中国公共卫生  2016, Vol. 32 Issue (1): 113-117   PDF    
引用本文
陈小兰, 王斌, 王佳楣, 刘晓红, 张运平, 李智文. 北京市城区孕妇多环芳烃暴露水平及季节变化特征[J]. 中国公共卫生, 2016, 32(1): 113-117.
CHEN Xiao-lan, WANG Bin, WANG Jia-mei, et al. Level of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and its seasonal variation among pregnant women in urban Beijing[J]. Chinese Journal of Public Health, 2016, 32(1): 113-117.
北京市城区孕妇多环芳烃暴露水平及季节变化特征
陈小兰1, 王斌1, 王佳楣2, 刘晓红2, 张运平2 , 李智文1     
1. 北京大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系北京大学公共卫生学院生育健康研究所卫生部生育健康重点实验室, 北京 100191;
2. 北京市海淀妇幼保健院
数字出版日期: 2015-12-1 8:07.
基金项目: 北京市海淀区支持核心区自主创新和产业发展专项资金(S2013009);国家自然科学基金(81373014)
作者简介: 陈小兰(1990-),女,湖南人,硕士在读,研究方向:妇儿保健和人口健康。
通讯联系人: 李智文,E-mail:lizw@bjmu.edu.cn;张运平,E-mail:13911631326@163.com
摘要: 目的 探究北京市城区孕妇多环芳烃(PAHs)暴露水平、人群分布特征及季节变化特征。 方法 于2013年3月-2014年6月在北京市海淀妇幼保健院募集205名孕妇,采集孕妇肘部静脉血,血浆经萃取、净化和浓缩后,用气相色谱-质谱联用仪测定样品中15种PAHs浓度。 结果 孕妇血浆低分子量PAHs(L-PAHs)的检出率相对较高,为75.1%~97.6%,高分子量PAHs(H-PAHs)中的苯并[a]芘(BaP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IcdP)、二苯并[a,h]蒽(DahA)和苯并[g,h,i]芘(BghiP)的检出率<5%,其他H-PAHs[芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、1,2-苯并菲(Chr)、苯并[b]荧蒽(BbF)和苯并[k]荧蒽(BkF)]的检出率在53.7%~100%。总PAHs(ΣPAHs)浓度中位数和四分位数间距(IQR)为1484.52(563.23~2401.09) ng/g;L-PAHs中,以菲(Phe)的浓度最高,为793.33(174.11~1515.69) ng/g,苊烯(Acy)浓度最低,为29.04(14.84~43.81) ng/g;H-PAHs中,Chr浓度最高,为45.94(13.51~65.42)ng/g。不同年龄、孕前身体质量指数(BMI)、文化程度及有无被动吸烟组孕妇血浆中各种PAHs暴露水平差异均无统计学意义。不同采血季节组的蒽(Ant)、荧蒽(Flua)、Pyr、BaA、Chr、BbF、BkF和总高分子量PAHs(ΣH-PAHs)差异有统计学意义;其中,Ant浓度为秋季> 夏季> 冬季> 春季,Flua浓度为春季> 秋季> 夏季> 冬季; Chr、BbF和ΣH-PAHs浓度均为冬季> 秋季> 夏季> 春季,Pyr浓度为秋季> 冬季> 夏季> 春季,BaA浓度为冬季> 秋季> 春季> 夏季。 结论 北京市城区孕妇PAHs暴露水平总体处于较高水平,在不同孕妇人群中分布并无明显特异性。另外,可能受到膳食摄入、呼吸摄入和个人行为活动的影响,PAHs暴露水平在不同采血季节呈现一定的变化特征。
关键词: 多环芳烃     血浆     季节变化     孕妇     北京    
Level of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and its seasonal variation among pregnant women in urban Beijing
CHEN Xiao-lan, WANG Bin, WANG Jia-mei, et al    
Department of Epidemiology and Biostatistics, School of Public Health, Institute of Reproductive and Child Health/Ministry of Health Key Laboratory of Reproductive Health, Peking University, Beijing 100191, China
Abstract: Objective To study the level of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)and its population distribution and seasonal variation among pregnant women in urban Beijing. Methods Totally 205 pregnant women were recruited in Haidian Maternal and Child Health Hospital in Beijing from March 2013 to June 2014.Elbow venous blood samples of the women were collected and plasma samples were obtained with centrifugalization.After liquid-liquid extraction,cleanup and concentration,the concentrations of 15 PAHs in the plasma samples were measured with gas chromatography-mass spectrometer(GC-MS). Results The detection rates of low-molecular-weight PAHs(L-PAHs)in the plasma samples were between 75.1% and 97.6%,while those of high-molecular-weight PAHs(H-PAHs),including benzo(a)pyrene(BaP),indeno(1,2,3-cd)pyrene(IcdP),dibenzo(a,h)anthracene(DahA)and benzo(g,h,i)perylene(BghiP),were all less than 5% and the other H-PAHs,including pyrene(Pyr),benzo(a)anthracene(BaA),chrysene(Chr),benzo(b)fluoranthene(BbF) and benzo(k) fluoranthene(BkF),were between 53.7% and 100%.The median and interquartile range(IQR)of ΣPAHs(the sum of 15 PAHs) was 1484.52,563.23-2401.09 ng/g;the concentration of phenanthrene(Phe) was the highest(793.33,174.11-1515.69 ng/g),while that of acenaphthylene(Acy)was the lowest(29.04,14.84-43.81 ng/g) among all L-PAHs;and Chr was the highest(45.94,13.51-65.42 ng/g)among all H-PAHs.There were no significant differences in the concentrations among the women of various age,pre-pregnancy body mass index(BMI),education,and passive smoking status for all PAHs.The plasma concentrations of anthracene(Ant),fluoranthene(Flua),Pyr,BaA,Chr,BbF,BkF,and ΣH-PAHs(the sum of 9 H-PAHs) were significantly different for the blood samples collected during different seasons.The plasma concentrations of PAHs showed a down trend as seasonal variation,with the sequence of autumn,summer,winter,and spring for Ant;spring,autumn,summer,and winter for Flua;winter,autumn,summer,and spring for Chr,BbF and ΣH-PAHs;autumn,winter,summer,and spring for Pyr;and winter,autumn,spring,and summer for BaA,respectively. Conclusion The level of exposure to PAHs among pregnant women in urban Beijing is at a relatively high level as a whole,and presents no significant disparity between groups.But the level of exposure to PAHs shows some seasonal variations which may be related to changes in dietary intake,inhalation intake and personal behaviors of the women.
Key words: polycyclic aromatic hydrocarbons     human plasma     seasonal variation     pregnant women    

