プロセス超微粒子によって土壌や大気汚染に曝された野菜の鉛とカドミウムの植物利用可能性とヒトのバイオアクセス性

Lead and cadmium phytoavailability and human bioaccessibility for vegetables exposed to soil or atmospheric pollution by process ultrafine particles.

• Tiantian Xiong
• Thibault Leveque
• Muhammad Shahid
• Yann Foucault
• Stéphane Mombo
• Camille Dumat

抄録

植物が空気中の浮遊粒子に曝露されると、植物は根や葉への移行を介して可食部に金属を蓄積することがある。植物の曝露条件が金属のヒトへのバイオアクセス性に及ぼす影響については知見が乏しく、特に都市園芸活動の増加に伴い懸念されている。レタス、ラディッシュ、パセリについて、リサイクル工場から圃場の大気落下物や汚染土壌を介して、金属を豊富に含む超微粒子に曝露した。その結果、食用植物の全鉛(Pb)とカドミウム(Cd)の濃度とヒトのバイオアクセス性を測定し、Pb同位体分析を用いて植物中の鉛の移動を調べた。異なる汚染植物の食用部分について測定した鉛及びカドミウムのバイオアクセス性は、葉面曝露(レタスの場合は鉛で40%、カドミウムで69%)に比べて、根部曝露(レタスの場合は鉛で70%、カドミウムで89%)で有意に高かった。金属のバイオアクセス性の違いは、暴露条件に関連した金属のコンパートメント化と種分化の変化と関連している可能性がある。金属の性質は、測定されたバイオアクセス性に強く影響する。カドミウムは鉛と比較して高いバイオアクセス性を示した。葉面曝露の場合、葉から根への鉛の有意な移動が観察された。結論として、汚染物質の種類と暴露方法は、特に根圏と植物圏に関与する対照的な現象に関連して、金属の植物利用可能性とヒトのバイオアクセス性に大きく影響する。したがって、植物の暴露条件は、環境および健康リスク評価のために考慮しなければならない。

When plants are exposed to airborne particles, they can accumulate metals in their edible portions through root or foliar transfer. There is a lack of knowledge on the influence of plant exposure conditions on human bioaccessibility of metals, which is of particular concern with the increase in urban gardening activities. Lettuce, radish, and parsley were exposed to metal-rich ultrafine particles from a recycling factory via field atmospheric fallouts or polluted soil. Total lead (Pb) and cadmium (Cd) concentrations in of the edible plant parts and their human bioaccessibility were measured, and Pb translocation through the plants was studied using Pb isotopic analysis. The Pb and Cd bioaccessibility measured for consumed parts of the different polluted plants was significantly higher for root exposure (70% for Pb and 89% for Cd in lettuce) in comparison to foliar exposure (40% for Pb and 69% for Cd in lettuce). The difference in metal bioaccessibility could be linked to the metal compartmentalization and speciation changes in relation to exposure conditions. Metal nature strongly influences the measured bioaccessibility: Cd presents higher bioaccessibility in comparison to Pb. In the case of foliar exposure, a significant translocation of Pb from leaves toward the roots was observed. To conclude, the type of pollutant and the method of exposure significantly influences the phytoavailability and human bioaccessibility of metals, especially in relation to the contrasting phenomena involved in the rhizosphere and phyllosphere. The conditions of plant exposure must therefore be taken into account for environmental and health risk assessment.

Copyright © by the American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, and Soil Science Society of America, Inc.