重金属污染对儿童智力影响

1、-丰台区256名小学生体重金属含量与智力和神经行为的相关性分析石荣兴 芦然 吴岩 程紫薇 建忠 洁 市丰台区疾病预防控制中心100071【摘要】 目的：了解丰台区学龄儿童体重金属分布现状及其与儿童智力发育和神经行为的相关性。方法：采用整群随机抽样的方法，随机抽取丰台区3所小学校的9-12岁的学龄儿童256名作为研究对象，进展文智力测验、神经行为测验、血样和尿样中铬、镍、砷、硒、镉、汞、铊、铅含量检测。结果：256名儿童血铅、血硒、尿砷检出率为100%,铊检出率为0,其他金属的检出率在10.3%至71.1%之间，儿童血铬、血硒、血铅，尿硒含量与IQ正相关(P0.05)；血汞、尿汞与IQ负相关(P

2、0.05)；儿童血砷、尿砷、尿铬、尿铅、尿硒与神经行为负相关(P0.05)。结论：研究区域儿童体各金属均有检出应引起重视；汞对儿童的智商发育有不良的影响；硒对儿童智商有保护作用；金属砷，铬，硒，铊，铅对儿童神经行为发育有不良影响。【关键词】 重金属 学龄儿童 智力发育 神经行为The content of heavy metals in256 students body and itsCorrelation analysis with intellectual and neurobehavioral in Fengtai DistrictSHI Rong-*ing ,LU Ran，WU Yan

3、 et al。Center for Disease Prevention and Control of Beijing Fengtai District【Abstract】 Objective: To understand the present situation of childrens heavy metals in Fengtai district, to discuss that influence of heavy metals in childrens intelligence development and neurobehavioral functions。Method: R

4、andom sampling wasused to choose 3 primary schools in the study area, and choose 256 students from grade 3-5 at age of 9 to 12 of these three schools. All the students were investigated with CRT (the second version) and JinyiPsychomotorTestBattery(JPB). The level of blood and urine lead(Pb),nickel(N

5、i),chromium(Cr),cadmium(Cd),thallium(Tl),mercury(Hg),arsenic(As),selenium(Se) in children was detected by ICP-MS method. Use E*cel2003to establish database and use the SPSS19.0 to do statistical analysis. Results:256 children's blood lead, blood selenium, arsenic in urine was 100% detection ，rat

6、e of thallium is 0, rate of other metal detection is between 10.3 to 71.1 percent, a children's blood chromium, blood selenium, blood lead, selenium content in urine is positively correlated with IQ (P <0.05); blood mercury, urine mercury is negatively correlated with IQ (P <0.05); child b

7、lood arsenic, urinary arsenic, urinary chromium, lead in urine, urinary selenium is negatively correlated with neurobehavioral (P <0.05). Conclusion: the study area were detected in children each metal should be pay much attention; mercury have adverse effects on IQ development of children; selen

8、ium has a protective effect on child IQ; metals arsenic, chromium, selenium, thallium, lead and neurobehavioral development in children have an adverse effectKeywords：Heavymetals; School age children; Intelligence;Neurobehavioral functions.随着城市建立、现代化工业和交通的高速开展，环境中重金属污染日益严重。由于儿童血脑屏障发育尚未健全，对重金属毒性十分敏感，

9、是环境污染的易感人群。许多研究说明，长期重金属暴露对儿童的智力和生长发育将产生不良的影响，易导致儿童智力和神经行为的损害1.2；也有研究说明，*些重金属如：硒对人体的影响有两面性13。本研究以学龄前儿童全血和尿中的铬、镉、镍、砷、硒、铊、铅、汞8种重金属作为测量指标，通过津医精神运动成套测验JPB和联合型瑞文智力测验中国第二次修订版，旨在分析研究地区重金属暴露情况及其对儿童智力发育和神经行为发育的影响，同时探讨环境地区差异对儿童体重金属分布的影响，为制定本地区儿童金属暴露干预措施提供科学依据。1 材料与方法1.1 研究对象按照研究地区地形特点东西狭长和学校的分布特点，将所有小学按照地理东部、中

