大气铅经呼吸直入脑肺：揭开污染危害新真相

为探究大气铅进入大脑的途径，研究人员分析生物和大气样本中铅（Pb）的特征。结果发现，大气铅经呼吸直接进入肺和大脑，而非经肝脏循环。这为理解大气铅致脑疾病提供关键证据，对防控铅污染意义重大。

　　在环境污染与健康的研究领域，铅（Pb）污染一直是备受关注的焦点。铅作为一种广泛存在且具有神经毒性的金属污染物，时刻威胁着人类的公共健康。从日常生活中的工业排放，到环境中的空气、食物和水，铅污染可谓无孔不入。长期暴露在铅污染环境中，人们可能会出现各种健康问题，尤其是对中枢神经系统的损害最为严重，如引发智力缺陷、焦虑抑郁，甚至与阿尔茨海默病等疾病的发生密切相关。

尽管已有研究揭示了铅暴露与大脑功能损伤之间存在关联，但其中仍存在诸多谜团。例如，大气中的铅究竟是如何进入大脑的？大脑中的铅究竟来自何处？这些问题就像一团团迷雾，阻碍着人们对铅污染危害的深入理解，也使得防控铅污染、保障公众健康的工作难以有效开展。因此，深入探究大气铅进入大脑的途径，明确大脑中铅的来源，成为了当下亟待解决的关键问题。

为了攻克这些难题，中国科学院生态环境研究中心的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在典型污染区域，围绕大气铅进入大脑和肺的途径展开深入探索。通过全面分析生物和大气样本中铅的多种特征，包括分布情况、纳米颗粒特性以及同位素比值等，试图揭开大气铅污染危害的神秘面纱。

研究结果令人瞩目：大气铅主要通过呼吸途径直接进入肺和大脑，而非以往认为的主要经肝脏和肾脏的循环系统进入。这一发现意义非凡，它为理解大气铅污染对中枢神经系统的影响搭建了一座关键桥梁，让人们更加清晰地认识到铅污染危害的本质，为后续制定科学有效的大气铅污染防控策略提供了直接有力的证据。该研究成果发表在《Environment International》上，引起了学界的广泛关注。

在研究过程中，研究人员运用了多种先进的技术方法。首先，采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术，对大气样本和不同生物组织中的铅及其他金属元素的总浓度进行精准分析；其次，利用单颗粒 ICP-MS（SP-ICP-MS）测定铅纳米颗粒（PbNPs）的数量、质量浓度和尺寸分布；再者，借助高分辨率透射电子显微镜和能量色散光谱（HRTEM-EDS）对 PbNPs 的形态、结构和元素组成进行详细表征；最后，运用单颗粒多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）进行铅同位素分析。通过这些技术的综合运用，研究人员得以从多个维度深入剖析铅在生物体内和大气环境中的行为。

研究结果

1. 铅和其他金属在生物组织及大气样本中的分布：研究人员在铅锌冶炼厂内（距离 < 0.1 千米）和附近村庄（距离分别为 1.4 千米和 6.9 千米）采集了狗的样本和大气样本，并分析了其中铅和其他金属的浓度。结果显示，在冶炼厂内的生物组织中，铅浓度以肝脏最高，依次为肾脏、小脑、脾脏、大脑、肺和心脏；在冶炼厂外，铅浓度明显降低，且在距离 6.9 千米处，部分器官已检测不到铅。大气样本中，冶炼厂内的铅平均浓度远高于厂外。此外，通过对多种金属浓度的分析和聚类，发现肝脏与肾脏、肺与大脑之间的金属分布存在相关性，且冶炼厂内外的部分金属分布差异明显。
2. 生物和大气样本中 PbNPs 的浓度和尺寸分布：在生物样本中，仅在冶炼厂内采集的 N1 和 N2 样本的肺组织中检测到 PbNPs，且有两种尺寸，其质量浓度和占总铅含量的比例各异。在大气样本中，冶炼厂内和厂外均能检测到 PbNPs，但厂内的浓度更高，且存在大、小两种颗粒，厂外则主要是小颗粒，且尺寸明显小于厂内。
3. 生物和大气样本中 PbNPs 的 HRTEM-EDS 表征：利用 HRTEM-EDS 对肺组织和大气样本中的 PbNPs 进行表征，发现其形状主要为球形和椭圆形，尺寸在 20-80 纳米之间，与 SP-ICP-MS 检测结果相符。EDS 分析证实了 Pb 及其他元素的存在，且晶格参数表明 PbNPs 是硫酸铅（PbSO₄）和氯磷酸铅（Pb₅[PO₄]₃Cl）颗粒的混合物。
4. 生物组织中的铅同位素分析：通过 SP-MC-ICP-MS 检测发现，肺组织中 PbNPs 的铅同位素信号明显，而大脑、肾脏和肝脏样本中未检测到。进一步分析铅同位素比值发现，肺和大脑中的铅同位素比值与肝脏、肾脏存在显著差异，且肺和大脑的比值与广东地区气溶胶的比值更为接近。

研究结论与讨论

综合各项研究结果，研究人员得出结论：大气是肺中铅的直接来源，且铅主要以点排放的模式从冶炼厂进入大气，进而被生物体吸入。同时，大脑是铅的靶向积累组织，呼吸是大气铅进入大脑的直接暴露途径，而非通过肝脏和肾脏的循环系统。这一结论为解释大气铅污染对中枢神经系统的影响提供了关键依据。

此外，该研究还具有重要的现实意义。一方面，明确了大气铅污染的危害途径，提示人们应更加重视大气铅污染的防控，相较于食物和水，控制空气中的铅含量更为紧迫；另一方面，研究中运用的金属特征综合分析方法，为研究金属在生物体内的行为提供了新的思路和工具，特别是首次利用生物器官中的铅同位素比值来解释大气铅进入大脑的途径，为后续研究奠定了坚实基础。

然而，该研究也存在一定的局限性。由于铅物种的复杂性和样本中铅浓度较低，难以全面识别铅的所有物种，且目前尚未明确呼吸和口服摄入对大脑中铅的贡献比例。未来，还需要结合实验室暴露和同位素示踪技术等进一步深入研究，以更全面地了解铅在生物体内的行为和毒性机制，同时也需要开发更灵敏可靠的多金属物种分析方法，推动环境与健康领域的研究不断向前发展。