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是一类重要的有毒有机污染物，对人体健康具有潜在危害，其致癌、致畸和致突变效应已受到广泛关注[1]。孕妇是敏感群体，有研究表明，PAHs与不良妊娠结局有关，如早产、胎儿生长受限等[2, 3]。PAHs暴露水平评价方法包括外暴露和内暴露，外暴露是通过测定环境介质中的PAHs浓度来反映人体的潜在暴露水平，但外暴露评价仅体现能够进入人体的PAHs的潜在量，无法反映实际进入人体内的PAHs含量。内暴露评价是测定PAHs生物标志物的浓度，结果更能真实反映进入人体内部的PAHs水平[4]。目前大部分研究都是通过外暴露评价方法来反映机体的暴露水平[5, 6, 7]，而测定生物标志物如血PAHs、尿1-羟基芘、PAH-DNA加合物等，尤其是血PAHs的研究却较有限[8, 9]。本研究于2013年3月—2014年6月在北京市海淀妇幼保健院采集孕妇肘部静脉血进行此项研究，结果报告如下。

1 对象与方法 1.1 对象

2013年3月—2014年6月，募集在北京市海淀妇幼保健院就诊的孕妇共205人。基本募集条件如下:(1)本市常住居民，怀孕期间一直生活在北京。(2)年龄在20～40岁。 (3)无重大疾病。(4)不吸烟。(5)本人知情同意。研究方案通过北京市海淀区妇幼保健院伦理委员会审查，调查和采集血标本前，均获得孕妇的知情同意。

