饮用水中硝酸盐、亚硝酸盐和总有机碳(TOC)与胃肠道疾病的关系

摘要

客观的．本研究旨在研究两种饮用水源中硝酸盐、亚硝酸盐和总有机碳(TOC)的含量及其与某些胃肠道疾病的关系。方法．这项横断面研究于2012年在伊朗进行。选取2口位于居民区的水井进行采样和测定TOC、硝酸盐(NO3⁻)和亚硝酸盐(NO2)⁻）.这些水既用于饮用，也用于工业和农业消费。用DR 5000分光光度计测定水样中硝酸盐和亚硝酸盐的浓度。患者的信息是从该地区主要转诊医院的胃肠疾病记录中收集的。结果．在这两个研究地区，7月份水中硝酸盐和亚硝酸盐的平均浓度高于其他月份。1区和2区TOC平均浓度分别为2.29±0.012和2.03±0.309。污染物浓度与胃肠道疾病无显著关系．结论．虽然我们没有发现水中亚硝酸盐、硝酸盐和TOC含量与胃肠道疾病的显著相关性，但应该考虑到这些健康危害可能会随着时间的推移而发展，应控制水分含量的质量，以预防不同的疾病。

1.介绍

硝酸盐被认为是世界地下水中最普遍的化学污染物。有机和无机氮源转化为硝酸盐。硝酸盐还原后可生物转化为氮气。公共和私人井水中的硝酸盐污染日益严重，主要是由于商业肥料和废弃物的广泛使用[1］.

地下水不仅用于饮用水，还用于农业和工业消费。在过去的几十年里，人类极大地改变了氮的循环，因此，硝酸盐在水资源中越来越多地积累。在全球范围内，由于氮肥的使用，人类的氮产量自1950年以来显著增加。在农业地区，地下水和私人深井的硝酸盐含量较高。肥料是农业地区最重要的因素;然而，在缺乏集中供水和卫生系统的城市地区，来自人类粪便的氮似乎是一个重要来源[2］.

硝酸盐是溶液形式并是移动的。它可能会在地下水中传播，是最常见的污染物之一，对人类健康的关注之一。它可能有几个健康危害。用硝酸盐饮用水污染可能会增加癌症风险，因为硝酸盐可以减少到亚硝酸盐，并且以下亚硝化反应产生N-亚硝基化合物，尤其是致癌性，并且可以全身作用。建议的硝酸盐的监管限制过于保守。2004年研讨会饮用水硝酸盐和健康评估了硝酸盐暴露和相关的健康影响当前的监管限额。评价硝酸硝酸盐硝酸盐朝内源形成的N-亚硝基化合物的贡献，重点朝向鉴定亚硝化率增加的亚级[3.，4］.

在可能形成n -亚硝基化合物(noc)的条件下饮用硝酸盐和亚硝酸盐被认为可能对人类致癌。饮用水中的硝酸盐完全与尿液中的硝酸盐水平以及内源性亚硝化的生物标志物亚硝基脯氨酸的排泄有关[4］.

硝酸盐含量高的水不适合人类饮用，特别是当其浓度超过世界卫生组织(世卫组织)等卫生当局建议的阈限(50 mg/L)时[5］.

人类对氮循环的改变导致了水体中硝酸盐的持续积累。根据最近的研究，饮用水中的硝酸盐和癌症类型之间存在着重要的关系[3.，5- - - - - -7］.

伊朗的一项研究的化学分析表明，地下水和供水中的硝酸盐含量相当高(从52.3 mg/L到52.69 mg/L)。堆填区部分地下水井的硝酸盐含量超过饮用水标准(每公升50毫克)[8，9］.

越来越多的证据表明饮用水中的硝酸盐水平与胃癌之间存在关系[10- - - - - -12］.

本研究旨在研究两种饮用水源中硝酸盐、亚硝酸盐和TOC的含量，以及硝酸盐和亚硝酸盐水平与某些胃肠道疾病的关系。

2.材料和方法

该横断面研究于2012年2月至6月在伊朗中部的Shahrekord市进行。我们选择该市是因为该地区饮用水井中的硝酸盐含量较高，有许多地下水源，包括约493口深井、321口井、171口深半地下水井和93个泉水。

选取2口位于居民区的水井进行采样和测定TOC、硝酸盐(NO3⁻)和亚硝酸盐(NO2)⁻）.这些水既用于饮用，也用于工业和农业消费。

由于硝酸盐浓度通常全年不变，我们将研究时间限制为5个月，以节省时间和成本。

为测定两孔样品中硝酸盐和亚硝酸盐的含量，共采集18个样品(每孔9个样品)和6个样品(每孔3个样品)进行TOC测定。

2.1。水抽样

取样时，我们使用一公升塑料容器，每瓶装满井水；然后我们把里面的东西都倒了出来，再一次大约900美元 加满1毫升水，以提供足够的空间，以便更好地摇动和混合。

样本在不到3小时内被送到伊斯法罕医学科学大学卫生学院化学实验室，然后在24小时后进行分析。

用波长为220-275 nm的DR 5000分光光度计读取和分析样品的硝酸盐和亚硝酸盐浓度。每个样品重复实验两次。

２.２.使用分光光度计

分光光度计使用指示化合物测定样品中硝酸盐的浓度。采用HACH试剂盒；它包括将预先测量量的指示化合物与50%溶液混合 样品水毫升；然后测量特定波长下的吸收。在混合和延迟反应后，出现一种颜色（对于氮气来说是琥珀色），其黑暗度在分光光度计中测量。通过倾注池装置将样品引入分光光度计，以最小化样品处理产生的光学干扰。

