, , , , , , , HUANG Fen
近年来，随着现代工业的发展，环境污染日益加重。其中金属元素的污染是人们普遍关注的问题。相关研究表明，由于环境污染导致人体金属元素的含量增高可能会引起人体机能障碍，甚至引发多种癌症和心率失常[1]。本次所研究的必需微量元素铜、锌、铁不能在体内合成，只能通过饮食途径获取。当体内铜、锌、铁过量时，会影响人体多种器官的功能，提高人群心血管疾病的发生率[2]。安徽省沿江地区居民因江水受工业污染而更容易暴露于金属元素。人体尿液监测可以直接评价一般人群和个体对环境金属污染物的暴露水平，本次调查将安徽省沿江地区作为一个整体来研究人群尿液中铜、锌、铁水平的分布特征，为安徽省沿江地区开展微量元素的生物监测以及制定其正常区间提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 研究对象采用多阶段分层随机整群抽样的方法，于2014年9月—2015年6月在安徽省A、B和C三个沿江地区A、B和C选取7个乡镇，并从7个乡镇中以行政村为单位随机抽取18岁及以上居民作为调查对象，进行问卷调查及次日晨尿的收集。共调查居民2 607名，其中无尿液样本的159名，51名居民尿液收集不足，无肌酐值，最后有效调查对象2 397名。所有研究对象均签署了知情同意书。
1.2 资料收集 1.2.1 一般情况调查采用自编问卷对调查对象的性别、年龄、民族、受教育程度、婚姻状况、职业、吸烟、饮酒等情况进行调查。吸烟者是指吸烟连续6个月并且平均每天≥1支的调查对象；饮酒者是指具有饮酒行为连续6个月并且每周≥1次的调查对象。
1.2.2 尿液收集在对居民进行问卷调查的同时收集调查对象的尿液样本，收集次日中段晨尿10 mL～20 mL于清洁的聚乙烯塑料瓶中。尿液样品收集完成后，放于4℃采样箱中避光保存，并于当日送回实验室-80℃冰箱中冷冻保存至检测。
1.3 实验室检测 1.3.1 试剂与仪器PerkinElmer公司生产的电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP- OES 7000 DV)，硝酸(优级纯，65%～68%)。国家有色金属及电子材料分析测试中心配置的多元素标准溶液(As，Cd，Cr，Fe，Mn，Pb和Zn，质量浓度为100 μg/mL)。购自国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院的铁标准溶液和锌标准溶液，质量浓度均为1 000 μg /mL。
1.3.2 样品检测尿液中的铜、锌、铁采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行检测。尿液中加入5%稀硝酸混溶后离心(r 16cm)5 min，取上清液进样。实验过程中采用内标法进行检测，回收率范围在标准品浓度的94%～102%，检测性能良好。尿铜、锌、铁的检出限分别为0.4 μg /L、0.2 μg/L和0.1 μg /L。
1.3.3 样品肌酐检测尿液肌酐的测定由合肥市第一人民集团医院滨湖医院检验科进行检测。采用的试剂盒为美国BECKMAN生物技术有限公司的人肌酐检测试剂盒，仪器为美国BECKMAN DXC800型生化分析仪，所有操作步骤均按试剂盒说明严格执行。
1.4 质量控制为保证本次调查数据的代表性和准确性，对现场调查、样品采集、运输以及实验室样品检测等阶段按照课题组制定的现场采样及质量控制方案进行质量控制[3]。在正式调查前，对所有调查员和访谈员进行统一培训，并规范询问方式、测量标准以及尿液样品收集方式等，尽量避免由此引起的偏倚。尿液收集冷藏后，尽早分装进行肌酐监测。所需试剂盒避光保存并严格遵守操作规范。
1.5 统计分析采用EpiData 3.1软件对调查问卷数据进行录入和校验，数据的统计分析采用SPSS 16.0软件。本研究尿液中金属元素的含量采用了肌酐校正(μg/g)，低于仪器检测限的尿液样本用检测限/2替换[4]。尿液中3种金属元素均为非正态分布，采用几何均数95%CI值及P25、P50和P75表示。不同性别、吸烟、饮酒等组间居民尿液金属元素的比较采用Mann-Whitney U检验，采用Kruskal-Wallis H检验对不同地区、年龄组间金属元素几何均数进行分析，检验水准α=0.05。
