伊朗中部库姆地区饮用水与尿液金属（类金属）生物监测研究：季节性变化与健康风险评估

《Heliyon》：Investigation of metal(loid) concentrations in drinking water and urine: A biomonitoring study in Qom, central Iran

本研究针对伊朗中部库姆地区日益严峻的水资源危机及潜在金属（类金属）污染问题，开展了饮用水与成人尿液样本中19种金属（类金属）浓度的生物监测（HBM）。研究人员通过跨季节采样（夏季与冬季），结合ICP-OES技术分析，发现饮用水中硼（B）、铝（Al）、锂（Li）浓度最高，尿液中硼、锌（Zn）、铝排泄量居前；汞（Hg）、铊（Tl）、锂在饮用水中超标严重（USEPA标准），且铁（Fe）、锂、铊在饮用水及钡（Ba）、铁、铬（Cr）在尿液中存在显著季节性差异。研究首次揭示了该地区金属（类金属）暴露的基质相关性（如冬季Hg/Li在饮水与尿液中呈弱正相关），为干旱区饮用水安全管控和公共卫生干预提供了关键数据支撑。

　　

在伊朗中部干旱城市库姆，快速工业化与地下水过度开采埋下了金属污染隐患。当地水质报告曾警示地下水金属超标，而家用净水设备却收效甚微。这些金属（类金属）——从铝（Al）、砷（As）到汞（Hg）、铊（Tl）——可能通过饮用水潜入人体，悄无声息地累积，甚至引发神经损伤、癌症或心血管疾病。更令人担忧的是，传统研究多止步于环境检测或孤立的生物监测，鲜少将“饮水中的毒物”与“人体内的痕迹”串联印证。为此，德黑兰医学科学大学的Leila Kazemizad团队决定深入库姆，开展一项跨季节的生物监测研究，试图解开金属暴露的完整链条。

研究团队采用交叉调查设计，于2020年8月（夏季）和2021年2月（冬季）在库姆招募45名20-60岁长期居民。严格排除吸烟、职业暴露、慢性疾病等干扰因素后，同步采集每位参与者饮用水源样本和晨尿样本，最终获90对样本。技术方法核心包括：①样本前处理（硝酸酸化、热板湿法消化）；②电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）定量19种金属（类金属）（Al、As、B、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、Li、Mn、Mo、Ni、Pb、Tl、V、Zn）；③尿肌酐校正（HITACHI 917生化分析仪）；④质量控制（空白样、加标样、重复检测）；⑤统计分析（SPSS 24，非参数检验、Spearman相关）。

3.1. 参与者特征

两组季节样本在年龄、性别、教育水平、体重指数（BMI）上无显著差异（p>0.05），保障了对比可靠性。

3.2. 饮用水中金属（类金属）浓度

夏季浓度排序为B>Li>As>Zn>Tl>Hg>Ba>Fe>Al>Mn，冬季变为Li>B>As>Fe>Ba>Zn>Hg>Tl>Al>Mn。锂（p<0.001）、铁（p<0.001）、铊（p=0.001）浓度呈现显著季节性波动。虽绝大多数金属中位数低于伊朗标准，但铝（Al）在6.67%样本中超标；参照USEPA标准，汞（Hg）、铊（Tl）、锂（Li）超标率分别达100%、83.3%和77.8%，凸显潜在健康威胁。

3.3. 尿液中金属（类金属）浓度

尿钼（Mo）随年龄增长显著下降（p=0.01），其他金属无年龄、性别差异。夏季尿金属浓度排序为B>Zn>Al>Fe>Li>Mo>Cr>Ni>As>Hg>Ba>Mn，冬季变为B>Zn>Al>Li>Fe>Mo>Cr>Ni>As>Hg>Mn>Ba。钡（Ba）（p<0.001）、铁（Fe）（p=0.01）、铬（Cr）（p=0.03）排泄量受季节影响显著。

3.4. 饮水与尿液金属浓度关联性

仅冬季汞（Hg）与锂（Li）（r<0.5, p<0.05）、夏季钡（Ba）在两类样本中呈弱正相关，其余金属无显著关联。这表明饮用水并非该人群金属暴露的主要途径，膳食等因素或占主导。

这项研究首次在伊朗库姆地区建立起饮用水与尿液金属（类金属）暴露的跨季节生物监测图谱。其结论强调：尽管多数金属浓度符合本国标准，但汞、铊、锂的普遍超标警示USEPA标准可能更具参考价值；季节性波动提示监测需覆盖全年；饮水与尿液相关性微弱，呼吁未来研究整合膳食摄入数据。论文发表于《Heliyon》，不仅为干旱区水资源管理提供科学依据，更推动了中东地区生物监测体系的建设，为全球类似环境的公共健康决策敲响警钟。