1.2 方法 1.2.1 主要实验仪器与试剂

7890B-5977A型气相色谱-质谱联用检测仪[gas chromatography-mass spectrometer(GC-MS)，美国Agilent公司]，AU400型全自动生化分析仪(日本奥林巴斯光学株式会社),多环芳烃专用SPE小柱(上海安谱公司),农残级正己烷和二氯甲烷(北京锐志汉兴公司)。

1.2.2 标本采集、前处理及PAHs测定

按照临床采血操作规程采集孕妇肘部静脉血5 mL，经乙二胺四乙酸抗凝，放入采血管中，再离心后得到血浆，混匀后于-80 ℃冻存。取血浆放于玻璃离心管中，加入1 mL甲醇和1 mL超纯水，旋转混匀。加入3 mL正己烷和二氯甲烷混合液(v/v,4:1)和PAHs回收率指示物，经震荡离心，重复萃取2次并合并萃取液。氮吹浓缩萃取液，转移浓缩液至PAH分子印迹柱中。加入6 mL正己烷淋洗净化柱子，再用8 mL正己烷和二氯甲烷混合液(v/v，1:1)洗脱，收集洗脱液氮吹浓缩，加入PAHs内标混合液至样品瓶中。样品前处理方法参照文献[10]。采用气相色谱-质谱联用检测仪定性定量测定PAHs浓度，包括美国环保署(Environment Protection Agency,EPA)优先控制的除萘(naphthalene,NaP)以外的15种PAHs：苊烯(acenaphthylene,Acy)、苊(acenaphthene,Ace)、芴(fluorene,Flu)、菲(phenanthrene,Phe)、蒽(Anthracene,Ant)、荧蒽[benzo(a) anthracene,Flua]、芘(pyrene,Pyr)、苯并[a]蒽[benzo(a)anthracene,BaA]、1,2-苯并菲(chrysene,Chr)、苯并[b]荧蒽[benzo(b)fluoranthene,BbF]、苯并[k]荧蒽[benzo(k)fluoranthene,BkF]、苯并[a]芘[benzo(a)pyrene,BaP]、茚并[1,2,3-cd]芘[indeno(1,2,3-cd)pyrene,IcdP]、二苯并[a,h]蒽[dibenzo(a,h)anthracene,DahA]和苯并[g,h,i]苝[benzo(g,h,i)perylene,BghiP]。GC-MS配置：毛细色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，载气纯度为99.999%的氦气，进样体积2 μL，升温程序：80 ℃保持1 min，以5 ℃/min 的速率升温至270 ℃，保持2 min，再以3 ℃/min 的速率升温至290 ℃，保持1 min，最后以10 ℃/min的速率升至305 ℃，保持10 min。由于PAHs主要存在于血脂即甘油三酯和胆固醇中，因此PAHs浓度是以单位血脂中PAHs含量来表示，浓度单位为ng/g。血浆中甘油三酯和胆固醇采用氧化酶法测定。血脂计算公式为：TL=0.92+1.31×(Tg+Tc)[11]，其中TL为血脂浓度(g/L),Tg为甘油三脂浓度(g/L),Tc为总胆固醇浓度(g/L)。

1.2.3 实验流程空白和样品回收率

在PAHs批量测定过程中，共作了12个实验流程空白样品，结果均在可接受范围内，求得12个空白样品的平均值，再扣除空白样品PAHs含量，最后得到血浆PAHs实际含量。低于空白浓度的数值设置为0。低分子量PAHs(L-PAHs)是指<4个苯环的PAHs[1]，包括Acy、Ace、Flu、Phe、Ant和Flua，这6种 L-PAHs总和记为ΣL-PAHs。高分子量PAHs(H-PAHs)是指≥4个苯环的PAHs[1]，包括Pyr、BaA、Chr、BbF、BkF、BaP、IcdP、DahA和BghiP，这9种H-PAHs总和记为ΣH-PAHs。全部15种PAHs总和记为ΣPAHs。用回收率指示物氘代Phe和氘代Pyr分别代表L-PAHs和H-PAHs的回收率，L-PAHs 回收率为(101.5±10.4)%，H-PAHs回收率为(95.7±15.5)%。 1.2.4 基本资料来源 孕妇的基本资料(包括孕妇的一般情况、生育史及既往史、孕期情况等)来源于该医院的医院信息管理系统。