从设备的菜单中选择了公司提供的方案(HACH 357 N硝酸盐UV)。该装置可以用蒸馏水进行校准。用1ml 1n盐酸制备50ml样品，将制备好的样品转移到石英电池中。之后，吸光度被显示出来，我们读取它。

2.3. 亚硝酸盐的测定

用分光光度计(371 N亚硝酸盐LR PP)测定亚硝酸盐浓度。本装置用水样进行校准，然后在10ml水样中加入一包NitriVer 3亚硝酸盐试剂，20分钟后读取吸收率。

２.４.测量TOC

为了测量TOC，样品被转移到伊斯法罕水和污水公司的实验室。

2．5．胃肠病住院记录

患者的信息是从伊斯法罕医学科学大学Al-Zahra医院胃肠病学医疗记录科收集的。有胃肠疾病的病人从沙赫里科德转到这家医院。我们选择这家医院是因为它是该地区胃肠道疾病的主要转诊医院，包括Shahrekord在内的邻近城市的患者都被转诊到这家中心。

2.6. 统计分析

为了进行统计学分析，我们将疾病分为以下四组:(1)胆管疾病;(2)胃疾病;(3)肠道疾病;(四)其他胃肠道疾病。

数据采用社会科学统计软件包20.0版本(SPSS Inc, Chicago, IL, USA)进行分析。数据以平均值和标准偏差表示。各组比较采用One-Sample法t-和Kruskall Wallis测试。显著性水平设为．

3.结果

水样中硝酸盐、亚硝酸盐和TOC的分析结果如表所示1．描述性分析结果显示，2012年7月两个地区的硝酸盐和亚硝酸盐浓度平均值均高于其他月份。

区域1和区域2的TOC平均浓度分别为2.29±0.012和2.03±0.309．

上述疾病的发生频率按编码(1)胆管疾病;(2)胃疾病;(3)肠道疾病;(4)其他胃肠道疾病)分别为47.6%、19%、19%和14.3%。

两个采样区对应的数字如下:区域1：0.25%、0%、50%和25%，区域2:52.9%，23.5%，11.8%，11.8%。

两个城市污染物浓度与胃肠道疾病的关系评价均未显示出显著关系．

4.讨论

本研究旨在评价两个地区水体中亚硝酸盐、硝酸盐和TOC与一些常见胃肠道疾病发生频率的关系。我们没有发现公共供水中的硝酸盐含量与胃肠道疾病之间有任何显著的关联。硝酸盐是消化道癌症病因的证据仍有争议[13］.

我们的发现与之前的一些研究一致。在美国进行的一项为期三年的病例对照研究表明，公共供水中的硝酸盐含量与结肠癌或直肠癌的关系微乎其微，包括平均硝酸盐含量和平均硝酸盐含量升高的年数[14］.芬兰的一项队列研究发现，饮食亚硝酸盐摄入量与胃癌之间没有关联。荷兰的另一项队列研究发现，胃癌风险与五分之一的硝酸盐水摄入量之间没有关联，这是由公共供应水平和自来水摄入量确定的[4］.

另一方面，一些研究表明硝酸盐或亚硝酸盐的含水量与胃肠道疾病呈正相关。一些人体研究揭示了硝酸水与胃肠道中N-亚硝基化合物形成之间的关联。尽管如此，关于N-亚硝基化合物前体与胃肠道癌症风险之间关系的个体研究仍然很少。大多数关于饮用水硝酸盐和胃癌的流行病学研究都是生态学的，结果好坏参半[15］.

2001年的一项生态学研究调查了胃癌死亡率和饮用水硝酸盐含量之间的关系，显示出显著的相关性。这项研究支持了一种假说，即饮用水中高水平的硝酸盐可能与胃癌的发生有关[16］.

在我们的研究中，其中一个地区的水井中硝酸盐浓度夏季高于冬季。夏季，农业活动增加，用水量增加;因此，污水和排水会产生更多的硝酸盐。

泄漏区域附近的这两口井被认为是夏季农田排水废水硝酸盐浓度增加的主要来源。在我们的研究中，硝酸盐、亚硝酸盐和TOC值低于世卫组织建议的标准水平（50、3和3） 毫克/升）。

一些研究表明，增加饮用水中硝酸盐的允许含量对人体健康没有风险。此外，一些内源性致癌N-亚硝基化合物形成率高的人可能容易患上胃肠道癌。鉴于大量实验数据表明硝酸盐在致癌N-亚硝基化合物形成中的作用，以及人群中广泛接触硝酸盐，关于饮用水中硝酸盐可能与癌症风险相关的流行病学数据有限。

在全球范围内，供水中的硝酸盐含量一直在增加;因此，迫切需要更多以人群为基础的、特征明确的暴露研究，以进一步了解与硝酸盐摄入相关的癌症风险[17]鉴于水质对人类健康的重要性[18]，未来的纵向研究应确定接触亚硝酸盐和硝酸盐含水量对不同胃肠道疾病发展的影响。水中硝酸盐和亚硝酸盐含量高可能是因为使用化肥;有关环境和卫生组织应控制这些问题。

4．1.研究的局限性

我们调查的主要局限性在于其横截面性质；因此，不能从我们的发现中推断因果关系，需要进行纵向研究，以测试因果关系和我们发现的临床重要性。

5.结论

虽然我们没有记录水中亚硝酸盐、硝酸盐和TOC含量与胃肠疾病的显著相关性，但应考虑到随着时间的推移，此类健康危害可能会发展，并且应广泛控制水含量的质量，以防止不同的健康危害。

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