2 结果 2.1 调查对象的基本情况本次共调查安徽省沿江地区成年居民2 397名，其中A地747名(31.2%)，B地508名(21.2%)，C地1 142名(47.6%)。男性1 113名(46.4%)，女性1 284名(53.6%)，男女性别比为1∶1.15。调查对象的平均年龄为49.87岁，最大年龄为95岁，最小年龄为18岁，标准差为16.34岁，其中年龄在18岁～44岁的居民为905名(37.8%)。调查对象中不吸烟者有1 678名(70.0%)，不饮酒者有1 733名(72.3%；表 1)。
| 人数/人 | 百分比/% | |
| 性别 | ||
| 男 | 1 113 | 46.4 |
| 女 | 1 284 | 53.6 |
| 年龄(岁) | ||
| 18～44 | 905 | 37.8 |
| 45～59 | 755 | 31.5 |
| ≥60 | 737 | 30.7 |
| 地区 | ||
| A | 747 | 31.2 |
| B | 508 | 21.2 |
| C | 1 142 | 47.6 |
| 吸烟 | ||
| 否 | 1 678 | 70.0 |
| 是 | 719 | 30.0 |
| 饮酒 | ||
| 否 | 1 733 | 72.3 |
| 是 | 664 | 27.7 |
2.2 调查对象尿液中金属分布 2.2.1 尿铜水平
调查对象尿铜及肌酐校正的几何均数分别为12.8(12.5～13.2)μg/L、14.9(14.4～15.4)μg/g，P50分别为13.5 μg/L、14.8 μg/g。不同性别间的尿铜水平差异具有统计学意义(P＜0.05)；不同年龄组间尿铜水平差异有统计学意义(P＜0.05)；A、B和C三个地区尿铜差异无统计学意义(P>0.05)，而三个地区尿铜肌酐校正的几何均数为16.4 μg/g、18.2 μg/g和12.8 μg/g，差异具有统计学意义(P＜0.05)；不吸烟居民的铜几何均数分别是吸烟居民的0.9倍、1.14倍(P＜0.05)；饮酒与不饮酒两组间尿铜水平差异无统计学意义(P>0.05)，而尿铜经肌酐校正后不饮酒居民是饮酒居民的1.22倍(P＜0.05；表 2)。
| 特征 | 肌酐校正/(μg/g) | 未肌酐校正/(μg/L) | ||||
| GM(95%CI) | M(Q1～Q3) | 检验值 | GM(95%CI) | M(Q1～Q3) | 检验值 | |
| 性别 | Z=-8.03* | Z=-2.86* | ||||
| 男 | 13.1(12.5~13.8) | 13.1(8.6~20.8) | 13.5(12.9~14.0) | 14.2(8.9~21.3) | ||
| 女 | 16.6(15.9~17.4) | 16.2(10.6~26.1) | 12.3(11.8~12.8) | 13.1(8.3~19.7) | ||
| 年龄(岁) | χ2=51.56* | χ2=42.07* | ||||
| 18~44 | 13.8(13.1~14.5) | 13.5(9.1~21.9) | 14.3(13.7~15.0) | 14.9(9.8~22.5) | ||
| 45~59 | 13.8(13.0~14.6) | 14.4(9.1~21.7) | 12.3(11.7~12.9) | 12.6(8.1~19.5) | ||
| ≥60 | 17.7(16.6~18.9) | 17.8(10.6~29.1) | 11.7(11.1~12.3) | 12.2(7.9~19.0) | ||
| 地区 | χ2=75.64* | χ2=3.89 | ||||
| A | 16.4(15.6~17.2) | 15.2(11.3~22.2) | 12.6(12.0~13.3) | 12.9(8.2~20.5) | ||
| B | 18.2(17.1~19.4) | 17.4(11.8~27.0) | 13.5(12.7~14.3) | 14.2(9.4~20.7) | ||
| C | 12.8(12.1~13.5) | 12.7(7.6~23.8) | 12.6(12.1~13.2) | 13.5(8.5~20.1) | ||
| 吸烟 | Z=-4.50* | Z=-3.38* | ||||
| 否 | 15.5(14.9~16.1) | 15.6(9.8~24.9) | 12.4(12.0~12.9) | 13.0(8.3~19.9) | ||
| 是 | 13.6(12.8~14.4) | 13.3(9.0~21.0) | 13.8(13.2~14.5) | 14.6(9.3~21.4) | ||
