从稻米到发丝:孟加拉国Narsingdi地区膳食重金属暴露与健康风险的跨介质评估

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Journal of Hazardous Materials 12.2

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  本研究针对孟加拉国Narsingdi地区稻米重金属污染问题,通过系统分析土壤、水稻、水体和居民头发中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb等金属(loids)含量,首次将膳食摄入量与头发生物标志物关联。结果显示60.4%稻米样本超标,50岁以上男性头发蓄积量最高,证实高稻米摄入(≥450 g/天)与头发金属浓度显著正相关(p<0.001)。儿童群体致癌风险(ILCR>0.0001)和危害指数(HI>1)最高,为发展中国家膳食重金属暴露评估提供了创新方法学范式。

  

在孟加拉国这个全球第四大稻米生产国,每日人均稻米消费量高达349克,这种主食却暗藏危机。随着工业化进程加速,未经处理的制药和纺织业废水排入河流,导致农田土壤中镉(Cd)、铅(Pb)等重金属超标,通过食物链最终进入人体。更令人担忧的是,该国27%的地下水砷(As)含量超过WHO限值50 μg/L,形成"土壤-作物-人体"的复合暴露途径。传统研究多聚焦单一介质,而香港大学Wai Chin Li团队联合孟加拉学者Khadeza Yasmin创新性地采用头发生物标志物分析,首次揭示不同年龄、性别群体通过稻米摄入重金属的差异化风险。

研究团队运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析111份稻米、98份土壤和101份头发样本,结合63名参与者的膳食问卷调查,建立多介质暴露模型。通过主成分分析(PCA)确认14%的金属(loids)在环境-人体系统间迁移,采用美国环保署健康风险评估模型计算危害商(HQ)和增量终生致癌风险(ILCR)。

【金属(loids)浓度分布】
土壤中Cd污染最突出,10.21%样本超标;稻米Cr(0.83 mg/kg)、Pb(2.47 mg/kg)超标率达60.4%;头发检测显示50岁以上男性蓄积量最高,As(0.85 mg/kg)、Pb(9.93 mg/kg)分别为儿童组的1.8倍和2.3倍。

【暴露关联性】
Pearson相关性分析显示环境-头发金属浓度强相关(r>0.90**),每日稻米摄入≥450 g的群体头发Pb浓度比≤350 g组高67%。

【健康风险】
0-15岁儿童面临最大威胁:As的HQ达4.7,Pb致癌风险(ILCR)突破安全阈值3个数量级。成人中,50岁以上男性Cd暴露量是女性的2.1倍,与当地男性主食摄入量高直接相关。

这项发表于《Journal of Hazardous Materials》的研究首次证实:在发展中国家,稻米作为重金属暴露主途径的风险被严重低估。通过创新性地将环境化学分析与生物监测结合,不仅揭示中老年男性的特殊易感性,更建立膳食-生物标志物的定量关系。研究提出的"年龄-性别-膳食"三维风险评估模型,为制定差异化的食品安全政策提供科学依据。特别是发现儿童群体即使按WHO稻米摄入标准仍无法避免致癌风险,暗示现行安全阈值在复合污染场景下可能失效。未来需开展源解析研究,并探索低累积水稻品种的培育策略。

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