《NeuroToxicology》：Schoolchildren’s exposure to potentially toxic metals/metalloids and cognitive impairments in communities of the Brazilian Amazon new agricultural frontiers
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亚马逊雨林边境区6个农业社区69名6-12岁儿童血铅（中位数1.9μg/dL）、血汞（中位数2.11μg/L）及硒水平检测显示，血铅对瑞文测验口语域得分呈非线性负相关（β=-2.71），血汞对瑞文百分位得分有显著负相关（β=-5.05）。认知损害与铅暴露（食物链传递）及汞暴露（鱼类摄入）相关，提示农业扩张带来的多重重金属暴露对儿童认知发展的影响。
J.A. Menezes-Filho|E.A. Di Giusepe|T.M.P. Moraes|B.A.T Couto|B.S. Ferreira|N.B Matos da Silva|C.S. Lima|W.P Moraes|A.C. Florentino|F. Barbosa-Jr|C.J.S Passos
巴西巴伊亚州萨尔瓦多市巴伊亚联邦大学药学院药学研究生项目
摘要
巴西亚马逊地区的社区由于新农业边界的发展，受到农药大量使用和土壤侵蚀导致的粉尘暴露的影响。本研究调查了生活在这些新农业边界附近的亚马逊儿童接触潜在有毒金属/类金属的情况及其与认知障碍之间的关联。这项横断面研究在帕拉州桑塔伦高原的六个社区进行。在2024年的雨季期间，我们收集了69名6至12岁儿童的肘静脉血液样本。金属/类金属通过电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）进行分析。认知评估使用了Raven Colorful Matrix、NEPSY II和FDT测试。血液中铅（PbB）的中位数（范围）为1.9 μg/dL（0.6 - 40.1 μg/dL），其中14.3%的儿童铅含量超过3.5 μg/dL的参考值。血液中总汞（THgB）浓度为2.11 μg/L（0.45 - 17.07 μg/L），其中17.4%的儿童汞含量超过5 μg/L的参考值。在调整了儿童年龄、性别和母亲教育水平后，研究了金属水平与认知结果之间的非线性及线性关联。OLS回归分析显示，PbB的对数水平与语言领域得分呈显著负相关（β = -2.71，95%置信区间：-4.46至-0.95），这一关联也与Raven原始得分呈非线性负相关。Hg的对数水平与Raven百分位数得分呈负相关（β = -5.05，95%置信区间：-10.20至0.11），其中硒（Se）的水平显著影响了这一关联。亚马逊地区的儿童容易因铅暴露而出现认知障碍，这些铅可能来自在天然含铅土壤中种植的作物；同时，他们也可能因饮食中富含受污染的鱼类而暴露于汞。
引言
亚马逊雨林长期以来一直面临着来自各种人类活动的巨大国家和国际压力，包括伐木、采矿、水力发电和农业开发，这些活动都带来了重大的环境、经济、社会和健康风险（Passos等人，2014年；Soumis等人，2000年）。过去几十年中，科学研究越来越多地记录了该地区汞（Hg）和铅（Pb）环境暴露所引起的早期神经毒性效应（Fillion等人，2011年；Santos-Lima等人，2018年；Hernandez-Bonilla等人，2016年）。在亚马逊地区，这种暴露主要发生在两种情况下：（i）通过食用因手工和小规模金矿开采活动而受污染的鱼类而暴露于汞；（ii）据报道，在河岸社区通过食用木薯粉以及可能通过其他农作物而暴露于铅；此外，还可能因土地准备过程中产生的粉尘而暴露于铅；（iii）在靠近大规模大豆单一种植区的小型农业社区中暴露于农药（Passos等人，2018年；Caldas等人，2015年；Passos等人，2015年）。
儿童生命的早期阶段是发育的关键时期，这一时期对贫困、住房条件、家庭结构等环境因素非常敏感（Pantoja等人，2018年）。研究人员认为，识别环境风险因素和延迟的神经发育对于儿童的健康成长至关重要。关于化学物质暴露，其他研究者指出，在某些亚马逊河流域，头发中的汞浓度超过了国际推荐水平，这还受到产前和/或产后发育地理位置的影响（Freitas等人，2019年）。事实上，长期以来就有报道指出，在金矿开采下游地区的亚马逊儿童中存在甲基汞的神经毒性（Grandjean等人，1999年）。当时，研究者认为汞污染严重到足以对大脑发育产生不良影响。然而，当时的暴露水平尚不清楚，尽管在研究前的几年里平均暴露水平可能没有变化。此后，又进行了多项研究，如Santos等人（2000年）、Dutra等人（2012年）、Oliveira等人（2018年）、Santos-Lima等人（2020年）等，这些研究都揭示了儿童和青少年时期汞环境暴露所带来的多种健康风险。