1.3 统计分析

数据录入采用Excel 2010软件，统计分析采用SPSS 20.0软件，主要统计学方法有描述性分析、非参数检验等。其中，用非参数检验做两组比较时，检验方法为Mann-Whitney U，检验统计量为Z值，进行多组比较时，检验方法为Kruskal-Wallis H，检验统计量为χ2值，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果 2.1 孕妇人群的一般特征

共募集孕妇205人，孕妇年龄为22～38岁，平均(29.63±2.60) 岁，其中高龄孕妇(≥35岁)5人，占2.44%。孕前，身体质量指数(Body Mars Inder,BMI)为16.38～38.05 kg/m2，平均(21.73±3.27)kg/m2。采血主要是在孕妇孕中期或孕晚期时采集。205名孕妇血浆血脂浓度为(8.32 ± 1.46) g/L。

2.2 孕妇血浆PAHs检出情况及总体PAHs暴露水平(表 1)

孕妇血浆中各L-PAHs检出率相对较高，为75.1%～97.6%。各种H-PAHs检出率相差较大，其中BaP、IcdP、DahA和BghiP的检出率<5%，检出率太低，因此比较不同组别孕妇PAHs暴露水平时不纳入统计分析，其他H-PAHs(Pyr、BaA、Chr、BbF和BkF)检出率为53.7%～100%。孕妇血浆中ΣPAHs浓度为1 484.52(563.23～2 401.09) ng/g,其中ΣL-PAHs浓度为1310.05(474.16～2 195.19)ng/g，远高于ΣH-PAHs 148.51(79.71～222.16)ng/g。L-PAHs中，以Phe的浓度最高793.33 (174.11～1 515.69) ng/g，而Acy浓度最低29.04(14.84～43.81)ng/g 。H-PAHs中，以Chr浓度最高45.94(13.51～65.42)ng/g，BaP、IcdP、DahA和BghiP浓度最低，平均水平为0。

表 1 研究人群血浆中各种PAHs水平(n=205，ng/g)
2.3 孕妇血浆PAHs暴露水平人群分布特征(表 2)

由于各组孕妇血浆PAHs浓度均不服从正态分布和方差齐性，因此，采用非参数检验。结果显示，

表 2PAHs的特征人群血浆总PAH浓度(ng/g)

不同年龄、孕前BMI、文化程度及有无被动吸烟组孕妇血浆中ΣPAHs暴露水平差异均无统计学意义，且孕妇血浆中其他单一的PAHs暴露水平在各组之间的差异也均无统计学意义。

2.4 孕妇PAHs暴露水平季节变化特征(表 3)

由于不同采血季节组孕妇血浆PAHs浓度均不服从正态分布和方差齐性，因此，采用非参数检验。结果显示，不同采血季节组的Ant、Flua、Pyr、BaA、Chr、BbF、BkF和ΣH-PAHs差异均有统计学意义。Ant浓度为秋季>夏季>冬季>春季(χ2=8.882，P=0.031)，Flua浓度为春季>秋季>夏季>冬季(χ2=8.104，P=0.044)，其他各单一的L-PAHs及ΣL-PAHs各采血季节组之间差异无统计学意义。Chr、BbF和ΣH-PAHs浓度为冬季>秋季>夏季>春季(χ2值分别为37.970、13.493和20.134，P值分别为0.000、0.004和0.000)，Pyr浓度为秋季>冬季>夏季>春季(χ2=18.577，P=0.000)，BaA浓度为冬季>秋季>春季>夏季(χ2=8.350，P=0.039)，除检出率较低的BkF外，其他各H-PAHs浓度均为秋冬季>春夏季。

