当前世界环境

介绍

自然和人为来源是砷（AS）可能污染正常环境的两个主要区域¹．如果砷污染通过水和土壤途径进入食物网，它是有毒的，是致命的。之前的研究人员还观察到世界不同地区的地下水和食物受到砷的污染^2、3．土壤砷污染可由农业活动、各种人类活动等引起。根据Huang et al.，(2006)，无机砷是土壤和水中最主要的有毒形式。⁴然而，关于土壤-水稻系统中砷甲基化的研究很少，他们发现砷的无机形式可能通过微生物转化为有机砷⁵．植物对砷的吸收取决于许多因素，如土壤性质、土壤中砷的浓度，最重要的是取决于植物种类本身⁶．植物物种的物理特征是少数以前的研究明显的重要方面，发现砷的浓度估计高，然后叶，茎，水果和种子估计高。^7、8．然而，Farid等人(2003)发现，绿叶蔬菜的地上部分比任何植物的身体部分都能积聚高浓度的砷⁹．因此，砷的生物利用度和转运能力是决定植物体内砷分布的主要因素¹⁰．砷在植物体内的有效性研究具有重要意义，因为它们可以通过食物链在人体组织中生物积累¹¹．慢性砷暴露对人类的影响可能会造成角膜病，肝肿瘤，色素沉着，糖尿病，心血管和脑血管问题，外周神经病变，肾脏，膀胱等，造成严重的健康效果^12、13．

记住事实,本研究想探讨的敏感性和宽容在砷中毒的常见的植物物种,被广泛用作食品原料在大多数印度的一部分,而且它也将评估健康风险的人口消耗这可食用的植物物种。

材料和方法

实验方法

Fenugreek的种子（Trigonella foenum-graecum）都是从杂货店买来的一般来说，葫芦巴的叶子被用作蔬菜，种子被用作普通的印度香料。整个实验是在实验室条件下进行的。三种不同浓度的亚砷酸钠₂)和砷酸钠(Na₂哈索₄，7h₂o）（仅溶解在蒸馏水中）溶液用于本研究。实验种子的灭菌过程用1％次氯酸钠（NaOCl）溶液进行一分钟，然后用双蒸馏水（DDW）洗涤¹⁴．使用培养皿从研究所校园收集的土壤中，种子萌发和生长的过程。用盖子覆盖培养皿，并在室温（30°C）下孵育。股票解决方案的股票解决方案^{+ 3}并作为^{+ 5}在DDW中加入所需量的砷盐，使每一个砷^{+ 3}并作为^{+ 5}．进行所需的稀释，得到工作溶液，即1 mg/L, 2 mg/L，和3 mg/L。采用各自的砷溶液进行了实验研究。在整个实验期间，每天一次用10ml培养皿定期滋养和保湿。仅使用DDW设置对照实验。每个处理和对照各设3个重复。对种子的萌发和生长进行了10 d的观察。试验10天后，测定叶绿素、类胡萝卜素含量、干重和湿重(图1)。

图1：实验室病情中对照和砷治疗的春季植物的生长。 点击此处查看数字

新鲜和干重的测定

从每个培养皿(对照和处理)中取10株大小几乎一致的完全长成的幼苗，用DDW彻底清洗以去除多余的土壤。纸巾被用来浸泡多余的水。苗木室干燥后取鲜重，70℃烘箱干燥48小时后取干重¹⁴．

叶绿素和类胡萝卜素的估算

经过10天的实验后，对叶绿素和类胡萝卜素的估计进行了芬格尔叶。遵循叶绿素和类胡萝卜素的标准方法¹⁵．

植物总砷含量的估算

为了估计总砷，对植物称重以测量其质量。2克干植物样品在三酸混合物(HCl-HNO)中消化_3.-HCLO₄)，直到混合物变成泥状的质地。将消化液用DDW稀释至50ml，然后用滤纸过滤。最后，滤液用于原子吸收光谱(Bruker, ARTAX)中砷的测定。

生物富集因子计算

利用植物体内砷含量与土壤砷含量的比值计算生物积累因子(BAF)。



其中C_植物植物体内砷和C的浓度是多少_土壤是土壤中砷的浓度。

慢性摄入剂量(CDI)估算

CDI计算在Fenugreek植物中发现的砷浓度以及以下公式：



在那里,C_作为= as浓度(mg/kg)， IR_veg.=受污染植物采食量(mg/d)， CF =换算因子，BW =体重

风险评估

估算日剂量(EDD)的计算采用总砷浓度的平均值(式1)。^16、17．



在那里,C_作为= as浓度(mg/kg)， IR_veg.=受污染植物的摄取量(mg/day)， CF =换算因子，EF =暴露因子，ED =暴露持续时间(年)，LE =预期寿命，BW =体重

