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为明确非职业暴露人群微量元素暴露水平,研究人员对芬兰非吸烟劳动年龄人群开展尿(30 种元素)和血(8 种元素)生物监测。发现尿中铟、铱未检出,部分元素存在性别差异,且芬兰血铅低于他国、尿砷和硒较高。研究为职业健康参考值设定提供依据。
芬兰非职业人群微量元素暴露特征:基于生物监测的跨区域研究
在环境化学物质与人体健康风险评估领域,微量元素的非职业暴露监测一直是公共卫生关注的焦点。尽管微量元素广泛存在于空气、水和食物中,但其在一般人群体内的负荷水平及区域差异尚未完全明确。特别是对于职业健康领域,准确的非职业暴露背景数据是制定生物接触限值(Biological Exposure Limits, BELs)的关键 —— 若缺乏可靠的基线数据,可能导致职业人群暴露评估出现偏差,无法精准识别真正的职业相关风险。此外,不同国家的膳食结构、工业活动和环境污染水平差异显著,使得跨区域的暴露特征比较成为解析环境 - 健康关联的重要环节。
为填补这一研究空白,芬兰职业健康研究所(Finnish Institute of Occupational Health)的研究团队开展了一项针对非职业暴露、非吸烟劳动年龄人群的微量元素生物监测研究。该研究以尿液和血液为生物基质,系统分析了芬兰不同地区人群的微量元素负荷,并与欧美多国数据进行对比,相关成果发表于《Environmental Advances》。研究旨在建立适用于芬兰职业健康评估的参考值体系,同时为全球微量元素暴露数据库提供北欧地区的基线数据。
研究方法与样本特征
研究于 2020 年采集芬兰赫尔辛基、库奥皮奥和坦佩雷三地 157 名志愿者的晨尿和血液样本(剔除吸烟者、样本稀释者及职业暴露可能者后,尿样 n=147,血样 n=143)。通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定尿中 30 种元素(如铝27Al、无机砷 As-i、总砷 As-tot 等)和血中 8 种元素(镉111,112,114Cd、铅206,207,208Pb 等)的浓度,并采用比重(1.021)和肌酐校正尿中元素水平。统计分析使用 Mann-Whitney U 检验、Kruskal-Wallis H 检验等非参数方法,对比性别、年龄和区域间的差异。
研究结果解析
元素检出特征与性别差异
尿中除铟(115In)和铱(191,193Ir)未检出外,其余元素均有定量结果。血样中所有 8 种元素(Cd、Co、Cr 等)均检出。性别差异分析显示,尿中镉(Cd)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)和血中 Cd、Co、铬(Cr)、锂(Li)、锰(Mn)浓度存在显著差异(p<0.05),且多数元素女性水平高于男性,可能与女性生理代谢特点(如铁缺乏导致镉吸收增加)相关。
年龄与区域分布特征
年龄相关性仅在血铅(Pb)和尿铜(Cu)中观察到:血铅随年龄增长呈上升趋势,60-67 岁组浓度最高;尿铜则随年龄增长略有下降。区域比较显示,赫尔辛基地区尿中总砷(As-tot)、锂(Li)和血中钛(Ti)浓度显著高于其他地区,可能与城市工业化水平和交通负荷相关。
国际数据对比
与法、德、美等国相比,芬兰人群血铅水平显著较低(P95=12.83 μg/l),但尿总砷(P95=104.0 μg/l)和硒(Se,P95=59.0 μg/l)较高,推测与芬兰膳食中海鲜摄入(有机砷)和土壤硒含量有关。值得注意的是,法国尿镉 P95(1.88 μg/g 肌酐)超过健康指导值(1 μg/g 肌酐),而芬兰尿镉水平安全(P95=0.416 μg/g 肌酐)。
研究结论与科学意义
该研究首次系统报道了芬兰非职业人群微量元素的生物监测数据,揭示了性别、年龄和区域对暴露水平的影响规律。关键结论包括:① 芬兰人群血铅负荷处于欧美较低水平,可能与严格的食品铅污染管控有关;② 尿砷和硒的高值提示需关注膳食暴露模式;③ 性别差异对职业暴露评估具有重要参考价值,例如育龄女性对镉的敏感性更高。
研究意义体现在三方面:其一,为芬兰职业健康领域建立了本土化的微量元素参考值(如尿镉 P95=0.416 μg/g 肌酐、血铅 P95=12.83 μg/l),有助于准确识别职业人群的额外暴露;其二,跨国家数据对比为环境暴露风险的全球化评估提供了区域样本,例如硒的地域差异可能与土壤地球化学特征相关;其三,研究方法(如 ICP-MS 多元素同时测定、肌酐校正)为同类研究提供了标准化范式。
值得注意的是,研究样本以赫尔辛基白领为主,可能存在社会经济因素偏倚,且区域样本量有限。未来需扩大样本覆盖范围,结合膳食调查和环境监测数据,进一步解析微量元素的暴露来源。随着欧盟职业暴露限值(如镉、镍)逐步接近普通人群背景水平,此类研究对于平衡工业发展与公众健康具有重要现实意义。