亮色系皮革制品中铬对人体健康的风险:基于皮肤渗透的形态分析 Insights into Human Health Risks of Chromium in Bright-Colored Leather Products via Dermal Permeation Analysis
编辑推荐:
为探究皮革制品经皮肤接触的铬(Cr)暴露健康风险,研究人员分析 105 份皮革样本的总 Cr、Cr 形态及生物可接触性 Cr,用 Franz 扩散池评估透皮 Cr。发现亮色皮革 CrⅥ 和生物可接触 Cr 更高,长期接触可能带来非致癌和致癌风险,为风险管控提供依据。
在日常生活中,皮革制品如包包、鞋子等因其耐用性和美观性备受青睐。然而,皮革生产过程中常用含铬的化学物质进行鞣制和染色,铬作为一种有毒的致癌金属,其通过皮肤接触对人体健康造成的潜在风险却一直未得到充分关注。目前,关于皮革制品中铬的暴露风险,尤其是不同颜色皮革中铬含量和形态的差异对健康影响的研究还较为缺乏。而欧盟虽对皮革制品中六价铬(CrⅥ)的含量有规定(3 mg/kg),但实际情况中皮革制品的铬暴露风险是否被准确评估仍存疑,因此开展相关研究具有重要的现实意义。
为了深入了解皮革制品经皮肤接触的铬暴露健康风险,杭州师范大学的研究人员开展了一系列研究。他们分析了 105 份来自中国东南部皮革产区的皮革样本,这些样本涵盖棕色、白色、红色等 11 种颜色,用于制作包、鞋、衣物等。研究旨在探究皮革中总铬、六价铬(CrⅥ)和生物可接触性铬(在模拟人体汗液中可溶的铬,可能被皮肤吸收)的含量及其与颜色的关系,分析这些铬含量对透皮渗透的影响,并评估不同年龄段人群经皮肤接触的潜在非致癌和致癌风险。研究成果发表在《Environment International》。
研究主要采用了以下关键技术方法:
- 样本处理与化学分析:对皮革样本进行表面清洁、切割后,采用 USEPA Method 3050B 消解样本测定总铬含量,利用离子色谱 - 电感耦合等离子体质谱法(IC-ICP-MS)测定 CrⅥ 含量。
- 体外生物可接触性测试:使用 pH 4.7 的合成汗液模拟人体汗液,提取皮革中的生物可接触性铬,通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)和 IC-ICP-MS 测定提取液中的铬浓度。
- 透皮渗透实验:利用玻璃夹套垂直 Franz 扩散池,以 6 周龄雌性 Balb/C 小鼠的腹部皮肤模拟人体皮肤,测定铬在 24 小时内的透皮渗透量,分析渗透系数等参数。
- 健康风险评估:基于透皮渗透的铬和 CrⅥ 含量,采用美国环保署(USEPA)的风险评估模型,计算不同年龄段人群的皮肤吸收剂量(DAD),评估非致癌风险( hazard quotient, HQ)和致癌风险(cancer risk, CR)。
3.1 皮革样本中总铬含量高
除 1 份杏色样本外,其余 104 份皮革样本的总铬含量均超过 10,000 mg/kg,平均为 24,900 mg/kg,最高达 45,800 mg/kg(黑色样本)。与西班牙彩色衣物、瑞典皮革衣物等研究相比,此次研究的皮革样本总铬含量显著更高,表明这些皮革制品可能是消费者铬暴露的重要来源。
3.2 皮革样本中生物可接触性铬与 CrⅥ 相关
生物可接触性铬含量在 263-3,990 mg/kg 之间,平均 1,200 mg/kg,生物可接触性比例为 1.69%-12.5%。CrⅥ 平均含量为 14.3 mg/kg,82% 的样本超过欧盟 3 mg/kg 的限值。生物可接触性铬与 CrⅥ 含量呈正相关(R2=0.63),而与总铬含量相关性较低(R2=0.17),说明 CrⅥ 是影响生物可接触性铬的关键因素,仅依据总铬含量评估风险可能不准确。
3.3 皮革中总铬、生物可接触性铬和 CrⅥ 含量与颜色相关
完全染色的皮革样本中,黑色总铬含量最高(36,800 mg/kg),而亮色皮革(蓝色、红色、黄色等)的生物可接触性铬和 CrⅥ 含量更高,分别为 1,390-2,210 mg/kg 和 22.6-31.3 mg/kg。这可能与染色过程中使用的偶氮染料有关,其与 CrⅥ 络合,减少 CrⅥ 向 CrⅢ 的转化,增加了生物可接触性。表面染色样本的生物可接触性铬和 CrⅥ 含量低于完全染色样本。白色皮革因可能使用非 CrⅥ 染料或未染色,CrⅥ 含量低于限值。
3.4 皮肤接触时透皮铬依赖于皮革中的 CrⅥ
选取 5 种生物可接触性铬最高的皮革样本(蓝色、红色、紫色、黑色、棕色)进行透皮实验,发现供体溶液中的 CrⅥ 浓度与皮革中的 CrⅥ 含量呈正相关(R2=0.92)。透皮铬累积量随时间增加,且与供体溶液中的 CrⅥ 浓度正相关(R2=0.94)。亮色皮革(如紫色、蓝色)的铬渗透通量和渗透系数更高,皮肤中保留的铬也更多,可能形成皮肤内的铬储库,持续释放带来风险。
3.5 皮革铬的风险评估与渗透性相关
健康风险评估显示,儿童的非致癌风险商值(HQ)是成人的两倍,部分样本的 HQ 超过 1,存在潜在非致癌风险。成人的致癌风险值(CR)平均为 2.6×10??,超过 1×10??的阈值,存在致癌风险,而儿童风险接近阈值。与其他日用品相比,皮革制品的铬暴露风险更高,需引起重视。
综上所述,该研究表明皮革制品,尤其是亮色完全染色的皮革,含有较高的 CrⅥ 和生物可接触性铬,经皮肤接触可能对人体健康造成非致癌和致癌风险,且成人风险高于儿童。研究结果强调了对皮革制品中铬暴露风险的关注,为制定更严格的铬含量标准和开展风险管控提供了科学依据,也提醒消费者在选择皮革制品时可考虑颜色因素,以降低潜在健康风险。