随着稀土在农业、畜牧业和医药领域的广泛应用，稀土不可避免地进入环境和生物体内，稀土元素的生物学效应也日益受到重视。稀土元素类似于一般毒物，具有对生物体的刺激效应，高剂量时表现抑制作用，并介入生命体系的各个系统^[1]，从而表现出遗传毒性和神经毒性^[2-5]。儿童是敏感人群，稀土负荷水平过高可能影响其免疫功能，智商和体格发育^[6]。重金属元素对健康的危害性早已明确，国内相继报道了各地区各年龄段人群的生物监测指标参考值范围^[7-10]，稀土元素同属重金属元素，具有环境累积性，脏器组织蓄积性，生物富集性和生物毒性，但还未见确定人体内稀土元素参比值的报道。由于所处环境、饮食结构、生活习性等的差别，不同地区人群尿中镧、铈、钕含量存在一定差异。白云鄂博是我国最主要的稀土产地，其中稀土矿物以独居石和氟碳镧、铈矿为主，镧、铈、钕氧化物含量占稀土氧化物总量的88.5%~92.4%^[11]。本研究通过对白云鄂博健康儿童尿样进行检测，建立白云鄂博儿童尿中镧、铈、钕的参比值或基础浓度，为突发急性中毒现场处置，慢性中毒的诊断和治疗以及非职业人群的健康检查提供理论依据和数据基础。同时为进一步建立市、省和国家人群尿中镧、铈、钕参比值提供参考。

1 材料与方法 1.1 材料

1.1.1 仪器与试剂

NexION 300Q型电感耦合等离子质谱仪(Perkin Elmer/Sciex公司)；T6紫外可见分光光度计(北京普析通用)。TCHS-RO/40A纯水机(杭州天创净水设备有限公司)；控温电热板(浙江省嘉兴市新塍电器厂)。

苦味酸、肌酐(国产分析纯)；铯内标储备液(1 000 μg/mL，国家标准物质研究中心)，镧、铈、钕单一标准储备液(1 000 μg/mL，国家标准物质研究中心)。所有试剂均为优级纯。

混合标准储备液：取1.00 mL(镧、铈、钕)单一标准储备液于1 000 mL容量瓶中，用1% HNO₃稀释至刻度，此溶液中1 mL含镧、铈、钕元素各1.00 μg。

1.1.2 调查对象

从白云鄂博矿区3所小学中选择2所1~6年级学生，各年级随机抽取1个班级，每班男、女生分组，各随机抽取6名男生6名女生，共144名学生作为调查人群。从中选择常住白云鄂博，未进食含稀土元素的药物，近期常规体检无异常，肌酐浓度在正常范围内(0.3~3.0 g/L)的123名学生作为调查对象。

1.1.3 调查问卷

向调查对象阐明研究目的，获得调查对象监护人同意，并由其监护人协助填写调查问卷，调查的内容包括询问近期体检情况，有无肝肾病史；一般情况(年龄、性别、出生日期、家庭住址及距稀土矿区距离和方位、父母从事职业等)、住宅环境(住房类型、取暖方式、烹饪燃料)、生活行为习惯(吸烟、饮酒、饮茶、膳食)等。

1.2 方法

1.2.1 仪器测定条件

NexION 300Q型电感耦合等离子质谱仪操作参数为：RF功率为1100 W，等离子气流量(Ar)为15 L/min，辅助气流量(Ar)为1.2 L/min，雾化气流量(Ar)为0.80 L/min，真空度为1×10^-7 torr，镍采样锥孔径为1.1 mm，镍截取锥孔径为0.9 mm，分辨率(10%峰高)为(0.70±0.1) amu，测量方式为跳峰，测量点/峰为1，扫描次数为10次，停留时间为50 ms/次，重复次数为2次，样品提升量为1.2 mL/min。仪器接地电阻小于4 Ω，环境温度为25℃±5℃，相对湿度为20%~80%。

1.2.2 样品采集和处理

采集调查对象晨尿约100 mL，测定肌酐后，选择肌酐正常尿样，取尿液5 mL，加入5 mL的浓硝酸和5 mL高氯酸，在电热板上缓慢加热至消化液剩余1~2 mL时停止加热，将消化液用1 mL浓硝酸少量多次洗入50 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，待测。

1.2.3 样品测定

用T6紫外可见分光光度计，根据尿中肌酐分光光度测定方法(WS/T 97—1996)^[12]测定尿样肌酐浓度。用NexION 300Q型电感耦合等离子体质谱仪，测定经消化的肌酐正常尿样中镧、铈、钕的含量，采用内标溶液校正质谱仪的长短期漂移。用肌酐校正公式，校正尿中镧、铈、钕含量(公式1)。

式中：X—经肌酐校正后尿样中待测成分的含量，μg/g；

c_x—尿样中实测待测成分的浓度，ng/mL；

c—尿样中肌酐的浓度，g/L。

1.2.4 统计学方法

应用SPSS 19.0统计软件，以单侧95%上限作为参比值。检测数据如符合正态或对数正态分布，用x±s表示，否则用中位数加减四分位数间距表示。率的比较采用χ²检验，正态性检验用z检验，与年龄相关性分析采用相关回归分析，用r表示，显著性用P表示，检验水准为α=0.05。

