综述：撒哈拉以南非洲人群对 legacy 与 emerging organic pollutants（POPs）暴露的二十年回顾：现状、暴露途径、挑战与建议

《Journal of Hazardous Materials Advances》：A two-decade review of human exposure to legacy and emerging organic pollutants in Sub-Saharan Africa: Current status, exposure pathways, challenges and recommendations

　　

快速城镇化、工业化以及持续的农药使用加剧了撒哈拉以南非洲（SSA）人群对持久性有机污染物（POPs）的暴露。POPs具有高稳定性、生物累积性和毒性，对生殖、内分泌及发育系统构成慢性风险。研究人员综合了2005–2025年间评估 legacy 与 emerging POPs 的研究，包括有机氯农药（OCPs）、多氯联苯（PCBs）、多溴联苯醚（PBDEs）、多氯代二苯并-对-二噁英与呋喃（PCDD/Fs）以及全氟和多氟烷基物质（PFAS）在SSA人群体液和组织中的分布。血液与血清（约48%）和母乳（约38%）是最常分析的生物基质，其次为尿液、胎盘和脐带血（<10%）。南非母亲的母乳中总滴滴涕（∑DDT）浓度范围为9,500–140,000 ng/g lw（以脂质重量计），为全球最高值，与疟疾媒介控制相关。加纳和尼日利亚母亲的PCBs均值达160 ng/g lw，而坦桑尼亚暴露人群的∑PBDEs高达786 ng/g lw。加纳血清中二噁英毒性当量（4.2 pg WHO²⁰⁰⁵-TEQ/g lw）和南非母乳（1.6–9.1 pg TEQ/g lw）处于全球中等范围。南非和埃塞俄比亚血清中PFAS水平（0.6–2.5 ng/mL）证实了新兴的氟化暴露。尽管健康风险评估有限，部分研究超过了FAO/WHO阈值，提示潜在的内分泌和发育效应。SSA人群的中位POP水平虽低于全球平均值，但存在局部超标现象。加强生物监测、统一质量保证/质量控制（QA/QC）以及纳入短链PFAS、新型溴化阻燃剂（NBFRs）和双酚类似物，对于实施《斯德哥尔摩公约》和《巴塞尔公约》至关重要。

1. 引言
研究人员系统阐述了POPs的定义特性与环境行为，区分了 legacy POPs（包括OCPs、PCBs、PBDEs、HBCD、PCDD/Fs）与 emerging POPs（包括PFAS、NBFRs、短链氯化石蜡及某些拟除虫菊酯类杀虫剂）的概念边界。研究指出，尽管《斯德哥尔摩公约》（2001）、《鹿特丹公约》（1998）及《巴塞尔公约》（1989/1992）等国际多边协议已建立调控框架，但SSA地区因机构能力薄弱、监管框架碎片化及实验室基础设施不足，导致公约实施受限。全球范围内，高收入国家母乳中DDT水平自1960–1980年代已显著下降至1×10⁶ ng/g lw以下，而PFAS仍广泛存在于人体血液和母乳中。相比之下，SSA呈现显著的数据缺口：南非DDT用于疟疾防治致母乳中∑DDT达4,600–20,000 ng/g lw；贝宁成人血清中∑OCPs达497 ng/g lw；坦桑尼亚母婴研究显示∑PFAS为0.18–3.14 ng/mL，p,p′-DDE高达1,890 ng/g lw；乌干达研究检测到PBDEs、PCBs和PCDD/Fs的复合污染。人类生物监测（HBM）是整合膳食、吸入及皮肤暴露途径的关键手段，但SSA的HBM存在零散性、地理范围狭窄及方法学不一致等问题。

2. 材料与方法
研究遵循系统综述和荟萃分析优先报告项目（PRISMA）指南，检索了ScienceDirect、Web of Science、PubMed、Scopus、Wiley Online Library和Google Scholar六大数据库，并补充灰色文献。检索词涵盖"POPs and sub-Saharan Africa"、"OCPs AND Africa"、"PCBs AND Africa"等。时间跨度为2005–2025年，最终纳入44项研究进行最终分析。数据按污染物类别、基质类型、采样地点、研究时段、分析方法及研究目的系统提取，浓度标准化为ng/g lipid weight或ng/mL。

