酸鉱山の排水による影響を受ける農業土壌の微量元素の経口生物アクセス性と人間の健康リスク評価

タルシス（スペイン）の歴史的な鉱山部位周辺の栽培土壌には、AS（621mgkg-1まで）、Cu（752mgkg-1）、Pb（2395mgkg-1）の濃度が上昇し、地域の背景レベルと農業使用に設定された法定制限を超えています。職業および環境の曝露のサイト固有の健康リスク評価は、規制機関のガイドラインに基づくアプローチを使用して実施され、バイオアクセシビリティとバイオアベイラビリティデータを組み合わせて改良しました。ヒトの消化プロセスをin vitroでシミュレートすることによって決定される経口生物アクセス性（統一したバージ法）は、土壌の総微量元素濃度に大きく関連していました。ヒ素は、胃および胃腸相の間に均等に分布しているように見えましたが（約31％）、PbやZnなどのpH依存性金属陽イオンの生体アクセス可能な割合は、胃腸骨折（10％未満）よりも胃の中で顕著に高くなりました（ほぼ50％）。0.43M HNO3による単一抽出によって評価されるバイオアクセシビリティは、バージ法から得られたものと比較して1.2-1.4の係数で過大評価されました。AS（27.7％）およびPB（42.6％）のサイト固有の相対バイオアベイラビリティ（RBA）値は、線形回帰モデルを介した生体アクセシビリティ測定から予測され、全体的なリスク推定値にほとんど影響を与えませんでした。摂取経路の場合、RBAに調整されたがんリスク値（9.7E-05〜2.0E-04）は、すべてのプロットの調節しきい値を超え、経口用量の調整後に再計算されたハザード指数は、2.5〜4.8の範囲の値で許容制限を上回っていました。ただし、近くの住民の土壌粒子の吸入により、有害な健康への影響は発生しないと予想されます。

Cultivated soils around the historic mine site of Tharsis (Spain) contain elevated concentrations of As (up to 621 mg kg-1), Cu (752 mg kg-1) and Pb (2395 mg kg-1), exceeding the regional background levels and the statutory limits set for agricultural use. A site-specific health risk assessment of occupational and environmental exposures was conducted using an approach based on guidelines from regulatory agencies, refined by combining bioaccessibility and bioavailability data. Oral bioaccessibility, as determined by simulating the human digestion process in vitro (Unified BARGE Method), was largely related to total trace element concentrations in soil. Arsenic seemed to be evenly distributed among the gastric and gastro-intestinal phases (about 31%), whereas the bioaccessible fraction of pH-dependent metal cations, like Pb and Zn, was noticeably higher in the stomach (nearly 50%) than in the gastro-intestinal tract (less than 10%). Bioaccessibility assessed by single extraction with 0.43 M HNO3 was overestimated by a factor of 1.2-1.4 relative to that obtained from the BARGE method. Site-specific relative bioavailability (RBA) values of As (27.7%) and Pb (42.6%), predicted from bioaccessibility measurements through linear regression models, had little effect on the overall risk estimates. For the ingestion pathway, the RBA-adjusted cancer risk values (9.7E-05 to 2.0E-04) exceeded the regulatory threshold in all plots, and the hazard index re-calculated after adjustment of oral dose was also above the allowable limit, with values ranging from 2.5 to 4.8. However, no detrimental health effects are expected to occur through inhalation of soil particles in nearby residents.