表 3 不同采血季节组孕妇PAHs暴露水平及非参数检验结果(P50，ng/g)
3 讨 论

本研究结果显示，各L-PAHs检出率相对高于H-PAHs，且ΣL-PAHs浓度也远高于ΣH-PAHs，是由于L-PAHs相对于H-PAHs在环境中浓度高。有研究者测定了21名中国香港母亲静脉血清中的16种EPA优控PAHs浓度，结果显示，除BaP、IcdP、DahA和BghiP检出率为0之外，其余PAHs检出率均>85%。16种PAHs总和ΣPAHs浓度为1 461 ng/g，NaP为331 ng/g，L-PAHs中以Flu和Phe的浓度较高(分别为155和144 ng/g )，Acy最低(35 ng/g )，浓度也是以单位血脂中PAHs含量表示[12]。本研究中PAHs的检出情况，除BkF检出率(53.7%)相对较低之外，其他PAHs检出率情况与该研究基本相近，香港这项研究是将BkF和BbF合并即B(b+k)F，因此该PAH检出率才相对较高。本研究中测定的血浆中15种ΣPAHs浓度为1 484.52 ng/g，ΣPAHs总体水平高于香港这项研究，而其他各单一的PAHs浓度分布特征较为相近。

孕妇PAHs暴露水平在不同年龄、孕前BMI、文化程度及有无被动吸烟组之间的差异均无统计学意义，表明PAHs在不同孕妇人群中分布并无明显特异性。香烟烟雾中含有一定量的PAHs，有无被动吸烟组之间各PAHs浓度无统计学差异的原因可能是本次招募的孕妇均为不吸烟人群，而被动吸烟暴露量相对较低，因此差异无统计学意义。另有研究通过比较有无被动吸烟2组间孕妇血中7种EPA优控PAHs水平，结果显示2组间各PAHs水平差异亦无统计学意义[9]，与本次研究结果相同。

人群PAHs暴露主要来源于膳食和呼吸暴露，同时还受个人行为活动的影响。一项研究北京市居民15种优控PAHs暴露来源的结果显示，对于低分子量PAHs的暴露，大约85%是来源于膳食摄入，而对于高分子量PAHs的暴露，呼吸摄入约占57%，由于肉类和谷类在日常生活中消耗量大，是膳食摄入的主要贡献来源[13]。本研究结果L-PAHs中只有Ant和Flua各采血季节组之间差异有统计学意义，而ΣL-PAHs及其他各单一的L-PAHs各采血季节组之间差异无统计学意义。由于L-PAHs暴露主要受膳食摄入的影响，因此可能是各采血季节的孕妇在膳食摄入方面季节性差异不明显。PAHs主要存在于大气颗粒物中，有研究表明，可吸入颗粒物(PM 10)中PAHs呈现秋冬季大于春夏季的季节变化特征，冬季最高[14]。而H-PAHs暴露更多的是受呼吸摄入的影响，因此季节变化更为明显，孕妇血浆ΣH-PAHs浓度及多数H-PAHs均呈现秋冬季大于春夏季。另外，部分PAHs浓度秋季大于冬季，可能是受到孕妇行为活动的影响，一方面，秋季时孕妇可能在户外的活动时间比冬季多，暴露时间长，因此暴露水平相对较高。另一方面，孕妇PAHs暴露水平也受到孕妇做饭、烹饪方式、打扫卫生等方面行为的影响。有研究显示，人为活动如打扫卫生、做饭会使细颗粒物(PM 2.5)浓度急剧增加，是室内污染的一个重要来源[15]。另有研究显示，不同烹饪方式也会影响PAHs的浓度，油炸、爆炒会增加高分子量PAHs的浓度，而低温烹饪如炖会使低分子量PAHs浓度更高[16]。

本研究的优势在于，采用测定血浆PAHs浓度即内暴露评价来衡量PAHs的暴露水平，更能真实反映进入人体内部的量。另外，国内多数研究只测定了少数几种H-PAHs(多为致癌性PAHs)[9, 17]，而本研究测定了EPA公布的15种优控PAHs，更为全面。但同时也存在一些不足之处，首先，未收集孕妇在孕期的个人行为活动和膳食摄入方面的调查数据，其次，缺乏孕妇居住地当时的大气颗粒物具体数据，今后的研究可以在这两方面进行探讨和补充。