3. 结果与讨论

3.1. SSA人体基质中POPs的概览
44项研究显示地理分布极不均衡：南非（n=14）和加纳（n=9）占主导，乌干达（n=5）、尼日利亚（n=4）等国次之，中非及西非沿海地区数据空白。血液/血清（48%）和母乳（38%）是主要分析基质，尿液（12%）、胎盘/脐带血（6%）及脂肪组织（8%）使用较少。OCPs在19项研究中被量化，南非疟疾防治区母乳中∑DDTs高达20,000 ng/g lw；PCBs在10项研究中检出，几内亚比绍最高达230 ng/g lw；PBDEs在7项研究中检出，坦桑尼亚母亲中∑PBDEs达786 ng/g lw；PAHs在5项职业或城市暴露研究中通过尿1-羟基芘检测；PFAS仅5项研究涉及。加纳Agbogbloshie电子废弃物（e-waste）回收点成为研究热点。南非母乳中首次检测到双酚类似物（TGSA、D-8、D-90）和UV滤光剂（≤2 ng/mL），为非洲首个人体样本中酚类抗氧化剂和塑化剂残留证据。

3.2. 人体液和组织中的 legacy organic pollutants

3.2.1. 有机氯农药（OCPs）——DDTs、HCHs、氯丹、硫丹、HCB和drins
OCPs是SSA研究最充分的 legacy 污染物（n=19）。DDTs及其代谢物在人体样本中占主导，尤其在保留室内残留喷洒（IRS）或密集农药使用的地区。南非产妇血清中位∑DDT超过1,500 ng/g lw，p,p′-DDE占主导；加纳血清∑OCPs平均9.1 ng/g lw，狄氏剂达127 ng/g lw；贝宁糖尿病患者∑OCPs极高；苏丹农村人群血液和尿液中可检出DDT和HCH代谢物。母乳研究证实DDT为主要OCP负荷：南非达9,500–140,000 ng/g lw，埃塞俄比亚12,700 ng/g lw，坦桑尼亚29.9–2,300 ng/g lw，加纳平均78 ng/g lw。部分婴儿摄入量超过WHO暂定每日最大耐受摄入量（PTDI）。其他OCPs如HCHs、硫丹、HCB、氯丹和drins虽然浓度较低但具有毒理学相关性。南非喷雾人员硫丹从0.53 μg/L（喷洒前）升至>540 μg/L（喷洒后）。p,p′-DDE/p,p′-DDT比值<1提示IRS和媒介控制运动导致的近期输入。

3.2.2. 多氯联苯（PCBs）——类二噁英和非类二噁英同系物
PCBs在SSA的HBM研究中广泛检出。加纳Agbogbloshie附近居民中位∑PCBs达0.136 μg/L，dl-PCB毒性当量59–96 pg WHO²⁰⁰⁵-TEQ/g lw；南非产妇血液15种同系物0.31–6.46 ng/g lw，PCB-138、-153、-180占主导；坦桑尼亚产妇血清和脐带血中PCB-153高达116 ng/g lw；尼日利亚e-waste工人出现PCB复合暴露相关的DNA链断裂（%TDNA高达19.6%）。几内亚比绍历史数据显示母乳∑PCBs二十年间从230降至110 ng/g lw，仍高于全球背景平均值。乌干达母乳中位∑indicator PCBs为0.159 ng/g lw，dl-PCB毒性当量0.07–7.84 pg TEQ/g lw，为全球最低水平之一，但PCB-126和PCB-169与母体三碘甲状腺原氨酸（T3）水平呈负相关。

3.2.3. 多溴联苯醚（PBDEs）——来自粉尘和e-waste的阻燃剂暴露
PBDEs是SSA研究最充分的溴化阻燃剂（BFRs），与非正规e-waste回收、室内粉尘和进口消费品相关。母乳中∑PBDEs从加纳的4.5 ng/g lw至坦桑尼亚母亲的786 ng/g lw不等，BDE-47（高达83.2 ng/g lw）占主导；乌干达母亲0.59–8.11 ng/g lw，BDE-209和BDE-47为主。HBCD首次在南非母乳中检出，与欧洲数据相当。乌干达胎盘∑PBDEs为0.25–30.9 ng/g lw，脐带血1.65–34.5 ng/g lw，BDE-209、BDE-206和BDE-196为主，提示十溴二苯醚（deca-BDE）配方的持续暴露。加纳e-waste回收者中PBDE与溴化二噁英共污染证实了露天焚烧的热降解途径。

