为了更准确地评价人体对环境中的污染物的暴露与风险，考虑污染物的生物可利用性（而不仅仅是污染物的环境浓度）是较为科学合理的评估方式。人体模拟液是研究污染物的生物可利用性最常见的方法，然而，目前大多数研究采用的模拟参数千差万别，可能对结果产生重要的影响。我们以大气PM2.5中的3类POPs（PAHs、HFRs和OPFRs）为对象，研究了污染物在消化系统（口腔-胃肠）和呼吸系统（肺液）中的可利用性及影响因素。
图1. 胰酶活性对污染物生物可利用性的影响
除少数PAHs，胃蛋白酶活性的升高对这些POPs的生物可利用性影响不显著，高辛醇水比的HFRs生物可利用性均接近于0。胰酶能促进PM2.5颗粒中POPs的释放，特别是提高了辛醇水比较高的HFRs的生物可利用性。相比人体实际生理的胰酶，商业化胰酶会使污染物的生物可利用性升高。胆汁盐浓度对POPs的释放起着关键的作用，尤其是溶解度低的PAHs和HFRs。这是由于胆汁盐具有两亲（亲水亲油）结构的混合物，当胆汁盐浓度高于其临界胶束浓度（0.17%）时可以极大地促进污染物的释放。而之前有研究采用的猪胆汁盐对污染物的释放无法起到明显的促进作用。对于大部分的POPs，饮用绿茶可以使得其生物可利用性降低（12.8-14.7%）。这与绿茶的主要功能性成分儿茶素有关，其能与胆汁盐以氢键的形式相结合，减少了胆汁盐对POPs的作用。饮酒可以提高POPs的生物可利用性（4.6-20%），酒中的乙醇可以降低模拟液的极性，促进POPs的释放。
图2. 胆汁盐浓度对污染物生物可利用性的影响
图3. OPFRs在肺模拟液中降解的机理
在肺模拟过程中，污染物生物可利用性大小顺序为OPRFs > PAHs > HFRs. 在GS和ALF两种模拟肺液中，PAHs随着模拟时间的延长均有一定程度的升高，HFRs可利用性极低。OPFRs在15d模拟中分发生了不同程度的降解。我们认为，OPFRs在肺模拟液中的降解主要是一种亲核加成反应，化合物降解的难易程度与P原子的电子云密度有关。我们的研究揭示出，采用接近人体实际生理条件的模拟液是评估POPs生物可利用性的关键。
相关论文：
(1) Zeng Y., Chen S.J., Fan Y., Yan X., Ma H.M., Mai B.X. Bioaccessibility of POPs in airborne particulate matter using digestive tract and lung model: the influence of physiological parameters. In preparation.