| 饮酒 | Z=-5.98* | Z=-1.54 | ||||
| 否 | 15.7(15.1~16.4) | 15.6(10.0~25.2) | 12.6(12.2~13.1) | 13.4(8.5~20.3) | ||
| 是 | 12.9(12.2~13.6) | 13.0(8.6~20.5) | 13.3(12.7~14.0) | 14.2(9.0~20.4) | ||
| 注：GM、M、Q1、Q3分别为几何均数、中位数以及第25、75百分位数；*表示P＜0.05 | ||||||
2.2.2 尿锌水平
2 397名调查对象尿锌及肌酐校正几何均数为430.9(415.3～447.0)μg/L和500.2(481.4～519.8)μg/g。女性尿锌几何均数为392.5 μg/L，低于男性的479.7 μg/L(P＜0.05)，而经肌酐校正的尿锌值女性高于男性(P＜0.05)；不同年龄组间尿中金属元素锌水平差异具有统计学意义(P＜0.05)；三个地区居民尿锌水平差异具有统计学意义(P＜0.05)，其中C地居民尿锌值最高；吸烟与饮酒特征中人群尿锌几何均数差异均具有统计学意义(P＜0.05；表 3)。
| 特征 | 肌酐校正/(μg/g) | 未肌酐校正/(μg/L) | ||||
| GM(95%CI) | M(Q1～Q3) | 检验值 | GM(95%CI) | M(Q1～Q3) | 检验值 | |
| 性别 | Z=-3.18* | Z=-5.65* | ||||
| 男 | 467.6(442.1~498.0) | 470.0(279.4~792.0) | 479.7(456.0~504.7) | 497.5(282.5~822.5) | ||
| 女 | 530.3(503.3~558.9) | 505.9(291.7~970.8) | 392.5(372.7~413.5) | 398.8(218.1~741.9) | ||
| 年龄(岁) | χ2=33.94* | χ2=32.52* | ||||
| 18~44 | 466.5(438.7~496.0) | 458.6(267.8~807.0) | 485.4(457.5~515.0) | 522.5(277.5~913.8) | ||
| 45~59 | 462.9(435.0~492.5) | 465.4(266.1~791.3) | 411.4(387.4~436.8) | 417.5(247.3~720.0) | ||
| ≥60 | 590.1(547.3~636.2) | 572.8(330.0~1075.3) | 390.2(363.5~419.0) | 402.5(224.5~707.5) | ||
| 地区 | χ2=36.04* | χ2=148.23* | ||||
| A | 504.0(475.2~534.4) | 496.0(315.9~774.1) | 389.1(365.9~413.6) | 407.5(237.0~680.0) | ||
| B | 406.9(374.3~442.4) | 409.6(254.7~710.6) | 302.1(277.0~329.5) | 312.5(185.4~574.4) | ||
| C | 545.6(475.2~579.2) | 545.4(290.5~1075.7) | 539.4(513.2~566.8) | 550.0(307.3~973.1) | ||
| 吸烟 | Z=-2.32* | Z=-3.96* | ||||
| 否 | 513.7(490.3~538.0) | 502.4(284.7~923.70 | 411.7(393.6~430.7) | 422.5(232.6~772.5) | ||
| 是 | 470.2(439.2~503.2) | 459.2(292.7~790.0) | 479.0(450.4~509.3) | 490.0(292.5~805.0) | ||
| 饮酒 | Z=-3.52* | Z=-2.71* | ||||
| 否 | 523.6(500.2~548.0) | 502.4(291.2~926.0) | 420.6(402.7~439.2) | 425.0(236.9~787.5) | ||
| 是 | 444.0(1414.2~476.1) | 458.6(269.8~752.3) | 459.0(428.5~491.6) | 490.0(285.0~770.0) | ||