3.2.4. 多环芳烃（PAHs）——燃烧、烹饪和交通暴露
PAHs是生物质燃烧、交通排放和露天焚烧的关键产物。加纳e-waste回收者尿1-OH-芘（中位1.33 μg/g肌酐）和1-OH-菲（0.85 μg/g肌酐）较对照组高数倍；乌干达母乳∑₁₃PAHs为0.84–696 ng/g lw，低分子量同系物（2–3环）为主，城市母亲显著高于农村，木炭使用和油炸烹饪贡献超三分之一的方差。

3.2.5. 多氯代二苯并-对-二噁英和呋喃（PCDD/Fs）——有限但高影响的燃烧点证据
PCDD/Fs在SSA极少量化，但毒性当量因子高。加纳e-waste工人血中位PCDD/F WHO²⁰⁰⁵-TEQ为6.18 pg/g lw（范围高达42.7 pg/g lw），显著高于未暴露对照；阿克拉孕妇血清总TEQ约5.3 pg TEQ/g lw，来源为PCDD/F、dl-PCB和溴化二噁英的混合同系物。

3.3. 人体样本中的 emerging organic pollutants

3.3.1. 全氟和多氟烷基物质（PFAS）
PFAS在SSA的人体生物监测数据极为有限但一致显示可检出负荷。南非产妇血清PFOS约1.6 ng/mL、PFOA约1.3 ng/mL，脐带血0.7–1.3 ng/mL；坦桑尼亚血清、脐带血和胎盘0.18–3.14 ng/mL；马拉维母亲∑PFAS高达12 ng/mL，与新生儿头围、出生体重呈负相关；加纳e-waste回收者因职业和海鲜消费致PFOA和PFHxS升高；几内亚比绍婴儿（n=237）PFOS和PFOA中位水平分别为0.77和0.68 ng/mL。短链替代品如PFBA、PFPeA和6:2 FTSA几乎未被报道。

3.3.2. 邻苯二甲酸酯和双酚类（BPA、DEHP及其类似物）
尼日利亚产妇血清、尿液和乳汁中检出邻苯二甲酸酯（DEP、DPP、DBP、DEHP），婴儿摄入量超过EFSA参考值；加纳血清BPA平均2.19 ng/mL，喀麦隆尿液2.18 μg/g肌酐；南非母婴血清和脐带血BPA相关证实经胎盘转移；南非母乳中BPA类似物高达2 ng/mL。

3.3.3. 拟除虫菊酯和其他新兴农药
南非母乳中检出氯菊酯和氟氯氰菊酯；VHEMBE队列证实孕妇尿液中顺式/反式-DCCA和3-PBA代谢物，中位水平分别为0.55、0.50和1.19 μg/L。

3.4. 新兴和未被充分关注的POPs及基质：人体生物监测中未被充分探索的前沿
尽管 legacy POPs数据相对丰富，但PFAS、多氯萘（PCNs）、拟除虫菊酯及药品和个人护理产品（PPCPs）等新兴污染物研究严重不足。PCNs在非洲人体基质中完全缺乏数据，尽管其具有致死性、胚胎毒性、肝毒性、免疫毒性、皮肤病变、致畸性和致癌性。非常规基质如脂肪组织、毛发、指甲、胎盘和唾液极少被考察。

3.5. SSA的POPs水平区域差异
西非：以e-waste为主导的工业源POPs最高，PBDEs达320 ng/g lw，PCBs达35.2 ng/g lw，PCDD/Fs达0.00618 ng/g lw（WHO-TEQ）；南非：OCPs、PBDEs、PFAS和PPCPs多样污染，∑DDT母乳达20,000 ng/g lw；东非：农业和 domestric 源为主；中非：完全缺乏HBM数据。

