Bioaccessibility of contaminants from ingested soil in humans. Method development and research on the bioaccessibility of lead and benzo[a]pyrene

Abstract

Bij risicoschatting van oraal ingenomen stoffen is vaak onbekend hoeveel van deze stof wordt opgenomen door het menselijk lichaam. Dit geldt ook voor contaminanten in bodem. Meestal wordt de orale biobeschikbaarheid van een contaminant uit bodem gelijkgesteld aan de orale biobeschikbaarheid van die contaminant uit de matrix van ingestie bij toxiciteitstudies, welke meestal voedsel of vloeistof is. Er zijn echter aanwijzingen dat de orale biobeschikbaarheid uit bodem significant lager is. Risico's kunnen daardoor substantieel overschat worden. Daarom is een simpel in vitro digestiemodel ontwikkeld, gebaseerd op humane fysiologie, zodat de mobilisatie van contaminanten van grond in het maagdarmkanaal (oftewel bioaccessibility) kan worden gesimuleerd. Optimalisatie van dit in vitro digestiemodel is beschreven in het rapport. De "bioaccessible" fractie is een maat voor de hoeveelheid contaminant die maximaal geabsorbeerd kan worden. Met het in vitro digestiemodel zijn experimenten verricht met lood en benzo[a]pyreen als beleidsrelevante stoffen en vertegenwoordigers van twee verschillende chemische groepen. Als overige variabelen zijn 1) contaminatie-niveau, 2) bodemtype, 3) pH van bodem, en 4) het verouderen van de grond (alleen voor lood), en 5) de speciatie van lood in het uitgangsmateriaal getest. Bovendien is voor lood een begin gemaakt met de vergelijking tussen gronden die kunstmatig of historisch zijn gecontamineerd. De resultaten laten in veel gevallen een niet-lineair verband zien tussen het contaminatie-niveau en de hoeveelheid contaminant die door digestie wordt gemobiliseerd van grond. Omdat conventionele statistische testen niet geschikt waren voor analyse van de verworven data-sets, is een mathematisch model ontwikkeld dat is gebaseerd op theorieen over binding van contaminanten aan bodemdeeltjes. De helft van de data-sets voor lood worden beter beschreven met een niet-linear verband volgens het mathematische model, dan met een lineair verband. De data van benzo[a]pyreen worden zowel voor het lineaire als het niet-lineaire verband beter beschreven met een verzadigingsniveau in digestiesap dan zonder. Omdat te weinig data punten over zijn voor het verzadigingspunt, blijkt het voor het gebied tot aan het verzadigingspunt niet mogelijk onderscheid te maken tussen het lineaire en het niet-lineaire verband. Bovendien lijkt bioaccessibility afhankelijk te zijn van de contaminant en het bodemtype. De overige variabelen lijken weinig of geen effect te hebben op de bioaccessibility. Aanvullende experimenten zijn noodzakelijk om het mathematische model te valideren. Op termijn zou het mathematisch model gebruikt kunnen worden om de bioaccessibility van een specifieke contaminant/bodemtype combinatie te schatten. Het in vitro digestiemodel kan gebruikt worden voor het bepalen van locatiespecifieke bioaccessibility gegevens. Zolang validatie aan de in vivo situatie niet heeft plaatsgevonden moeten de resultaten met voorzichtigheid worden geinterpreteerd.<br