危害系数和危害指数的确定

危险商（HQ）是潜在暴露于安全水平之间的比例。危险商少于1预测是最安全的水平。参考剂量（RFD）是上述哪些化学物质可能对人类健康产生毒性影响的极限。总部遵循方程式估计。3。危害指数(HI)计算为平均HQ值的总和¹⁸．





终生癌症风险评估

对于增量终生癌症风险(ILTCR)的评估，使用已建立的公式(式2)¹⁸．根据USEPA (2010)， ILTCR值> 10⁻⁴表明有较高的潜在癌症风险，且< 10⁻⁴表明有可能的健康风险。



在那里,C_作为= as浓度(mg/kg)， IR_veg.=受污染植物摄取率(mg/day)， CF =转换因子，EF =暴露因子，ED =暴露持续时间(年)，LE =寿命预期，BW =体重，CFS =癌症坡因子(每mg/kg/day)

结果与讨论

表1是对照和处理工厂样品的鲜重和干重。在试验期结束后，观察到对照植株的体重高于处理植株。在所有处理中，均以3 mg/L处理^{+ 3}并作为^{+ 5}湿重最低(4.899±0.700 g;干重(0.612±0.030 g;0.497±0.039 g)。测定了对照组和处理组的叶绿素和类胡萝卜素含量。从表2中可以看出，叶绿素和类胡萝卜素含量均低于对照组。但随着砷浓度的增加，叶绿素和类胡萝卜素含量均降低。结果表明，在3 mg/L的As处理下^{+ 3}叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量分别为0.413±0.093 mg/g、0.163±0.028 mg/g、0.609±0.124 mg/g和0.109±0.030 mg/g。这种浓度的降低表明叶绿素合成系统和叶绿素酶活性可能受到高浓度有毒金属浓度的影响⁵．在3 mg/L的As中也观察到同样的趋势^{+ 5}治疗（0.532±0.064,0.2±0.038,0.768±0.109，分别为叶绿素A，叶绿素B，总叶绿素和类胡萝卜素的情况下为0.145±0.035.虽然没有关于砷浓度对叶绿素含量的影响的报告然而，在Fenugreek工厂，Miteva和Merakchiyska（2002年）报告称砷可能对豆植物的光合过程产生影响¹⁹．作物对砷的吸收潜力取决于水、土壤中砷的浓度，也取决于土壤和作物的生理特性^3.．各处理土壤砷含量及植株茎部砷含量见表3。这些较高的砷含量可能是直接从土壤环境中吸收砷的结果。以前的研究人员也观察到了类似的结果，他们报告说，植物体内砷的浓度可能与土壤中可用砷的总浓度呈或多或少的线性增加^2,1,20．此外，以前也有研究报道，土壤中高浓度的砷可能会导致植物体内高浓度的砷⁴．