本研究测定了205名孕妇中血浆PAHs浓度，用来反映孕妇的实际暴露水平。总体来看，北京市城区孕妇PAHs暴露水平处于较高水平，在不同孕妇人群中分布并无明显特异性。另外，可能由于受到膳食摄入、呼吸摄入和个人行为活动的影响，PAHs暴露水平在不同采血季节呈现一定的变化特征，绝大多数H-PAHs浓度均呈现秋冬季>春夏季。因此，相关部门应加强环境污染物的控制与管理，尤其是在PAHs排放量高的秋冬季节，从燃煤污染和汽车尾气这2个主要的PAHs排放来源抓起。重视和保护孕期妇女，关注下一代健康。同时，孕妇在孕期也需要控制自己的行为活动以减少PAHs的暴露。

参考文献
[1] Wang B,Jin L,Ren A,et al.Levels of polycyclic aromatic hydrocarbons in maternal serum and risk of neural tube defects in offspring[J].Environ Sci Technol,2015,49(1):588-596.
[2] Padula AM,Noth EM,Hammond SK,et al.Exposure to airborne polycyclic aromatic hydrocarbons during pregnancy and risk of preterm birth[J].Environ Res,2014,135:221-226.
[3] Choi H,Wang L,Lin X,et al.Fetal window of vulnerability to airborne polycyclic aromatic hydrocarbons on proportional intrauterine growth restriction[J].PLoS One,2012,7(4):e35464.
[4] 陈小兰,李智文.孕期多环芳烃暴露对早产影响的研究进展[J].中华预防医学杂志,2015,49(7):90-93.
[5] 李新荣,赵同科,于艳新,等.北京地区人群对多环芳烃的暴露及健康风险评价[J].农业环境科学学报,2009,28(8):1758-1765.
[6] Choi H,Rauh V,Garfinkel R,et al.Prenatal exposure to airborne polycyclic aromatic hydrocarbons and risk of intrauterine growth restriction[J].Environ Health Perspect,2008,116(5):658-665.
[7] Choi H,Jedrychowski W,Spengler J,et al.International studies of prenatal exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and fetal growth[J].Environ Health Perspect,2006,114(11):1744-1750.
[8] 王德杰,孙治涛,杨超,等.非职业暴露人群尿中多环芳烃接触生物标志物浓度水平[J].中国公共卫生,2015,31(7):977-980.
[9] 李永红,王欣心,程义斌,等.母婴多环芳烃负荷水平及其毒性贡献率评价[J].环境与健康杂志,2011,28(4):305-308.
[10] Yu YX,Wang XL,Wang B,et al.Polycyclic aromatic hydrocarbon residues in human milk,placenta,and umbilical cord blood in Beijing,China[J].Environ Sci Technol,2011,45(23):10235-10242.
[11] Rylander L,Nilsson-Ehle P,Hagmar L.A simplified precise method for adjusting serum levels of persistent organohalogen pollutants to total serum lipids[J].Chemosphere,2006,62(3):333-336.
[12] Tsang HL,Wu S,Leung CK,et al.Body burden of POPs of Hong Kong residents,based on human milk,maternal and cord serum[J].Environ Int,2011,37(1):142-151.
[13] Yu Y,Li Q,Wang H,et al.Risk of human exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons:a case study in Beijing,China[J].Environ Pollut,2015,205:70-77.
[14] 周家斌,王铁冠,黄云碧,等.北京部分地区大气PM 10中多环芳烃的季节性变化[J].中国环境科学,2005,25(1):115-119.
[15] 程鸿,胡敏,张利文,等.北京秋季室内外PM2.5污染水平及其相关性[J].环境与健康杂志,2009,26(9):787-789.
[16] Siao WS,Sathrugnan K,Rajasekhar B.Health risk assessment of occupational exposure to particulate-phase polycyclic aromatic hydrocarbons associated with Chinese,Malay and Indian cooking[J].J Environ Monit,2006,8(3):369-376.
[17] 王悦,胡文胜.多环芳烃暴露与胎儿出生缺陷的相关性研究[J].中国卫生检验杂志,2014,24(18):2637-2639.