孕妇由于孕期较大生理变化极易成为微量元素缺乏或过量的高危人群, 尤其是孕中期由于胎儿功能发育, 快速消耗母体微量元素储备, 极易导致孕妇机体正常活动受阻, 出现异常。 同时低硒地区是多种地方病的高发区。 以地处我国低硒地区的内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗五个乡镇的156名育龄妇女(未孕和孕中期)为研究对象, 采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES) 和原子荧光光谱法(AFS) 研究了未孕和孕中期妇女头发样中铝(Al)、 钙(Ca)、 镉(Cd)、 铜(Cu)、 铁(Fe)、 镁(Mg)、 锰(Mn)、 镍(Ni)、 铅(Pb)、 钒(V)、 锌(Zn)和硒(Se) 12种微量元素的含量水平、 主要的影响因素及硒与其他元素间的相互作用。 结果表明： (1) 所有育龄妇女发样中均存在Se元素缺乏现象, 可能与研究区地处我国低硒带有关; 另外92%, 95%, 35%和60%的妇女分别存在Mn, Fe, Cu和Mg元素缺乏。 建议增加小麦、 巴西坚果、 大蒜、 苹果和柿子等富含Se元素的食物及海产品、 坚果和扁豆等富含Mn, Cu, Mg和Fe食物的摄入。 同时发现80%, 52%和34%妇女分别存在V, Cd和Pb过量的情况。 (2) 孕中期妇女发样中Al, Ca, Cd, Cu, Fe, Pb, V和Se含量均低于未孕组, 可能是由于孕中期胎儿快速生长发育需要更多的营养导致。 (3) 值得注意的是, 未孕妇女头发中Se含量和孕中期妇女发样中Cu含量分别都与年龄呈显著正相关关系, 且所有妇女发样中Ca和Mg均不存在显著相关关系, 可能与Ca/Mg含量比值高于10有关。 (4) 研究区未孕组和孕中期组Cd-Pb, Ni-Pb和Ni-Cd存在显著相关关系, 表明研究区妇女头发中Cd, Ni和Pb元素可能具有相同的暴露源, 并提示该区妇女存在一定的暴露风险。

头发是人体元素的排泄器官之一， 头发中元素含量能反映出一段时间内矿区毒性元素在人体内的吸收和代谢情况。 采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-OES）对某铅锌矿区居民头发中Pb， As， Cd， Ca， Mg， Fe， Zn， Cu， Mn和Sr进行了定量分析， 应用微区X射线荧光（Micro-XRF）和X射线吸收近边结构谱（XANES）测定了头发中的Pb和As等元素微区分布和Pb形态。 研究发现（1）当地部分居民已经受到矿区中Pb， Cd， Cu和Mn等重金属污染的危害。 （2）不同性别群体的生理特征和生活习惯是决定其分布特征的主要因素， 其中女性头发中Pb， Cd， Ca， Mg， Zn， Cu和Sr的平均含量都显著高于男性， 男性头发中的Fe显著高于女性； （3）由于各元素性质、 来源和吸收机制等原因， 矿区居民头发中Ca-Mg-Sr-Zn， Pb-Cd-Cu-Mn， Fe-Mn具有相关性； （4）矿区典型头发样本中Pb和As主要沿头发中轴分布， 从发根至发梢含量有逐渐增多的趋势； （5）头发样品中Pb由4.7%Pb3(PO4)2， 36.8%Pb-GSH和8.4%PbS组成； （6）头发中不溶性磷酸铅、 铅-半胱氨酸巯基结合态是发铅的主要存在形态， 揭示了其为人体铅代谢的主要途径之一。

人类砷暴露可以通过空气、 饮用水和食物等途径。 运用ICP-MS方法分析了四个采样点河曲(Hequ, HQ)、 石嘴山(Shizuishan, SZS)、 中卫(Zhongwei, ZW)和临夏(Linxia, LX)的69份当地居民发样及四个黄河过滤水样的总砷含量, 探究了头发中砷水平在不同性别及年龄中的差异, 并对发样中砷与水样中砷的相关性进行了分析。 人发样品采用微波消解方法进行前处理, 消解效果良好。 结果表明, 该方法准确度及精密度良好, 回收率为90.1%～101.9%, RSD值为2.9%～4.2%。 结果显示, 该研究地区居民发样砷含量范围为0.01～1.73 μg·g-1, 平均值为0.33 μg·g-1, 不同采样点的砷含量顺序为ZW>HQ>LX>SZS。 Kruskal Wallis检验显示该文中不同采样点发样砷含量存在显著性差异(p=0.010), 说明研究地区的生活区域对居民发样砷含量具有影响, 而不同性别(p=0.158)和不同年龄(p=0.159)组居民发样砷含量无明显差异, 但男性发砷平均值含量高于女性, 不同年龄组间呈现发样砷含量随年龄增大而下降的趋势。 与文献相比, 该研究发样砷含量较高于多数地区而明显低于地方性砷中毒区域。 黄河水样中砷含量范围为2.31～10.41 μg·L-1。 与黄河下游等地区相比砷含量较高, 但未超出地表水环境Ⅲ类标准。 Pearson相关性系数表明, 水中砷元素与铅、 铜、 铬、 镉等元素均具有相关性, 与人发砷含量具有显著正相关。 总之, 采样点附近居民具有较高砷暴露风险, 且该风险可能来自于工农业排放。 研究结果为甘宁蒙等西北民族地区重金属污染研究提供实验数据和理论依据。

