免疫细胞在暴露后的反应,发现两种Th2型细胞因子TNF-α和IL-6在肺灌洗液中有显著升高,而最灵敏的检测终点为肺灌洗液多形核细胞(PMN)比例。为了鉴定再生水中主要的风险因子,从多个不同的角度开展了工作。第一,通过对再生水不同粒径污染物组分的暴露发现,只有微生物和大分子(>10KD)具有炎症诱导能力;第二,11个不同水样的暴露结果显示,炎症效应只与水中内毒素活性有很好的正相关关系,而与总细菌浓度,总异养菌浓度和总溶解性有机物无关;第三,内毒素标样的剂量-效应关系与实际水样中观察到的相近;第四,选择性去除再生水中的游离内毒素,发现处理后水样的炎症诱导能力与剂量-效应预测的结果一致,证实了游离内毒素是再生水急性吸入诱导肺部炎症的主要原因。研究还利用肺灌洗液PMN比例为检测终点,内毒素活性为主要风险因子,通过BMD方法对实验中获得的数据进行模型拟合和计算,得出再生水中内毒素对于小鼠急性吸入暴露的安全阈值为水中的内毒素水平为264EU/m L。而以往的文献中标准内毒素的人体急性吸入暴露阈值约为120EU/m L。说明人比小鼠对内毒素更敏感。而且分析文献中记载的世界各地再生水中内毒素水平,发现搜集的数据中约有63%的再生水超过了风险阈值,证实了再生水吸入暴露风险的普遍性。研究最后还通过12周的亚慢性再生水吸入暴露,发现再生水(MBR出水)暴露4周后就会导致小鼠肺中出现实质性损伤,如肺气道上皮细胞的凋亡,基底层下成纤维细胞的大量生成,并且这些因炎症引起的症状在暴露停止后4周仍然没有消退的现象,证明亚慢性暴露导致的肺损伤有一定的不可逆性。综上所述,本研究使用了动物模型,对再生水急性吸入暴露进行了危害鉴定和风险因子筛选,并借鉴人体的内毒素阈值提出了再生水急性暴露阈值。此外,再生水亚慢性吸入实验显示,再生水的长期吸入可导致小鼠出现不可逆的肺损伤。