| 注：GM、M、Q1、Q3分别为几何均数、中位数以及第25、75百分位数；*表示P＜0.05 | ||||||
2.2.3 尿铁水平
调查对象尿铁的几何均数为11.6(10.6～12.6)μg/L，肌酐校正值为13.4(12.3～14.7)μg/g。尿铁几何均数在性别间差异无统计学意义(P>0.05)，而经肌酐校正后，女性尿铁为15.8 μg/g，高于男性的11.1 μg/g(P＜0.05)；≥60岁的居民尿铁水平高于其他年龄组(P＜0.05)；三个地区人群尿铁含量差异具有统计学意义(P＜0.05)，其中B地人群尿铁值较高；在肌酐校正情况下，不吸烟居民和不饮酒居民尿铁几何均数分别高于吸烟和饮酒居民(P＜0.05)，而在未肌酐校正的情况下，差异均无统计学意义(P>0.05；表 4)。
| 特征 | 肌酐校正/(μg/g) | 未肌酐校正/(μg/L) | ||||
| GM(95%CI) | M(Q1～Q3) | 检验值 | GM(95%CI) | M(Q1～Q3) | 检验值 | |
| 性别 | Z=-4.73* | Z=-0.08 | ||||
| 男 | 11.1(9.7~12.7) | 13.9(4.8~40.1) | 11.4(10.1~12.9) | 14.7(6.1~35.4) | ||
| 女 | 15.8(14.1~17.9) | 19.9(6.5~57.2) | 11.7(10.5~13.1) | 14.8(5.8~37.9) | ||
| 年龄(岁) | χ2=55.34* | χ2=8.68* | ||||
| 18~44 | 10.3(9.0~11.9) | 13.0(4.7~33.7) | 10.8(9.4~12.3) | 13.7(5.8~33.3) | ||
| 45~59 | 11.9(10.1~14.0) | 15.9(5.2~44.9) | 10.6(9.1~12.4) | 13.9(5.6~34.0) | ||
| ≥60 | 20.9(17.7~24.6) | 24.0(7.4~77.4) | 13.8(11.9~16.0) | 17.0(6.5~47.5) | ||
| 地区 | χ2=636.7* | 2=567.93* | ||||
| A | 19.1(16.9~21.5) | 20.4(9.7~44.5) | 14.7(13.2~16.5) | 17.5(9.4~30.8) | ||
| B | 76.6(66.2~88.7) | 88.4(25.4~240.4) | 56.9(49.6~65.3) | 84.6(18.5~183.4) | ||
| C | 4.9(4.3~5.6) | 7.7(2.0~20.5) | 4.8(4.3~5.5) | 8.0(2.3~18.9) | ||
| 吸烟 | Z=-2.95* | Z=-0.67 | ||||
| 否 | 14.2(12.8~15.8) | 18.0(6.0~53.0) | 11.4(10.3~12.6) | 14.4(5.9~38.1) | ||
| 是 | 11.7(10.0~13.8) | 14.3(5.0~38.1) | 11.9(10.3~13.9) | 16.1(6.1~34.5) | ||
| 饮酒 | Z=-3.54* | Z=-0.41 | ||||
| 否 | 14.7(13.2~16.3) | 18.0(6.1~52.4) | 11.8(10.7~13.0) | 14.8(5.9~39.1) | ||
| 是 | 10.6(8.9~12.6) | 13.9(4.4~40.1) | 10.9(9.3~12.9) | 14.9(6.0~32.9) | ||
| 注：GM、M、Q1、Q3分别为几何均数、中位数以及第25、75百分位数；*表示P＜0.05 | ||||||
2.2.4 不同地区性别、年龄组间尿金属水平
三个地区居民尿铜、锌性别差异均具有统计学意义(ZA，铜=-5.65；ZA，锌=-10.28；ZB，铜=-2.69；ZB，锌=-7.34；ZC，铜=-2.37；ZC，锌=-3.77；P＜0.05)，经肌酐校正后，A和B地区居民尿铜水平性别差异无统计学意义(ZA，铜=-1.29；ZB，铜=-1.36；P>0.05)，而A和C地居民尿铁水平女性高于男性(ZA，铁=-3.60；ZC，铁=-5.15；P＜0.05)；三个地区居民尿锌年龄组间差别均具有统计学意义(χA，锌2=15.13；χB，锌2=24.51；χC，锌2=10.82；P＜0.05)，A、B居民尿铜水平在18岁～44岁年龄组较高(χA，铜2=28.40；χB，铜2=34.66；P＜0.05)，经肌酐校正后，除A地区居民尿铜、锌外。其他在年龄组间差异均具有统计学意义(χA，铁2=35.35；χB，铜2=24.90；χB，锌2=11.90；χB，铁2=25.60；χC，铜2=26.34；χC，锌2=30.30；χC，铁2=13.00；P＜0.05)。