10、部、西局部成三个区块，从每区块中各随机抽取1所学校，共3所小学校。按照?中国疾病预防控制中心-环境重点污染物*危害的监测评价与控制?要求，每所学校在3-5年级各抽取9-12岁学龄儿童80名，共240名，本研究实际抽取256名学生，其中男生136人，女生120人，男女比例为1.2:1。3年级104人，4年级81人，5年级71人；平均年龄10.34±0.93岁。1.2 研究方法1.2.1 儿童血尿重金属检测采集儿童静脉血5ml，尿样80ml，将样本编号，运用ICP-MS方法检测学龄儿童全血和尿样中铬、镍、砷、硒、镉、汞、铊、铅等含量。详细记录检测结果。1.2.2 方法检出限ICP-MS检

11、测方法各金属检出限依次为：血中g/L：铬0.15；镍0.26；砷0.07；硒0.3；镉0.01；汞0.13；铊0.02；铅0.04；尿中g/L：铬0.7；镍0.5；砷0.2；硒4.6；镉0.1；汞0.4；铊0.2；铅0.4。1.2.3 超标判定方法按照美国国家疾控中心1991年修订的儿童铅中毒防治诊断标准，认为血铅值为100g/L是阻碍儿童正常发育的最低限值5g/ml24。其他各金属国外尚无体含量的标准。1.2.4 现场测试包括智力测试和神经行为测试。智力测试采用联合型瑞文智力测验中国第二次修订版，瑞文智力测试年龄围在5岁至70岁以上人群，适合群体测试。神经行为测试采用津医精神运动成套测验JP

12、B。容包括五局部：测试1划消数字，反映儿童知觉速度，识别的准确性，能测量选择性注意的效果；测试2数字符号，评估视觉感知记忆，模拟学习及手部反映能力；测试3目标追踪，反映个体运动协调能力；测试4符号记入，视觉注视同时能正确控制手的运动，反映运动协调能力；测试5数字，测定搜寻功能中视觉空间协调和运动准确性及注意力。测试时使用统一指导语，现场示让儿童了解操作过程，之后进展测试。所有测试由统一培训过的专业人员对学生测试，两种测试记录均当场收回。1.3 统计分析使用 Epidata3.0软件建立数据库，采用SPSS19.0统计软件进展数据统计分析。满足正态分布条件的资料使用2检验、线性回归、两样本均数比

13、拟用t检验、方差分析；不满足正态分布条件的相关分析用Spearman秩相关分析。2 结果21儿童体8种重金属测定2.1.1 儿童血中8种金属的检出情况256名儿童血铅和血硒检出率为100%,铊检出率为0,其他金属的检出率在10.3%至71.1%之间。血铅的含量围在8.9g/L至170.65g/L之间,无铅中毒儿童200g/L。表1。表1 256名受测儿童全血8种金属检测结果金属检出率%/例数n男生%/例数n女生%/例数n含量围gL铬56.3/14458.1/7954.2/650.15-66.66镍16.4/4216.9/2315.8/190.26-67.41砷71.1/18271.3/9770

14、.8/850.07-26.77硒100/256100/136100/120镉10.3/2811.8/1610/120.01-1.28汞16.4/4217.6/2415/180.13-12.44铊0000.02铅100/256100/136100/1202.1.2儿童尿液中8种金属的检出情况 256名儿童尿砷检出率为100%,其他金属的检出率在8.59%至97.3%之间。尿砷的含量围在0.2g/L到486.41g/L之间,尿砷超标90g/L7例,其中400g/L有1例,尿砷超标率为2.73%。表2。表2 256名儿童尿中8种金属检测结果金属检出率%/例数n男生%/例数n女生%/例数n含量围gL铬

