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氯化镉与纳米二氧化钛、EDTA的联合毒性评价及典型地区土壤镉污染健康风险分析

作　者: 夏彬
导　师: 周宜开
学　校: 华中科技大学
专　业: 卫生检验与检疫
关键词: 镉污染健康风险评价氯化镉 EDTA 纳米二氧化钛氧化损伤
分类号: R114
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

1993年重金属镉（Cadmium）就被国际抗癌联盟（IARC）定为IA级致癌物,即为人体的确定致癌毒物。镉可以引起肺、前列腺和睾丸的肿瘤。镉还具有生殖细胞突变和发育效应,动物实验表明,镉对哺乳动物的生殖系统具有明显的毒害作用。镉具有一系列器官组织效应包括呼吸系统损害、消化系统损害、肾脏损害、骨骼损害、神经系统的损害、心血管损害和其他系统损害。其中,肾脏是镉慢性毒作用的靶器官,主要损害部位是近曲小管。另外,镉最严重的健康效应是对骨的影响。世界著名的日本富山县痛痛病,其主要特征就是骨软化和骨质疏松。镉是人体非必需元素,在自然界中相对较稀少,在环境中的浓度低。地壳、岩石、水体中都含有镉,食物中含镉量受自然环境影响。地壳中平均镉浓度为0.1×10-4 mg/kg,在冰川中平均含量为5×10-8 mg/kg,在海相有机质颗粒中的平均含量为4.5×10-6 mg/kg。自然界中的镉都以化合物的形式存在,主要矿物为硫镉矿（CdS）与锌矿、铅矿共生,所以在这些金属的精练过程中都可以排出大量的镉。一般锌矿含镉为0.1～0.5%,有时高达2～5%。来自国家环境保护环境与健康重点实验室的研究资料表明,我国已有几个典型的环境镉污染区,如江西大余、浙江温州等。这些地区环境镉污染是由于矿资源的私挖乱采,或者是由于含镉污水的无组织排放。镉对人体具有不良健康影响,并且污染严重,所以对镉的健康危害的研究十分必要。第一部分CdCl₂和nano-TiO₂联合作用、CdCl₂和EDTA联合作用对HEK293t细胞氧化损伤作用本部分主要研究氯化镉（CdCl₂）和纳米二氧化钛（nano-TiO₂）联合作用,氯化镉（CdCl₂）和（EDTA）联合作用对人胚肾HEK293t细胞氧化损伤作用。运用毒性单位法进行浓度设计,通过MTT试验确定三种物质的半数致死浓度,将半数致死浓度命名为一个毒性单位（TU, Toxic Unit）。每组混合毒物有三个浓度（0.75TU、1TU、1.25TU）,将不同毒性单位（0TU、0.25TU、0.5TU、0.75TU、1TU、1.25TU）的CdCl₂和nano-TiO₂混合,CdCl₂和EDTA混合,使得作用浓度分别为0.75TU、1TU、1.25TU。运用RT-PCR技术观察HO-1和OGG1基因的表达,检测细胞抗氧化酶的活性以及ROS浓度,综合评价CdCl₂和nano-TiO₂联合作用,CdCl₂和EDTA联合作用对人胚肾HEK293t细胞氧化损伤作用。结果显示nano-TiO₂对CdCl₂的氧化损伤具有协同作用,EDTA对CdCl₂的氧化损伤具有拮抗作用。各个氧化损伤指标的敏感性不同,浓度的高低,两物质间的比例对各个指标的影响不同,其中以ROS含量最为敏感,推荐其为氧化损伤指示指标。但是CdCl₂的氧化损伤机制还不是十分清楚,nano-TiO₂对CdCl₂的协同机制以及EDTA对CdCl₂的拮抗机制更是还有待进一步研究。第二部分我国某地区土壤镉污染人群健康风险评价我国土壤镉污染问题日益严重,11个灌区遭受镉污染的农田有12000平方公里,沈阳张士灌区一闸严重污染区土壤的含镉量甚至达5～7 mg/kg,米中含镉也达0.1～0.2 mg/kg。由于环境中的镉不能被生物降解,镉在水体和土壤中的含量逐年增加,继而在一些植物或动物体内蓄积（如镉污染区的大米、贝壳类海鲜、动物肝肾脏等）,通过食物链在人体内蓄积。本次调查选择某镉典型污染地区中离污染源2公里、4公里处的A、B村,A、B村合并为污染区。无污染对照点设在正南方向距污染源约30公里的C村。三个点的自然环境、社会环境、居民生活习惯、社会经济状况基本相同。采集当地土壤、农作物、饮用水样品以及人群血液样品、尿液样品,检测环境样本、人体样本的镉含量以及人体镉作用靶器官效应指标含量。获得镉的生态影响及人群健康危害的基础性数据,进行健康危害风险分析,为镉的环境管理、环境生态建设提供科学依据。调查结果显示,调查区内存在镉的健康风险,对居民健康造成了一定的影响。水、大气中的镉均可通过各种途径转移到土壤,土壤是镉对环境污染的重要途径。虽然近年来对污染区已经采取治理措施,其土壤中的镉含量依然超过国家标准,说明土壤镉污染具有隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆性,所以难以治理。污染区的大米、蔬菜等农作物通过食物链生物富集镉,其镉含量也严重超标。人群食入这些含镉的食物体内镉负荷增加,肾脏损伤率增加,提示土壤镉污染已对人群健康产生危害。另外,对照区土壤、大米、蔬菜中镉的含量也超过国家标准值,提示对照区可能存在未知污染源。

全文目录

缩略词（Abbreviation）  5-6
中文摘要  6-9
英文摘要  9-12
前言  12-16
第一部分 CdCl_2和nano-TiO_2联合作用、CdCl_2和EDTA 联合作用对HEK293t 细胞氧化损伤作用  16-40
  1. 材料与方法  16-24
  2. 实验结果  24-36
  3. 讨论  36-40
第二部分我国某地区土壤镉污染人群健康风险评价  40-57
  1. 调查地区及对象  40-41
  2. 调查方法  41-43
  3. 调查结果  43-52
  4. 调查区人群镉污染健康风险评价  52-54
  5. 调查总结与讨论  54-57
参考文献  57-60
综述：土壤镉污染情况及其健康风险评价  60-79
  参考文献  74-79
致谢  79

氯化镉与纳米二氧化钛、EDTA的联合毒性评价及典型地区土壤镉污染健康风险分析

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