另一方面，至少在过去十年中，同一亚马逊流域的当地社区儿童中也出现了铅暴露现象（Anticona等人，2012年）。他们的研究表明，年龄较大、男性以及母亲血液中铅（PbB）水平≥10 μg/dL是儿童铅水平升高的主要风险因素。7-17岁男孩中较高的风险表明，这种暴露可能与他们研究组中的特定活动（如捕鱼和狩猎）有关。强烈建议对秘鲁亚马逊地区的科连特斯河人群持续监测铅水平。除了这些自然暴露源外，还有研究者首次发现了人类体内铅水平，作为亚马逊地区工业污染物暴露的证据（Queiroz等人，2019年）。
需要强调的是，汞和铅的暴露并不是独立发生的。实际上，它们构成了亚马逊广阔流域中多种环境共同暴露的复杂情况（Lucchini等人，2025年）。这些研究者指出，在土著和传统社区中进行的横断面研究一致显示，汞生物标志物与神经认知和神经运动障碍之间存在关联。此外，该地区还越来越多地报告了微塑料和农用化学品的共同暴露现象，这引发了人们对协同毒性效应的担忧。然而，关于这些联合暴露的科学证据仍然零散且不足。
在像巴西这样幅员辽阔的国家，新农业边界的出现意味着需要考虑农药暴露问题。一些研究者报告称，在桑塔伦高原的农作物中使用了基于二硫代氨基甲酸酯的杀菌剂，例如代森锰锌（Schwamborn，2019年）。这种化合物含有锰（Mn）作为配位元素。多项研究评估了人类（尤其是儿童）在不同农业环境中的这种杀菌剂暴露情况，包括哥斯达黎加的ISA出生队列研究（Mora等人，2018年）。尽管锰是一种必需的微量营养素，但体内锰含量升高与儿童和成人的不良神经心理结果密切相关，尤其是当使用头发中的锰作为生物标志物时（Menezes-Filho等人，2011年；Conejo-Bola?os等人，2024年；Viana等人，2014年）。基于这些证据，本研究旨在评估生活在扩展中的大豆单一种植区附近的亚马逊农村儿童接触潜在有毒金属和类金属的情况，并调查这些暴露（主要是铅和汞）是否与认知表现障碍有关。
研究设计与研究对象
这是一项在2024年3月至5月种植季节（雨季）进行的横断面研究。研究地点位于帕拉州西部的桑塔伦高原，过去十年该地区一直种植着大量的转基因大豆。
图1显示了经过与当地领导层会面并评估物流可行性后纳入研究的六个社区，包括Bom Jardim和Vitalina Mota等社区。
问卷调查与血液样本采集
经过培训的调查人员向母亲或监护人发放了问卷。收集了关于日常习惯、教育水平、职业经历、吸烟史、是否接触过种植区以及饮用水源或其他可能接触有毒金属的来源的数据。
血液样本通过肘静脉穿刺采集，并使用无金属EDTA管（Neovaccum?，BD）进行金属/类金属测定，同时使用常规EDTA管进行其他检测。
结果
表1显示，74名学龄儿童的母亲同意参与研究，并提供了社会人口统计信息。儿童主要为女孩（64.8%），平均年龄为9.3岁。大多数儿童为混血儿，包括土著、黑人和白人。约一半的儿童母亲只有小学教育水平或更低的学历。约12%的儿童暴露于二手香烟烟雾中。绝大多数儿童来自低收入家庭；约82%的家庭年收入较低。
讨论
本研究显示，生活在帕拉州桑塔伦高原大豆及其他农作物种植区附近的学龄儿童血液中的汞、铅和硒含量相对较高。无论儿童的性别和年龄如何，以及母亲的教育水平如何，血液中铅水平与Raven彩色渐进矩阵测试的原始得分之间存在显著的负相关非线性关联。此外，我们还发现……
结论
本研究表明，生活在农作物种植区附近的亚马逊儿童不仅暴露于农药，还暴露于潜在有毒的金属和类金属。虽然大多数儿童的血液铅水平低于当前CDC的参考阈值，但我们观察到相对较高的铅含量。我们认为这种暴露可能源于土壤侵蚀产生的粉尘以及种植在富含铅土壤中的蔬菜（尤其是木薯）。
未引用的参考文献
（美国有毒物质和疾病登记署（ATSDR），2025年1月；Anticona等人，2012年4月；Carneiro和Evangelista，2013年；Carvalho等人，2013年；CDC，2025年；Chevrier等人，2009年1月；de Oliveira等人，2018年；Dutra等人，2012年8月；Freire等人，2015年6月；Grandjean和Landrigan，2006年；Grandjean等人，1999年7月；Jorge，2024年；Lima等人，2021年；Menezes Filho等人，2018年；Santos-Lima等人，2020年；Santos-Sacramento等人，2021年；R Core团队，2024年；Wehby，2025年）
资金支持
本研究得到了CONFAP Amazon +10计划（Confedera??o Nacional das Funda??es Estaduais de Amparo à Pesquisa - CONFAP，项目编号00193.00002282/2022-47）和联邦区研究支持基金会（FAPDF）的财政支持；JAMF持有CNPq生产力研究奖学金。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Carlos Jose de Souza Passos表示获得了巴西国家研究基金会（CNPq）的财务支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
首先，作者感谢所有自愿参与这项研究的家长和儿童。我们还要感谢贝尔特拉和桑塔伦市小学的校长们对这项工作的全力支持。同时，我们也感谢帕拉州立大学的Adjany Estela de Souza教授以及本科生们在问卷管理方面所提供的帮助。