15、34.8/8935.3/4834.2/41镍86.3/22185.3/11687.5/105砷100/256100/136100/1200.2-486.41硒97.3/24997.1/13297.5/1174.6-59.11镉10.9/2812.5/179.2/110. 1-0.63汞8.59/223.7/514.2/17铊10.5/2713.2/187.5/91铅83.6/21486.8/11880/9622各金属含量与IQ的相关分析将超过检出限的样本结果进展正态性检验，符合正态的样本进展线性回归分析，不符合正态的样本进展Spearman秩相关分析，结果显示：血铬、尿硒、血汞、血铅与IQ均呈

16、正相关表3。对儿童血硒分布进展正态检验，结果显示呈正态分布。血硒与IQ直线相关t=1.992，P=0.0470.05，且血硒含量与IQ正相关表4。儿童尿汞含量符合正态分布，与IQ直线相关t=-2.313，P=0.0310.05，且尿汞含量与IQ负相关表5。表3 儿童全血和尿样中8种金属含量与IQ的相关系数rs值金属血样尿样铬0.172 *0.041镍0.0790.660砷0.0600.049硒-0.146 *镉0.4000.189汞0.304 *-铅0.075 *0.005注：* P<0.05表4 儿童血硒含量与IQ直线相关分析结果工程B值标准误Beta值t值P值血硒0.1020.051

17、0.1241.992.047常数94.1915.40317.432.000表5 儿童尿汞含量与IQ直线相关分析结果工程B值标准误Beta值t值P值尿汞-6.1842.673-0.459-2.3130.031常数109.6762.92637.4850.0002.3各金属含量与神经行为的相关分析将超过检出限的样本结果进展正态性检验，符合正态的样本进展线性回归分析，不符合正态的样本进展Spearman秩相关分析。血砷与神经测试3呈负相关；尿砷与神经测试4负相关；尿铬与神经测试3、4及神经总分呈负相关；尿铅与神经测试2、4呈负相关；尿硒与神经测试1、4及神经总分呈负相关。表6、表7金属测试1测试2测试

18、3测试4测试5神经总分铬0.0220.0560.0400.081-0.0170.048镍-0.210-0.1740.188-0.044-0.137-0.097砷0.0620.044-0.215*0.0480.1130.143硒-0.0130.0570.0420.0230.0390.039镉0.2910.149-0.0090.354-0.1260.157汞0.078-0.0040.003-0.0740.2010.036铅-0.025-0.0760.079-0.014-0.0040.012表6 儿童全血中8种金属含量与神经测试的相关系数rs值注：* P<0.05金属测试1测试2测试3测试4测

19、试5神经总分铬-0.124-0.103-0.221*-0.290*-0.048-0.190*镍0.0090.016-0.017-0.0720.048-0.024砷-0.0500.028-0.010-0.143*0.016-0.055硒-0.137*-0.010-0.066-0.207*0.011-0.131*镉0.1910.1600.0920.1200.2140.179汞-0.035-0.030-0.135-0.140-0.105-0.142铅-0.061-0.180*-0.087-0.179*-0.037-0.130铊-0.098-0.031-0.112-0.3590.008-0.168表7

20、 儿童尿样中8种金属含量与神经测试的相关系数rs值注：* P<0.05，* P<0.013 讨论本研究中血铅检出率为100%，血铅超标100g/L率为3.51%，未发现重度铅中毒者200g/L。据近十年国报道推测在我国没有明显工业污染的普通市区约有10%-30%儿童血铅超标7。本研究结果低于之前调查的水平，可能因为近年来环境的治理、家长及相关机构的重视对儿童身体*起到一定的作用。血硒检出率为100%,检出围g/L，目前认为血硒正常参考标准值为：100-340gL，根据结果数据可以得出研究区域存在局部低血硒儿童，但与之前研究的结果相比低血硒儿童比率有所降低24。本结果显示尿砷检出率为

