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镉是一种在自然界中广泛存在的重金属元素,广泛应用于电池制造、颜料生产、电镀及塑料稳定剂等工业领域。饮用水中的镉污染主要来源于有色金属采矿与冶炼废水排放、镀锌管道腐蚀析出以及受污染水源的迁移扩散。中国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)将镉列为毒理指标,限值为0.005 mg/L,与世界卫生组织及欧美标准体系接轨。然而,当水源受到工业活动影响或输配管网老化时,镉离子超标的风险不容忽视。 镉经口摄入后,在胃酸环境中溶解为二价镉离子,经小肠吸收进入血液循环。镉在人体内排泄极为缓慢,生物半衰期长达10至30年,长期暴露可导致其在肾脏和肝脏中持续蓄积。肾脏是镉慢性毒性作用的首要靶器官,镉主要蓄积于肾近曲小管上皮细胞,引发肾小管功能损伤,临床表现为低分子量蛋白尿,并可能逐步进展为慢性肾病。研究表明,肾小管损伤可在尿镉水平达到每克肌酐1微克时出现,而这一阈值远低于产生明显临床症状所需的暴露水平。 骨骼系统是镉毒性作用的另一关键靶点。镉通过干扰钙磷代谢平衡和抑制肾脏中维生素D的羟化活化,间接促进骨钙流失;同时镉也可直接作用于骨组织,抑制成骨细胞活性并增强破骨细胞介导的骨吸收。低水平镉暴露即可导致骨密度下降和骨组成改变,处于快速生长期的儿童骨骼对此尤为敏感。长期暴露可引发骨质疏松和骨软化症,显著增加骨折风险。日本神通川流域历史上发生的“痛痛病”即是人群长期经饮水与食物摄入镉所导致的典型骨损害病例。 关于镉的致癌性,国际癌症研究机构(IARC)已将镉及其化合物列为1类人类致癌物,确认其对人类具有充分致癌证据,主要与肺癌、肾癌及前列腺癌的发生相关。需要指出的是,这一分类主要基于职业性吸入暴露的流行病学证据。经口摄入途径的致癌性在现有研究中尚存争议,部分研究未发现经饮水摄入镉具有明确的致癌效应,但近年基于中国镉污染区居民的调查显示,饮用水中镉的致癌风险值可超过US EPA推荐的10⁻⁴可接受水平,提示经口暴露的癌症风险可能被低估。 此外,镉暴露与心血管系统损害之间的关联正受到越来越多的关注。流行病学研究报道,长期经饮水暴露于镉的人群中,主要不良心血管事件的发生风险有所升高,其机制可能涉及镉诱导的内皮功能障碍、氧化应激增强以及动脉粥样硬化进程加速。镉对生殖发育的潜在影响亦有报道,流行病学资料显示孕妇尿镉水平与新生儿低出生体重及头围减小之间存在负相关。 鉴于镉在体内的长半衰期和蓄积特性,即使低浓度长期暴露亦值得警惕。对存在镉污染风险的水源,应依据GB 5749-2022标准进行定期监测,并采取反渗透等终端净化措施以保障饮水安全。
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