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人类暴露于土壤重金属铅(Pb)污染,主要通过口腔摄入并将其富集在体内,进而对人体健康产生影响。体外模拟方法(PBET)已被大量用于研究Pb的生物可给性。但大多数的研究只是模拟未进食的情况下Pb的生物可给性,鲜有摄食条件下Pb在整个模拟过程中的形态转化规律的研究。本论文采用PBET的方法研究了在模拟人体消化系统中不同饮食(馒头、菠菜和可乐)条件下土壤中Pb的形态转化及生物可给性。并同时研究了馒头、菠菜和可乐对两种Pb的化合物Pb(NO3)2和PbCO3中Pb的生物可给性,以进一步阐明在模拟人体消化过程中(胃阶段和小肠阶段)摄食对Pb形态转化与生物可给性的影响。主要实验结果如下:(1)随着馒头添加量的增加,胃阶段Pb(NO3)2和PbCO3中Pb的生物可给性逐渐降低,主要是由于未水解的馒头对Pb的吸附作用。尤其是PbCO3中Pb的生物可给性从95.03%下降到85.40%。然而,在小肠阶段,两种Pb溶液中Pb的生物可给性分别由1.85%增加到5.66%和0.89%增加到1.80%。Visual MINTEQ模拟得出:主要是由于水解的馒头使在中性条件下形成的PbCO3向溶解态的有机小分子-Pb的络合物转化。对于PbCO3污染的土壤,Pb的生物可给性的变化规律与PbCO3化合物的变化规律相同:在小肠阶段,馒头能够提高Pb生物可给性,但是在胃阶段则会降低Pb的生物可给性。然而,在自由态的Pb和吸附态的Pb污染的土壤中,胃阶段和小肠阶段馒头的添加均会增加Pb的生物可给性。这主要是因为有比较高的溶解性有机碳(DOC)使吸附态的Pb向溶解态的Pb转化。(2)随着菠菜添加量的增加,胃阶段PbCO3和Pb(NO3)2溶液中Pb的生物可给性先急剧降低再缓慢增加。加入菠菜时,菠菜中植酸在胃提取液中被水解出PO43-,能与溶液中Pb发生沉淀反应生成Pb5(PO4)3Cl。同时,菠菜中的纤维素和未水解的蛋白质和碳水化合物对Pb有很强的吸附能力,使得溶解态Pb含量迅速降低。但随着菠菜质量的增加,Pb的生物可给性反而有所提高,这主要是因为蛋白质和碳水化合物的水解,水解的小分子有机物与Pb形成了络合物,吸附态的Pb逐渐向溶解态的Pb转化。在小肠阶段,Pb的生物可给性的变化规律是与胃阶段截然相反,先缓慢增加后减小。Visual MINTEQ模拟和XRD知:在pH=7的小肠环境中,碳水化合物和蛋白质更易水解成小分子有机物(DOC)。DOC与Pb发生络合作用增大了其生物可给性。但随着菠菜量继续增加,纤维素等大分子有机质对Pb的吸附增强,致使其生物可给性降低。两种土壤中Pb的生物可给性在胃阶段和小肠阶段随着菠菜的添加均呈现降低的趋势。这主要是因为菠菜中的纤维素使与小分子有机物络合的Pb向吸附态的Pb(Pb2+D(s)、HAPb+(s)、HA2Pb(s))和沉淀态转化。(3)随着可乐的添加量的增加,在Pb的化合物和两种土壤中,Pb的生物可给性在胃阶段和小肠阶段都在减少。胃阶段,Pb(NO3)2和PbCO3溶液中Pb的生物可给性分别由98.52%下降到3.79%,由95.55%下降到2.74%。Visual MINTEQ模拟和XRD数据发现,自由态的Pb2+和与有机小分子络合的Pb与可乐中的PO43+结合生成了Pb5(PO4)3Cl沉淀。在小肠阶段,43 mL的可乐添加时,Pb的生物可给性在增加,而到了48 mL的添加量,Pb的生物可给性与43 mL相比,却降低了。这是因为:43 mL添加量时有比较多的DOC。两种土壤中在胃阶段Pb的生物可给性分别由58.95%下降到5.95%,78.27%下降到45.6%。由XRD和Visual MINTEQ知:可乐使吸附态的Pb(被Fe/Mn氧化物吸附)向Pb5(PO4)3Cl转化。在小肠阶段,Pb的生物可给性的变化规律与胃阶段相同,由XRD数据知,在中性条件下形成的PbCO3转化为Pb5(PO4)3Cl沉淀导致的。(4)本研究表明,馒头、可乐及菠菜均能影响Pb的生物可给性及Pb的形态转化,这对指导我们在摄入Pb后合理进食具有重要意义。