21、100%，血铊检出率为0,其他金属的血中检出率在10.3%至71.1%之间，因国外尚无对儿童体这些金属的检测记录，尚无金属标准值，无法比拟本次研究结果的水平。由于*些金属如：铊曾引发国严重人体中毒事故，因此今后着重研究这些微量不常见的金属在体的标准限值是十分必要的。研究结果说明，血铅对儿童智力发育有影响，且为正相关，这与国外研究所报道的血铅导致儿童智力发育受阻1的结果相违背。研究结果不一致可能与研究的样本量，研究对象的选择围，以及血铅的测试方法等因素有关。同时也说明导致儿童智力落后的因素是复杂多样的。并且100g/L作为儿童铅中毒的标准是一个群体流行病学的概念，即大于这血铅标准的儿童可能有发育

22、方面的危害，并不能说明对儿童智力一定会有影响。有研究说明，低水平汞暴露能引起智能发育缓慢、语言和听觉障碍等病症。有研究报道，日本汞污染较严重的地区学生发生智能发育缓慢较正常地区几率高19。本次研究显示儿童尿汞对IQ呈负相关，汞对儿童的智商发育有不良的影响，与之前的学者研究结果相符。对于血汞对IQ呈正相关的结果，可能与血硒含量对汞毒性的拮抗有关。重金属铬离子可以通过嗅觉通路进入大脑，从而直接对记忆保持产生有害影响19。本研究结果显示，血铬对儿童智力呈正相关，与之前研究结果不符，原因可能与儿童体金属硒的分布有关，同时国外尚无金属铬对儿童产生不良影响的标准值，因此本实验中监测的金属铬可能在平安围。研

23、究说明，血和尿中的硒对儿童智力呈正相关。之前有研究说明，一定量硒可以减少其他重金属如铅、镉、汞、砷、铊等的吸收，降低在体的蓄积，加速其他金属的排泄从而拮抗毒性13。动物实验已证明硒对铅致小鼠学习记忆功能障碍及脑脂质过氧化有保护作用12。因此本研究显示血铬、汞、铅中对儿童智力有正相关影响的原因可能与儿童体金属硒的分布有关，其机制有待于进一步的研究。研究说明，尿铅对神经测试2、4呈负相关。早有研究说明低铅暴露即可对儿童行为产生影响，发生行为障碍或注意缺陷多动障碍4。动物实验也说明铅暴露能影响神经钙调蛋白、调节神经元纤维的生长和突触的形成，因而作用于人类的临床表现为姿势运动协调能力障碍2。本次研究结

24、果再次证明铅能影响学龄儿童个体运动协调能力、手眼协调能力、视觉感知记忆以及手部反响能力方面的神经发育。尿硒与神经测试1、4及神经总分呈负相关。说明在本研究的尿硒围，硒对儿童知觉速度，识别的准确性和运动协调能力等方面的神经行为发育有不良影响。国有研究对电子垃圾区的儿童血铬水平的分析中提到，该区儿童血铬对儿童多动、被动、品行等方面有相关影响22。本研究结果显示尿铬与神经测试3、4及神经总分呈负相关，说明体铬对儿童个体运动协调能力等方面的神经行为有不良影响，与之前的研究结果一致。国外研究说明，砷可通过血脑屏障，降低脑乙酰胆碱酯酶活性而损伤神经系统9，因而会对神经系统的正常发育产生不良影响。近期国研究

25、说明，砷中毒地区的儿童神经发育水平明显低于正常地区儿童，由此说明过量的砷暴露对儿童神经发育有危害性10。结果显示血砷与神经测试3呈负相关；尿砷与神经测试4呈负相关，说明体砷对儿童个体运动协调能力等方面的神经发育有不良的影响，与之前研究一致。4 参考文献1.Wang YY,Sui K*,Li H,et al.Effects of lead The e*posure on placental NF-kappa Be*pression and the consequences for gestationJ.Record to*icol,2021,27:190-195.2.Llanos MN,Ronc

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