镉是一种在环境中不能降解、具有蓄积性的重金属,已被列为人类致癌物。近年来,随着我国工业活动的快速增长,大量含镉废水排入河流,由此造成镉污染日益加剧。镉可能在大气、水体、土壤和食物中广泛分布,最终可通过各种途径进入人体富集和累积,进而影响暴露人群的健康状况。目前,关于污染物的全途径解析和健康风险评估仍然较少,各种途径产生的风险所占比例研究仍缺乏,只有厘清各个暴露途径的轻重比例,才能对其产生的风险进行合理、有效地控制与管理。我国的尿镉国家标准为5μg/g肌酐。但是,镉在较低暴露水平下对人体健康是否有影响,如高血压,在国际上仍有争议,而国内关于镉污染健康效应的研究仍旧缺乏,低暴露水平的研究更是寥寥无几,开展这方面的工作十分必要。此外,为了更好地为高风险人群提供健康保护,对于已经出现内暴露水平升高的人群,关于阻断外暴露后,内暴露水平能否得到控制和降低这一问题的研究也具有十分重要的实践意义。基于以上三个方面的问题,本研究选择了江苏省宜兴市某镇作为典型区域开展研究,主要内容包括:(1)全面考虑各种可能的镉风险源,采集检测室内外空气、土壤、井水和自来水、当地自种和市场购买食物中的镉含量,通过问卷调查当地人群的行为活动模式,并招募本地吸烟者进行吸烟实验以获取准确的吸烟过程暴露数据。基于美国EPA推荐的暴露评估模型,估算出饮用水摄入、水皮肤接触、室内外空气吸入、土壤经口摄入、土壤皮肤接触、食物经口摄入、以及吸烟吸入等多种途径的日均镉暴露量(ADI),并分别计算出非致癌风险(HQ)和致癌风险(ILCR):对于非吸烟者,总ADI为2.56E-03mg/kg-d,其中最主要的暴露途径为食物(主要为高镉含量的当地自种大米)摄入,占99.8%;总HQ为2.96,总ILCR为1.75E-04,均已超过可接受水平。对于吸烟者,总ADI为0.498 mg/kg-d,其中最主要的暴露途径为吸烟,占99.5%;总HQ为52.5,远超过可接受水平;总ILCR为1.07E-03,表明平均每935个人,即有1人因为镉暴露而有患癌风险,远超过了美国EPA为保护公众健康推荐的基准值10-6-10-4。(2)采集晨尿样,检测其镉含量(肌酐校正)以表征暴露人群的内暴露水平,检测β2-微球蛋白(BMG)和N-乙-葡萄糖苷酶(NAG)含量(均肌酐校正)以表征肾功能影响,检测暴露人群的收缩压(SBP)和舒缩压(DBP),应用二元logistic回归模型,对年龄、性别、身体质量指数(BMI)、吸烟、糖尿病等混淆因素进行校正,分别分析肾功能影响、高血压发病率与尿镉(UCd)之间的关系:UCd均值为1.26μg/g肌酐,校正年龄、BMI、吸烟状况、糖尿病后,高血压发病率随着UCd的增加而显著增加,比值比(OR)值为1.468(95%CI:1.104,1.953),P=0.008;将研究人群分层后,女性非吸烟者的OR值显著(1.545,95%CI:1.082,2.206),P=0.017,而男性非吸烟者无显著关系(P=0.239)。校正性别、年龄、BMI、吸烟、糖尿病后,UCd与肾功能影响之间也存在显著关系,OR值为1.902(95%CI:1.076,3.558),P=0.028。因此,在较低暴露水平下,镉也可影响人群健康。(3)基于主要暴露途径识别结果,招募共99名不吸烟的受试者参与大米摄入途径镉暴露干预试验,根据食用大米的来源不同,将其分为干预组、自种对照组和市场对照组,干预周期为3个月,期间干预组食用镉含量仅为0.005μg/g的市购大米,不再食用自种大米(镉含量均值为0.40μg/g),而自种对照组继续食用自种大米(镉含量均值为0.29μg/g),市场对照组继续食用市购大米(镉含量均值为0.02μg/g)。干预后,干预组的UCd均值从1.51μg/g肌酐显著降至1.11μg/g肌酐(P=0.004),SBP、DBP 分别从 142、83 显著降至 130、76(P=0.002 和 0.04),而两个对照组均无显著变化,表明大米摄入途径镉暴露的干预对降低当地人群镉暴露水平和改善人群健康状况效果显著。