2 结果 2.1 分析质量控制实验

2.1.1 标准曲线

分别测定肌酐标准系列和镧、铈、钕混合标准系列溶液，绘制标准曲线，线性回归方程、线性范围和相关系数见表 1。其中肌肝标准系列溶液的质量浓度为0.000、0.002、0.004、0.005和0.007 g/L；镧、铈、钕混合标准系列溶液中镧、铈、钕的质量浓度均为0.000、1.000、5.000、10.000和50.000 ng/mL。

2.1.2 样品测定方法的检出限、检测下限和精密度

处理11份平行操作空白溶液，在优化实验条件下进行测定，计算检出限和检测下限；以3倍空白溶液的标准偏差对应的质量浓度作为检出限，10倍空白溶液的标准偏差对应的质量浓度作为检测下限。取3份尿样，每份平行测定6次，计算精密度(表 2)。

2.1.3 样品测定方法的准确度

先测定尿样中镧铈钕的含量，再依次加入适量标准溶液，测定加标后溶液中镧铈钕的含量，计算加标回收率(表 3)。

2.2 样品测定及统计结果

2.2.1 样品数据特征

截止调查之日，白云鄂博共有小学生1 437人，本次调查共抽取144例样本，剔除不符合条件及尿液收集不足者，最终样本数123份，其中男性59份(48.0%)，女性64份(52.0%)，年龄范围为7~13岁。对各年龄组中的性别分布状况进行χ²检验，结果显示调查人群在各年龄组间男女分布较均衡。三种轻稀土元素含量测定结果原始数据均呈偏态分布，经对数转化后符合正态分布，转换后数据的分布态性检验结果见表 4。

2.2.2 尿中镧、铈、钕含量的性别和年龄分布

小学生尿中镧、铈、钕含量各年龄组间差异无统计学意义(P > 0.05；表 5)。为避免年龄和性别的混杂干扰，分别以年龄和性别分层，探讨性别和年龄对尿中镧、铈、钕含量的影响。结果显示各年龄组不同性别儿童尿中镧、铈、钕含量差异无统计学意义(P > 0.05；表 6)。各性别组中不同年龄儿童尿中镧、铈、钕含量差异亦无统计学意义(P > 0.05；表 7)。以性别分层后，除男性组儿童尿中镧含量与年龄存在很弱的负相关以外，其他两种元素含量与年龄未见相关性。因此建议白云鄂博儿童尿中镧、铈、钕含量不分性别和年龄，用统一的参比值。

2.2.3 健康儿童尿中镧、铈、钕参比值

本次测定结果经肌酐校正后得到的白云鄂博健康儿童尿中镧、铈、钕的参比值分别为镧 < 72.542 μg/g，铈 < 75.818 μg/g和钕 < 45.595 μg/g^[13](表 8)。

3 讨论

白云鄂博儿童尿中镧、铈、钕的分布与白云鄂博土壤中镧、铈、钕的分布顺序一致，均为Ce > La > Nd^[11]。白云鄂博儿童上学和生活所处的城区地段土壤有轻稀土元素镧、铈、钕的累积，城区外围土壤中镧、铈、钕含量高于内蒙古地区的几何平均值，分别为La 762.69 mg/kg，Ce 1673.02 mg/kg，Nd 519.97 mg/kg^[11]。白云鄂博城区土壤富集镧、铈、钕的原因一方面是由于该地段处在稀土矿开采区的下风向，另一方面可能是由于运输稀土矿石的铁路从城区外围通过^[11]。

该地区儿童体内富集镧、铈、钕的原因可能为开采区空气中轻稀土元素镧、铈、钕粉尘随主导风向流向生活区，并沉降于该区土壤和水中，进一步进入该区儿童的日常饮食，富集于儿童体内。

动物实验表明，高剂量镧、铈、钕可能具有三致作用。蔡原等^[14]通过动物实验研究发现高剂量镧盐对大鼠的脑神经及学习记忆具有损害作用。杨频^[15]综合国内外报道指出，铈可以引起鼠的眼、骨髓、睾丸染色体畸变。屈艾^[16]通过小鼠腹腔注射氯化钕染毒发现，一定剂量的氯化钕能使小鼠的遗传物质在DNA和染色体水平上受伤。

人群研究调查显示稀土元素是一种急性毒性不大，但具有明显慢性毒性的物质。进入体内的稀土元素可以使凝血时间延长，凝血酶原含量减少，或使其活力降低；抑制血小板形成因子，减少血小板，影响造血过程；引起肝脏损害，对肺可引起化脓性肺炎、肺硬变和肉芽肿，有致纤维化作用^[17]。稀土元素具有Hormesis效应，即在低剂量时表现为有益作用，但在高剂量时却表现为负面影响^[18]。

轻稀土元素镧、铈、钕为人体非必需元素。如果体内不含或仅含有微量，对生物存在有益作用；如果体内负荷过高，将对生物体健康产生不利影响，因此本次研究探讨的白云鄂博儿童尿中镧、铈、钕参比值只给出上限值。