目前國際上通用的汞的相關(guān)暴露健康風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)主要基于世界衛(wèi)生組織(WHO)和美國環(huán)保署(US EPA)頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)對有效管控各個(gè)國家和地區(qū)的環(huán)境汞暴露和健康風(fēng)險(xiǎn)起到了非常重要的作用。然而,隨著相關(guān)研究的不斷深入,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),這一傳統(tǒng)的僅基于汞暴露劑量的風(fēng)險(xiǎn)評估方法和標(biāo)準(zhǔn)體系并不足以解釋現(xiàn)實(shí)世界中出現(xiàn)的一些貌似自相矛盾的“悖論”現(xiàn)象。如相關(guān)的流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),隨著魚類消費(fèi)量(甲基汞暴露量)的增加,有些地區(qū)(如新西蘭和法羅群島)確實(shí)出現(xiàn)了對兒童健康結(jié)果不利的影響,但另一些地區(qū)(如塞舌爾群島)并沒有發(fā)現(xiàn)任何不利影響,更為有趣的是,部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了隨著甲基汞暴露量增加,兒童的發(fā)育表現(xiàn)出更為有益的結(jié)果。后來的研究發(fā)現(xiàn),這種悖論現(xiàn)象很可能跟硒對汞的毒性效應(yīng)具有保護(hù)作用有關(guān)。事實(shí)上,硒對汞的毒性效應(yīng)具有拮抗作用這一認(rèn)識早在1967年就被科學(xué)家Parizek所發(fā)現(xiàn)和報(bào)道。在過去的近半個(gè)世紀(jì)里,越來越多的證據(jù)不斷證實(shí)了這一結(jié)論(更多細(xì)節(jié)詳見綜述文章:硒汞相互作用及機(jī)理研究進(jìn)展,《地球與環(huán)境》,41(6): 696-708)。
顯然,如果忽略硒的拮抗效應(yīng)而繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的汞暴露評估標(biāo)準(zhǔn)方法,將很難對不同區(qū)域的人群提供正確的膳食建議。早期的科學(xué)家們也曾做過各種嘗試,希望在汞的評估標(biāo)準(zhǔn)中引入硒的影響。最開始被科學(xué)家們普遍采納的指標(biāo)是Ganther等早在1972年就提出的硒和汞的摩爾比值(Se/Hg)。然而,該方法存在的最大問題是二者具體處于多少摩爾比值時(shí)才起到保護(hù)作用并不清楚。直到2007年,Kaneko和Ralston提出一個(gè)命名為“硒的健康效益值”(Se-HBV)的新指標(biāo)(Se-HBV=Se(Se/Hg)-Hg(Hg/Se),該指標(biāo)同時(shí)結(jié)合了硒和汞的摩爾濃度絕對量和相對比率,并利用二者的相對比率分別對汞和硒的絕對量進(jìn)行矯正,從表達(dá)形式上相對于早期的Se/Hg摩爾比值指標(biāo)看起來似乎更為合理和“優(yōu)雅”。因此近年來,國際上越來越多的研究者開始頻繁引用該指標(biāo)對海產(chǎn)品的甲基汞暴露和硒的攝入風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。
遺憾的是,無論是新近提出的“Se-HBV指標(biāo)”還是早期傳統(tǒng)的“Se/Hg指標(biāo)”方法,二者均存在一個(gè)顯而易見的不足之處,即在某種極端情況下,滿足了Se/Hg摩爾比值>1或者Se-HBV>0的條件,但是存在硒攝入遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(即硒攝入不足),或者相反,硒遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過相關(guān)限制標(biāo)準(zhǔn)(將可能導(dǎo)致硒中毒)的情況,而這兩種極端情況通過相關(guān)指標(biāo)反映出來均是健康獲益的安全狀態(tài),因此極容易對公眾造成誤導(dǎo)。盡管Se-HBV指標(biāo)的表達(dá)形式最近被Ralston等(2014)更新為HBVSe=(Se-Hg)/Se*(Se+Hg), 但類似問題仍然沒有得到解決。
為了破解這一難題,中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所研究員馮新斌帶領(lǐng)的汞課題組及其合作者在對硒的生理學(xué)/毒理學(xué)意義、汞的毒理學(xué)意義以及硒汞相互作用分子機(jī)理等進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上,提出了一個(gè)更為科學(xué)的可以同時(shí)評估硒汞聯(lián)合暴露后的健康獲益和風(fēng)險(xiǎn)水平的BRV指標(biāo)方法,如下式所示:
BRV = PDISe –ΔSe – PDIHg 公式[1]