3.6. 与社会人口学特征、职业和时间的相关性
年龄是脂溶性POPs累积的正向预测因子；产次与母体POP水平呈负相关（泌乳清除效应）；BMI和肥胖影响POPs内部分配；鱼类/高脂肪饮食增加dl-PCB和PCDD/F毒性当量；城市居民PFAS和双酚浓度高于农村；IRS对应DDT/DDE比值持续升高；e-waste拆解工和露天焚烧工PCB-28、PCB-52和PCDD/Fs升高；电子维修工PFOA和PFOS升高。时间分析显示 legacy OCPs和PCBs在部分监管执法后逐渐下降，但PBDEs、PFAS和双酚因进口材料和新型配方监管不足而稳定或上升。

3.7. 健康影响
14项研究提供了POPs暴露与不良健康结局的生物标志物或流行病学证据。生殖和发育效应最频繁报告：坦桑尼亚p,p′-DDE的经胎盘和经乳汁转移；南非尿顺式/反式-DCCA与尿道下裂风险增加58–61%相关；马拉维母体PFHxS和PFOS与胎儿头围、出生身长和胎龄负相关；乌干达PCB-126和PCB-169与母乳T3降低相关；尼日利亚e-waste工人淋巴细胞DNA链断裂浓度依赖性增加；加纳回收者尿羟基化PAH代谢物升高伴呼吸道症状；贝宁糖尿病患者血清OCP浓度高于对照；加纳和南非婴儿部分OCP摄入量超过可耐受每日限量。

3.8. POPs暴露的健康风险特征估计
9项研究采用估计每日摄入量（EDI）、危害商（HQ）、ADI/TDI/PTDI比较及致癌/致突变风险指数进行定量风险评估。OCPs（尤其DDT和HCHs）风险最高：埃塞俄比亚婴儿DDT摄入量约62 μg/kg·day，为WHO/FAO ADI的3倍；南非IRS地区∑DDT高达18,000–20,000 ng/g lw，超过PTDI和欧盟最大残留限量；Okonkwo等人记录婴儿摄入量达WHO/FAO ADI的5倍以上。PCBs、PBDEs和PAHs一般风险较低或微不足道，但Matovu等人报告乌干达婴儿dl-PCBs和PCDD/Fs摄入量超过WHO TDI。

4. 分析技术与方法学挑战

4.1. 样品制备方法
至少25项研究报告了提取和净化程序。固相萃取（SPE）和液液萃取（LLE）占主导（>2/3），新兴方法包括QuEChERS和超声辅助提取。南非和加纳在国际合作中应用高分辨质谱（HRMS）非靶向分析，如LC-QTOF-MS鉴定南非母乳中TGSA、D-8和D-90。

4.2. 分析方法、QA/QC实践和能力挑战
仪器技术序列：GC-MS（18项）> GC-ECD（9）> LC-MS/MS（8）> GC-HRMS（3）> LC-QTOF-MS（1）> 其他。GC方法占60%以上，主要用于OCPs、PCBs和PBDEs；LC-MS/MS约占20%，用于PFAS和双酚。回收率78–105%，日内精密度<15% RSD。但基质效应校正、方法检测限（MDL）披露和实验室间验证实施不一致；能力验证参与罕见。南非和加纳因资源较好的实验室和持续国际合作而成为区域领导者，中非和东非数据稀少。

5. 结论与建议
研究综合显示SSA人群对legacy和emerging有机污染物广泛暴露，生物累积和母婴转移明确，区域差异显著。e-waste回收点和疟疾控制干预是主要暴露来源。建议优先行动包括：（1）扩展基质覆盖，整合毛发、唾液、指甲、胎盘等非侵入性基质；（2）针对PFAS、PCNs、邻苯二甲酸酯、双酚类似物和PPCPs等新兴和未被充分关注污染物进行目标监测；（3）监管和方法学协调，使国家项目与《斯德哥尔摩公约》和《巴塞尔公约》对齐，确保实验室间QA/QC可比性；（4）将生物标志物暴露和剂量-反应模型纳入健康风险评估框架。建立"HBMAfrica"联盟被认为是保护公共健康和指导区域可持续化学管理的关键变革步骤。