室内灰尘中新型溴代/有机磷阻燃剂的污染特征及基于SHIME的幼儿健康风险评价

Because of physiological and behavioral differences, exposures among young children are expected to be different from exposures among adults. Children, particularly toddlers, may be more exposed to dust during hand-to-mouth behavior and by touching floors, surfaces and objects. Ingestion of indoor dust is an important pathway of exposure to novel brominated flame retardants and organophosphorous flame retardants (NBFRs/OPFRs) for toddlers, and it has a significant impact on toddlers’ health. The conventional human exposure assessment evaluates health risks from chemicals on external exposure dose and does not extend to issues regarding bioaccessibility of chemicals to internal exposure level; therefore, this results in excessive estimates of exposure and does not reflect the truly human health risks from chemicals present in the dust. This study will first analyze the characteristics of NBFRs/OPFRs in floor dust from home environment, and then based on the result, employ a model called simulator of the human intestinal microbial ecosystem (SHIME) to simulate the adsorption of NBFRs/OPFRs in the gastrointestinal tract and thereby NBFRs/OPFRs bioaccessibilty values are obtained. Finally, with respect to toddlers’ daily intake, the bioaccessibilty values are used to calculate NBFRs/OPFRs estimates of exposure from dust through toddlers’ hand-to-mouth behavior. Then risks of NBFRs/OPFRs to toddlers are evaluated. The results of this study are expected to provide more scientific data and methods for evaluating environmental chemicals’ health risks on young children.

由于生理和行为的差异，儿童对环境的暴露与成人有所不同，灰尘的手口摄入是儿童特别是幼儿暴露于环境污染物的主要途径。住宅室内环境中的灰尘是幼儿暴露于新型溴代/有机磷阻燃剂（NBFRs/OPFRs）的重要途径，对幼儿身体健康具有重要影响。传统的依据人体外暴露量来评价污染物健康风险的方法，忽视了污染物的生物可给性对人体内暴露水平的影响，会导致估算的暴露风险过高，不能真实地反映污染物对人体的健康风险。本课题将在解析NBFRs/OPFRs在住宅室内灰尘中污染特征的基础上，针对幼儿暴露特点，采用人体胃肠微生物生态系统模拟器（SHIME），模拟灰尘中NBFRs/OPFRs在人体消化系统中的输移情况，从而获得其生物可给性数值，进而计算得到灰尘中NBFRs/OPFRs的幼儿手口摄入暴露量，表征其对幼儿的健康风险。研究结果将为更加科学地开展灰尘中相关污染物的健康风险评价提供可供借鉴的数据和方法。

室内灰尘是诸多化学物质的载体。溴代阻燃剂（BFRs）和有机磷阻燃剂（OPFRs）已在室内灰尘中被广泛检出，对人体健康存在潜在危害，开展灰尘上阻燃剂的赋存与健康风险研究具有重要意义。..本项目系统测定了上海住宅室内灰尘的各项理化和生物特性，分析了五类阻燃剂在不同粒径灰尘上的分布规律，阐示了BFRs和OPFRs在室内灰尘中的浓度水平、组成特征和季节变化规律，获得了室内灰尘中BFRs经口摄入途径的生物可给性数值，并将之纳入人体健康风险评价中。此外，本项目还围绕OPFRs的肺部毒性及其作用机制开展了额外研究。..五大类阻燃剂在5个粒径灰尘中的浓度从高到低的顺序为：邻苯二甲酸酯（PAEs）>氯化石蜡（CPs）>有机磷阻燃剂（OPFRs）>多溴二苯醚（PBDEs）>新型溴代阻燃剂（NBFRs）。地面灰尘中∑22PBDEs和∑7NBFRs的浓度范围分别为19.4-3280 ng/g和19.1-3099 ng/g。十溴二苯醚（BDE-209）占∑22PBDEs的73.1%，BDE-209的替代品DBDPE占∑7NBFRs的90.5%。OPFRs在上海不同类型室内灰尘中的中值浓度大小依次为办公室（2.48 µg/g）>住宅（1.51 µg/g）>宿舍（0.67 µg/g）。住宅灰尘中OPFRs浓度从冬季、春季、夏季至秋季依次下降，PBDEs的浓度则是夏季最高、春季最低。..基于体外胃肠模拟的PBDEs的生物可给性大致随LogKow的增加而降低；而NBFRs的生物可给性与LogKow并没有显著相关性。OPFRs在两类模拟肺液（Gamble’s溶液和ALF溶液）中可给性水平均与logKow呈对数函数关系，表明logKow可以作为判断有机磷阻燃剂的肺部生物可给性的可靠指标。..人体BFRs和OPFRs暴露通过灰尘手口摄入途径的贡献率远大于呼吸摄入途径的贡献率。手口途径对幼儿的暴露贡献率在98.5%以上，住宅灰尘中磷酸三氯乙基酯（TCEP）对幼儿的健康风险值得引起进一步关注。..OPFRs的暴露能够通过上调Sod1/Map3k6/ Fkbp5/p53诱发Caspase 3/Chop介导人非小肺癌细胞系NCI-H1975的细胞凋亡，使小鼠肺组织表现出不同程度的弥漫性肺泡损伤，造成FKBP5/NOS3/MAPK/NF-кB表达上调，影响钙离子信号通路和MAPK信号通路的表达。