PDI = Σ(Ci×IRi)/bw 公式[2]
BRV代表健康風(fēng)險(xiǎn)效益值(Benefit-Risk Value),當(dāng)0<BRV<▽Se時(shí),代表健康處于安全獲益狀態(tài),反之,則代表健康處于風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。ΔSe表示假設(shè)汞的暴露量為0時(shí)滿足人體最基本的生理功能所需要的最小硒攝取量。▽Se則代表考慮汞的拮抗作用下硒中毒時(shí)的閾值。PDI代表硒或汞可能的日均攝入量。C和IR分別表示人體暴露的各種介質(zhì)i的濃度及對應(yīng)的日均攝取率。以上所以計(jì)算均基于摩爾濃度。此外,他們還利用該“BRV指標(biāo)”和前面提及的“Se/Hg摩爾比值”方法和“Se-HBV指標(biāo)”以及傳統(tǒng)的汞和硒的評估標(biāo)準(zhǔn)方法(PDI),對他們早期曾利用傳統(tǒng)PDI方法進(jìn)行過研究[In Inland China, Rice, Rather than Fish, Is the Major Pathway for Methylmercury Exposure. Environmental Health Perspectives. 118(9): 1183-1188]的萬山汞礦區(qū)域的居民重新進(jìn)行了健康風(fēng)險(xiǎn)評估的示范性研究。
研究結(jié)果出乎意料:(1)當(dāng)考慮總汞暴露時(shí),根據(jù)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(JECFA)推薦值(4 µg/kg /week),所有研究點(diǎn)位全部超標(biāo);(2) 改用美國EPA的甲基汞暴露限制值(0.1 µg/kg /day)時(shí),僅有約34%點(diǎn)位處于風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài);(3)當(dāng)根據(jù)中國營養(yǎng)協(xié)會的硒攝入安全范圍值(50-200 µg/day)評估時(shí),僅有12%點(diǎn)位超過上限值;(4)同時(shí)考慮甲基汞和硒暴露時(shí),約41%點(diǎn)位處于硒暴露或者甲基汞超標(biāo)、或者二者均超標(biāo)的雙重風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài);(5)考慮硒和甲基汞的相互拮抗作用時(shí),不管使用硒汞摩爾比值方法、Se-HBV方法還是本研究建立的BRV方法,所有點(diǎn)位均表現(xiàn)為健康獲益狀態(tài);(6)考慮總汞和硒相互拮抗作用時(shí),前兩種方法顯示約9%點(diǎn)位可能處于健康風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。相同暴露劑量在不同的評估指標(biāo)下表現(xiàn)出極大的差異,這一結(jié)果表明,今后的汞暴露或者硒暴露健康風(fēng)險(xiǎn)評估必須同時(shí)考慮到硒和汞及二者相互作用才能提供較為全面和科學(xué)的膳食指導(dǎo)建議。
以上相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表在國際刊物Environ. Sci. Technol.上(Zhang, H., Feng, XB et al. (2014). New Insights into Traditional Health Risk Assessments of Mercury Exposure: Implications of Selenium.. Environ. Sci. Technol. 48(2): 1206-1212.)。國際健康研究權(quán)威審稿專家認(rèn)為這項(xiàng)成果是對硒汞暴露健康研究領(lǐng)域的重要推動(dòng)。
此外,馮新斌課題組及其合作者在汞礦區(qū)河流/土壤系統(tǒng)硒的生物地球化學(xué)循環(huán)特征和環(huán)境命運(yùn)等領(lǐng)域的研究也取得了重要進(jìn)展,相關(guān)成果分別發(fā)表在Environmental Pollution(Zhang, H., Feng, XB et al. (2014). Understanding the paradox of selenium contamination in mercury mining areas: high soil content and low accumulation in rice. Environmental Pollution.188:27-36.)和Applied Geochemistry等刊物上(Zhang, H., Feng, XB et al. (2014). Selenium speciation, distribution, and transport in a river catchment affected by mercury mining and smelting in Wanshan, China. Applied Geochemistry 40: 1-10.)。
