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砷(Arsenic,As)是我国重点监测的五毒元素之一,也是无阈值的致癌物。随着工业化、城市化迅速发展,越来越多的砷释放到农田土壤并被农作物吸收,特别是叶菜类蔬菜。这部分砷可通过食物链进入人体,造成毒害效应。叶菜类蔬菜中的砷已经成为人体摄入砷的主要来源之一,因此科学准确地评估蔬菜中砷经口暴露对人体的健康风险尤为重要。砷生物有效性是人体健康风险评估的重要因子。但可获得生物有效性的动物模型试验(in vivoassays)花费高、耗时,不能满足大批量样品的测试需求。因此,建立科学可靠的预测模型,以快速准确地预测我国叶菜类蔬菜中砷的生物有效性,对准确评价叶菜类蔬菜中砷经口暴露引起的人体健康风险具有重要的理论和实践指导意义。本研究采用国际上常用的5种体外模拟方法(in vitro assays)[RIVM(Rijksinstituut Voor Volksgezondheid en Milieu),SBRC(Solubility Bioavailability Research Consortium),DIN(Deutsches Institut fur Normung e.V.),IVG(In Vitro Gastrointestinal)和 PBET(Physiologically Based Extraction Test)],测定砷污染区叶菜类蔬菜的砷生物可利用性,同时采用大鼠动物模型准确地测定所选蔬菜的砷相对生物有效性,通过建立体内体外相关性模型(in vzivo-in vitro correlation,IVIVC),以确定体外方法对叶菜类蔬菜砷人体生物有效性的预测能力。并应用此模型预测不同品种小白菜砷的生物有效性及其健康风险评估。主要结果如下:1.比较5种体外模拟方法(SBRC,RIVM,DIN,IVG和PBET)下蔬菜砷生物可利用性结果发现,本研究中叶菜胃阶段砷生物可利用性范围为8.0-64.2%,平均值为28.8%,肠道阶段砷生物可利用性范围为7.2-61.7%,平均值为30.8%。结果显示,各模型胃阶段叶菜砷生物可利用性的大小排序为RIVM>SBRC>DIN ≥ PBET>IVG,肠阶段叶菜砷生物可利用性的大小排序为RIVM>SBRC>PBET>IVG>DIN。由于体外模拟方法不同,同一种蔬菜砷的生物可利用性存在差异,主要是由于不同体外模拟方法的参数,如pH值、模拟液成分、固液比的差异造成。因此,在评价叶菜中砷对人体潜在危害时,选用标准、准确的体外模拟方法非常重要。2.开展大鼠动物模型试验,以大鼠尿液作为生物指标,测定所选12种叶菜的砷相对生物有效性。结果显示叶菜砷相对生物有效性范围为12.1%-54.8%。砷相对生物有效性的差异与蔬菜砷浓度及形态、蔬菜样品属性有关。为了建立体内体外相关性模型(IVIVC)用于蔬菜砷生物有效性的预测,将大鼠模型试验的相对砷生物有效性数据与5种体外模拟方法下的叶菜砷生物可利用性数据进行相关性分析,结果显示,PBET方法所获得的叶菜砷生物可利用性与大鼠模型试验砷相对生物有效性的相关性最好(r2=0.7671-0.8539)。因此,可以应用基于PBET方法建立的IVIVC模型预测叶菜砷的生物有效性并进行人体健康风险的准确评估,建立叶菜砷的IVIVC模型为 As-RBA = 2.0970 + 0.9838(PBET-IP)。3.通过分别基于总量法和相对生物有效性法对小白菜的健康风险评估,表明总量法风险指数远高于生物有效性法。以砷生物有效性作为暴露剂量进行叶菜砷人体健康风险评估,比总量法更接近人体对蔬菜砷的真实吸收状态,评估方法更为准确。采用砷生物有效性法评价之后仍有部分小白菜的砷健康风险评估超过阈值,因此,需要引起重视,可通过种植结构调整或者品种更换,减少该品种在砷污染区的种植,降低当地居民砷暴露风险。