3 讨论必须微量元素铜、锌、铁对机体有重要作用，体内缺乏或者过量都会引起机体多个器官的疾病。铜缺乏可引起贫血、白细胞减少、高胆固醇血症、肝脾大、骨质疏松等症状，过量铜则可加重肝脏负担，严重者可出现黄疸，溶血性贫血甚至死亡[5]。锌具有促进人体生长发育以及增加机体免疫功能的作用。儿童长期缺锌可导致侏儒症，成人长期缺锌可使性功能减退、皮肤粗糙、免疫力降低等问题，过量锌可干扰铜、铁和其他微量元素的吸收和利用，引起急性腹痛、恶心呕吐、血中HDC-L减少，从而提高心血管疾病的发生率[6]。人体铁长期供给不足时，可发生缺铁性贫血。铁过量主要对肝脏产生损伤，引起肝纤维化和肝细胞瘤，同时可以使体内活性氧基团和自由基的产生过量，引起线粒体DNA损伤，与肿瘤的发生有关，同时会增加动脉粥样硬化和冠心病的发生。
国内外有关一般人群尿铜、锌和铁含量的报道较少，而且不同地区以及不同的测定方法所得出结果不同。本次研究收集居民的次日中段晨尿，且检测尿中肌酐对尿样中金属含量进行校正，所得结果较准确。此次调查结果显示，安徽省沿江地区成年居民尿铜、锌、铁含量为12.8 μg/g、430.9 μg/g 和11.6 μg/L，肌酐校正后尿铜、锌、铁为14.9 μg/g、500.2 μg/g 和13.4 μg/g，与国内其他地区调查的数据存在差异。魏明至等[7]在辽宁省开展的研究显示人群尿铜水平为10.59 μg /L，尿锌水平为77.26 μg/L；刘小立等[8]调查的深圳居民尿铜、锌、铁含量分别为14.3 μg/g、454.5 μg/g 和202.9 μg/L；潘兴富等[9]测得全国八省份一般人群尿铜、锌为9.28 μg/g和115.47 μg /L。黎燕等[10]报道的上海市岗前职业健康人群尿铜含量为70 μg/L。本次调查结果与其他同类研究不同，首先可能是由于本次研究的地区都是沿江地区，其政治经济以及工业水平在安徽省较高。其次可能在于选用检测方法、仪器以及获取尿样的时间和方法不同。
本次调查的安徽省沿江地区成年男性尿铜、锌几何均数分别为13.5 μg/g 和479.7 μg/L，高于女性尿铜、锌的12.3 μg/g和392.5 μg/L，与国内同类研究结果一致[7-9]，肌酐校正的男性尿铜、锌水平低于女性。女性尿铁为11.7 μg/L，与男性11.4 μg/L的差别无统计学意义，肌酐校正后女性尿铁值为15.8 μg/g，高于男性的11.1 μg/g。与Sieniawska等[8, 11]发现尿液中铁的含量男性高于女性不同。居民尿液中金属含量的性别差异可能与男女对金属元素的吸收率不同有关[12]，一般人群中男性尿肌酐值大于女性，使得肌酐校正后男性尿金属值变小，女性尿金属值变大。研究结果表明，18岁～44岁居民尿铜、锌几何均数分别为14.3 μg/g和485.4 μg/L，高于其他年龄组，而肌酐校正结果显示居民尿铜、锌水平均在 ≥ 60岁年龄组最高。两者的差异可能因尿肌酐浓度与性别、年龄、饮食和运动等因素有关。而尿铁及其校正值都在≥ 60岁年龄组最高，与Berglund等[13]研究发现人群尿铁水平与年龄存在正相关的关系的结果相似。其原因可能与不同身体阶段代谢水平不同有关。
安徽省沿江三个地区尿液中3种金属比较结果显示，除了锌在C地居民尿液中含量较高以外，其他两种金属均在B地人群尿液中含量最高。这与微量元素在自然环境中分布、不同地区受到的污染状况以及人群生活饮食习惯不同有关，具体原因有待后续研究与探索。吸烟人群尿铜、锌均高于不吸烟人群，这与吸烟会加剧金属在人体内聚集的结论类似[7, 14]，且饮酒居民尿铜水平高于不饮酒居民，可能与吸烟饮酒人群大部分为男性有关。
本次研究结果表明，安徽省沿江三个地区成年居民尿液中3种金属元素在不同性别、年龄、地区、吸烟、饮酒等特征人群中的含量不同，引起这些差异的原因还需进一步的研究与探讨。本研究为今后安徽省沿江地区成年居民尿液中微量元素的研究提供科学依据，也为评估安徽省内的长江水质污染状况提供参考。
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