表1:胡芦巴植物鲜重和干重。

表2:对照的叶绿素和类胡萝卜素含量^{+ 3},当^{+ 5}胡芦巴植物治疗。

表3:土壤中砷的浓度和芬格尔植物及各自的生物累积因子。

BAF:生物因素

另一方面，通过估算土壤砷浓度，了解胡芦巴植物对砷的积累能力。生物积累因子(BAF)分析结果显示，土壤砷浓度与生物积累因子呈独立关系(表3)^{+ 3}(1.028)和3 mg/L As处理^{+ 5}治疗（1.573）。研究结果表明，土壤砷的浓度增加可能肯定不代表芬格尔植物的砷累积较高。由于生理特性的差异，这种结果可能在不同的植物中不同。此外，我们目前的研究结果与Mandal和Suzuki报道的研究非常相似（2002）²¹．另一方面，Das等人(2004)也观察到马铃薯、蔬菜叶子、大米、菠菜、葫芦中的砷浓度在0.02 - 3.99 mg kg之间⁻¹根据砷污染场地的估算²²．Pendergrass和Butcher(2006)也发现砷的生物积累量在1.5到178毫克公斤之间⁻¹在植物中²³．土壤和植物砷含量与色素含量的相关性研究见表4。研究结果表明，土壤和植物砷浓度与所有色素含量均呈负相关，即叶绿素a: -0.699;叶绿素b: -0.474;总叶绿素:-0.638;类胡萝卜素:-0.783，叶绿素a: -0.445;叶绿素b: -0.081;总叶绿素:-0.277;类胡萝卜素:-0.124。研究结果表明，颜料的含量受砷浓度的影响，这意味着葫芦巴不是一种抗砷物种，但它可以作为砷污染地区的指示植物品种。 It is important to measure the level of toxicity by quantifying the arsenic exposure pathways to determine the human health risk. To estimate the potential human health risk associated with fenugreek consumption, chronic daily intake (CDI) was estimated. Table 5 summarized the CDI and HQ for adults and children upon consumption. The results revealed that the CDI values for adults and children were relatively high in both arsenic (As^{+ 3}并作为^{+ 5})浓度。但是，所有的CDI值都小于1。HQ常被用来评估有毒污染物可能产生的非癌症健康风险。我们观察到，无论如何治疗，儿童的大多数HQ值都高于成人。这可能是由于较高的摄取率和较低的体重的儿童。此前的一些社区研究报告称，儿童和青少年可能因食用受砷污染的蔬菜而构成高风险²⁴．通过估算EDD和ILTCR来确定普通人摄入砷污染胡芦巴笋的癌症风险(表6)。EDD值大于每日总砷暴露的可接受限值。研究结果显示，通过对成人和儿童的ILTCR的估计发现了潜在的癌症风险，值发现为> 10⁻⁴．

表4:植物叶绿素与类胡萝卜素含量、植物与土壤砷含量的相关性研究。

**在0.01水平显著(双尾)

* 0.05水平显著(2尾)

表5:计算了不同处理葫芦巴的CDI和HQ值。

表6:计算来自不同治疗中Fenugreek估计的浓度的EDD和ILTCR值。

结论

本研究的调查结果将在食用植物植物中添加一些关于砷毒性评估的一些新信息。本研究表明，在葫芦巴中的浓度增加，颜料含量降低^{+ 3}并作为^{+ 5}治疗。本研究还得出结论，高浓度的土壤砷含量并不一定意味着植物身体部位的较高的积累速率，可能取决于植物生理特性。结果还表示，在砷污染区域中生长的葫芦巴可能会使成年人和儿童作为蔬菜消耗潜在的健康风险。该实验研究结果得出结论，芬格里克可作为砷污染区域中的指示厂物种，这将有助于容易健康风险评估。

