空气采样手环，筛选数十万种化学物质

低收入和中等收入国家的儿童经常接触到更高水平的化学物质，更容易受到空气污染对健康的影响。在分子水平上，人们对空气中化学物质暴露的多样性、毒性和动力学知之甚少。作为 venda 母亲和婴儿健康检查以及他们的环境（vhembe）的一部分，研究人员开发了一个工作流程，采用最先进的可穿戴被动采样技术（采样手环）与高分辨率质谱仪相结合，全面测量南非林波波市 147 名儿童接触空气中化学物质的情况。

手环由gerstel的pdms吸附质子组成

参加研究的团体：

• 耶鲁大学公共卫生学院环境健康科学系

• 美国环境保护署研发办公室计算毒理学和暴露中心

• 南非比勒陀利亚大学可持续疟疾控制研究所和比勒陀利亚大学卫生系统与公共卫生学院

• 加拿大麦吉尔大学医学院流行病学、生物统计学和职业健康系

上图为整个研究区域的地图和图像。研究参与者来自南非林波波省的 vhembe 区 (a)。示例显示研究区域的道路旁遗留垃圾 (b)、研究参与者家内外残留农药的应用 (c)、柴油车辆的可见尾气排放 (d)、导致区域空气质量差的燃烧事件 (e)，以及该地区典型的以生物质、塑料和其他垃圾为燃料的炉灶 (f)。fresh air 腕带用于对研究参与者 (g) 进行个人暴露评估。腕带由一个 ptfe 室组成，该室包含3个pdms搅拌吸附棒，可被动吸收空气中的污染物。

采样后的pdms搅拌吸附棒通过gerstel热脱附系统解吸

检测到 637 次环境暴露，其中许多从未在该人群中测量过；在这 50 种引起关注的空气传播化学物质暴露中，检测到了农药、增塑剂、有机磷酸盐、染料、燃烧产物和香精。腕带中检测到的杀菌剂包括 p,p'-二氯二苯基三氯乙烷 (p,p'-ddt)、p,p'-二氯二苯基二氯乙烷 (p,p'-ddd)、p,p' 二氯二苯基二氯乙烯 (p,p'-dde)、残杀威、胡椒基丁醚和三氯生。评估期间的暴露量不同，27% 的检测到的化学物质在雨季或旱季观察到更高或更低。

上图为在南非儿童中检测到的 46 种化学品暴露在以下优先列表：norman 潜在持久性、移动性和有毒 (pmt) 物质（269 种化学品），norman 欧洲食品安全局 (efsa) 优先物质（178 种化学品），从有毒物质控制法案化学品 (tsca) 物质清单、epa 有毒物质释放清单 (tri) 中选出的 20 种高优先级化学品，其中列出了 677 种对人类健康有急性或慢性影响的化学品，有毒物质管理局物质和疾病登记处 (atsdr)，其中列出了 200 种被认为对人类健康有毒的化学物质，以及明尼苏达州卫生局高度关注和优先化学品清单，该清单是根据无毒儿童 (tfk) 法案（1,643 种健康化学物质）建立的关注，尤其是弱势群体）。其他缩写词：p,p' 二氯二苯基三氯乙烷 (p,p'-ddt)、p,p' 二氯二苯基二氯乙烯 (p,p'-dde)、三(2 羧乙基)膦 (tcep) 和三(2-氯异丙基)磷酸酯 ( tcpp）。*请注意，提供了化学品的常见来源/用途，但这些不是这些化学品的唯一来源，也可能不是该人群中这些化学品的主要来源。

上图为35 种潜在令人担忧的化学品。这些受关注的化学暴露基于两个或多个优先列表和/或预测急性毒性最高的前10种化合物（吸入、皮肤）、眼部刺激和致癌性。显示了归一化的转化相对丰度。 

研究表明 fresh air 腕带是一种低成本技术，可用于被动捕获空气中的污染物， 能够测量部分化学暴露量。这项工作突出了南非农村地区儿童接触到的一系列化学品。将该技术与最先进的气相色谱高分辨率质谱法相结合，可以筛选数十万种化学物质，以确定不同人群中的预期和意外暴露。

本文的图片均来自

assessing the external exposome using wearable passive samplers and high-resolution mass spectrometry among south african children participating in the vhembe study. jeremy p. koelmel, elizabeth z. lin, kayley delay, antony j. williams, yakun zhou, riana bornman, muvhulawa obida, jonathan chevrier, and krystal j. godri pollitt. environmental science & technology 2022 56 (4), 2191-2203.

doi: 10.1021/acs.est.1c06481