承认

作者要感谢公共卫生教员环境卫生部，斯里兰卡曼德拉高等教育研究所（DU），钦奈允许进行研究。

资金来源

作者真诚地感谢“大臣夏季夏季奖学金，为斯里兰卡曼德拉高等教育研究所（Du） - 2019”为资金研究。

参考

1. R·沙里夫,摩尔。Keshavarzi F。b(2014)。伊朗西北部塔卡布地热田砷、锑和汞的潜在健康风险int j环境螺柱，71年,372 - 390。
   CrossRef
2. Karimi, N.， Ghaderian, S. M.， Maroofi, H.， Schat, H.(2010)。伊朗Zarshuran污染地区土壤和植被中砷的分析。Int J植物修复,12,159-173。
   CrossRef
3. Norra, S. Berner, Z.A.， Agarwala, P.， Wagner, F.， Chandrasekharam, D.， Stu，¨ben D.(2005)。含砷地下水灌溉对土壤和作物的影响:印度西孟加拉邦三角洲平原的地球化学案例研究。应用地球化学，20,1890-1906。
   CrossRef
4. 黄，R.Q.，GAO，S.F.，王，W.L.，Saunton，S.，王，G.（2006）。土壤砷可用性与土壤砷转移到福建省郊区，东南。SCI全环境，368,531-541。
   CrossRef
5. 范典藏。克里斯特尔斯(1990)。金属对植物酶活性的影响。植物学报，13,95-206。
   CrossRef
6. Alam, m.g.m.， Snow, e.t.， Tanaka, A.(2003)。孟加拉国Samta村蔬菜的砷和重金属污染。环境科学学报，308,83 - 96。
   CrossRef
7. Carbonell吗?同上,Barrachina Burlo吗?Carbonell F, Mataix ?Beneyto, j .(1992)。大豆对砷的吸收、分配和积累:亚砷酸盐和盐度对植物生长和产量的影响。j .植物减轻,20(10), 1419 - 1430。
   CrossRef
8. Carbonell-Barrachina，A. A.，Burlo，J.F.，Burgos-Hernkdez，A.，Lopez，E.，Mataix，J.（1995）。砷酸盐浓度对番茄和豆植物砷积累的影响。Sci Hortic,71(3 - 4), 167 - 176。
   CrossRef
9. 法,自动取款机,罗伊,kc,侯赛因,K.M, Sen, r(2003)。灌溉用水砷污染及其对蔬菜的传递效应研究。砷在环境中的命运。达卡:孟加拉国工程技术大学，113-121。
10. Kazia，T.G.，Araina，M.B.，Baig，J.A.，Jamali，M.K.，Afridi，H.I.，Jalbani，N.等。（2009）。饮用水中砷水平与皮肤病生物样本的相关性。SCI全环境，407,1019-1026。
    CrossRef
11. anwar, h.m.， Akai, J.， Komaki, K.， Terao, H.， Yoshioka, T.， Ishizuka, T.， Kato, K.(2003)。孟加拉国地下水中砷的地球化学赋存:来源和动员过程。地球化学学报，59(2)，421 - 427。
    CrossRef
12. IARC-国际癌症研究机构。（2001）。饮用水中的砷，IARC专着对人类的致癌风险评估，一些饮用水消毒剂和污染物，包括砷，世界卫生组织 - 国际癌症研究机构，里昂。84,39-270。
13. EPA-Environmental保护机构。(2012)。http://www.epa.gov/iris/subst/0278.html。2012年11月14日。
14. 蒙各尔，N.K.（2017）。氟化物对四种广泛种植稻米光合作用，生长和积累的影响（Oryzasativa(L.)印度品种。Ecotoxicol环境安全,144,36-44。
    CrossRef
15. Chakraborty, D.， Dey, U.， Medda, S.， Datta, J.K, Roy, T.， Mondal, N.K.(2014)。紫外线辐射对三种水生植物色素沉着和丙二醛含量的影响。群落植物学报，4(1-2)，35-41。
16. 美国环境保护署。（2011）.暴露因素手册2011版(最终版)。美国环保署，华盛顿特区，EPA/600/R09/052F。http://cfpub.epa.gov/ncea/risk/recordisplay.cfm?deid=236252。2012年9月20日。
17. EA Engineering, Science, and Technology, Inc.(2010)。补救调查报告铁王矿山洪堡特冶炼厂超级基金网站杜威洪堡，亚瓦派县，亚利桑那州。http://yosemite.epa.gov/r9/sfund/r9sfdocw.nsf/3dc283e6c5d6056f88257426007417a2/9ff58681f889089c882576fd0075ea2f!开放文档访问2012年6月19日。
18. 美国环境保护署。(1998)。综合风险信息系统:砷，无机，CASRN 7440-38-2
19. 李志强，李志强(2002)。豆科植物叶绿体对土壤中过量砷的响应及其光合机制农业科学学报，8,151-156。
20. 李，Y.，王，H.，王，H.，Yin，F.，Yang，X.，Hu，Y。（2014）。蔬菜中的重金属污染在葛吉，中国的多金属矿区附近生长：总浓度，物种分析和健康风险。环境SCI Pollu Res，21,12569-12582。
    CrossRef
21. 曼达尔，b.k.，铃木，K.T.(2002)。世界各地的砷:综述。Talanta, 58201 - 235。
    CrossRef
22. DAS，H.K.，Mitra，A.K.，Sengupta，P.K.，Hossain，A.，伊斯兰教，F.，Rabbani，G.H.（2004）。在孟加拉国稻米，蔬菜和鱼类中的砷浓度：初步研究。环境int，30,383-387。
    CrossRef
23. Pendergrass, A.， Butcher, D.J.(2006)。巴伯果园污染土壤中食用植物对铅和砷的吸收生物化学学报，32(1)，36 - 43。
    CrossRef
24. 江,Y。,曾庆红,X。,风扇,X。,曹国伟,年代,朱,M,曹,h(2015)。中国江苏省某城镇日常食品和土壤中的砷污染水平及其与人类健康相关的风险。生态毒性环境安全，122,198-204。
    CrossRef