使用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和原子荧光光谱法(AFS)分别对内蒙古自治区兴和县180名农村育龄妇女头发中21种矿物元素(铝, 硼, 钡, 钙, 镉, 钴, 铬, 铜, 铁, 镁, 锰, 钼, 镍, 铅, 硒, 硅, 锡, 锶, 钛, 钒和锌)的含量及年龄、 生育史及饮食习惯等对其产生的影响进行了研究。 结果表明, 大多数矿物元素(硼, 镉, 铬, 钴, 铜, 铁, 镁, 锰, 钼, 镍, 铅, 硒, 硅, 锡, 锶, 钛, 钒和锌)含量从青年组(18～29岁)到老年组(40～45岁)依次减少, 而中年组(30～39岁)的钙, 镁, 锰、 铅的含量最低。 生育二胎的妇女钙, 镁, 锰, 钼, 镍, 铅, 锡, 锶和锌含量最低, 这可能与生育次数的增加有关, 相关性分析证实钙, 铅和锡与生育史有显著性相关。 此外, 饮食习惯也会影响头发中矿物质元素的含量。 经常食用酸菜会导致锌, 铁, 铜, 锰, 锶含量水平较低, 但钼, 铅和硒含量水平较高。 而且, 锌和硒含量随肉类摄入频率增加而增加。 规律性摄入蔬菜会增加硅的含量。 同时, 经常食用水果会增加锰, 镍和钛的含量水平。 因此, 该研究为解决不均衡饮食习惯盛行的农村地区生育和妇女健康提供基础数据和有用的信息。

近年来育龄妇女矿物质缺乏的风险增加, 特别是农村地区妇女。 研究使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和原子荧光光谱法(AFS)测定内蒙古乌兰察布市兴和县健康育龄妇女头发中21种元素含量(Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, Mn, Cr, Ti, B, Co, Mo, Si, V, Ni, Cd, Al, Pb, Ba, Sr, Sn和Se)。 结果显示, 21个元素的浓度水平明显地不同于文献报道的平均水平。 育龄女性存在微量营养素缺乏和有毒元素明显过剩的现象。 当地矿产及土壤种类导致镁和铝的含量较高而硒含量较低。 通过相关分析和逐步多元回归分析研究了元素间的相互作用, 性质相似的金属元素具有显著的相互作用, 且最强的是镁与钙、 铬与硼、 硅与铅、 锰与铅、 铁与锰。 研究地区镉、 铅没有显著的相关作用, 这可能与工业暴露少有关。 同时其他因素也影响元素在人体内的代谢水平。 多元回归分析发现: Ca＝f(Mg, Se)(Se为负相关, β<0), Fe=f(Cu, Mn, Ti), Zn=f(Ca, Se, Fe, Ni)(Fe, Ni为负相关, β＜0), Cu=f(Pb, Fe, Cd), Al=f(Mg, Pb), Se=f(Zn, Cr, Ca)(Ca为负相关, β＜0)。 这些参数可以用于研究生物体内不同元素之间的关系。 聚类分析法进一步对不同元素的来源进行分类, 结果表明该地铅暴露主要来源于自然环境。 研究结果将为改善农村地区育龄妇女宏观和微量元素水平提供可靠的依据, 同时, 也有助于制定更有效的提高妇女生殖健康和妊娠结局的策略。

生活中, 日光中的紫外辐射是导致头发光老化/光损伤的重要环境因素。 长时间光照可使染发和天然发出现包括颜色褪变在内的退行性变化。 以中老年人的自然灰发为样本来源, 通过分离和人工漂染处理, 获得了包括自然发色、 漂白和染黑的六种头发类型, 经过UVA(320～400 nm)紫外光老化, 采用漫反射光谱、 三维荧光光谱和衰减全反射傅里叶变换红外光谱对头发纤维的老化特征进行无损分析, 结合头发中光产生过氧化氢的定量分析, 探讨了不同发色和漂染处理对头发耐光性的影响。 结果表明, UVA辐照可通过Ⅱ型电子转移机制诱导头发中的光敏基团产生过氧化氢, 导致纤维表面蛋白和色素分子的光氧化降解。 自然发色与漂染发在光老化中的颜色变化不同: 灰发和白发主要发生光黄化, 人工染发和漂白发分别发生光褪色和光漂白。 高湿度环境能加速头发的光降解。 化学漂染处理会使头发中的光致过氧化氢水平升高, 使纤维处于较高的氧化压力从而影响头发的光稳定性; 而头发中的黑色素分子, 包括天然黑色素和染发剂的人工黑色素, 可能具有自由基产生与清除双重性。 研究结果为建立中国人头发光损伤的光谱学评价方法和进一步研发针对国人发质的染护发产品提供了重要的实验基准数据。

头发中的重金属含量可以反映出人体健康的变化。提出了运用高光谱数据检测头发中重金属元素铬含量的方法。对头发的透射率波长曲线进行了包络线消除、吸收特征参量化等处理。以化学检测的铬含量作为标准数据，化学检测精度可达90%以上。然后训练人工神经网络，通过调节网络的隐含层层数、结点数和激活函数来优化模型。实验计算表明，隐含层层数为1，结点数为7或9的人工神经网络的预测效果较好。利用统计实验结果对人工神经网络的内部精度和外部精度进行评价。人体头发中铬的敏感波段为1380 nm～1550 nm、1880 nm～2100 nm、2120 nm～2210 nm；训练后的神经网络预测的均方根误差为13%，精度达87%。实验结果表明，应用高光谱技术可以快速无损地检测人体头发中的重金属元素铬的含量。

头发中的元素与人的饮食和健康状况有关, 对头发中元素的分析, 不仅可用于刑事物证鉴别, 还可为疾病的预防和治疗提供依据, 因此, 如何检测头发中元素分布等信息倍受人们关注。 本文利用基于毛细管X光透镜和实验室普通X射线光源的共聚焦微束X射线荧光技术对单根头进行了无损扫描分析, 分析了单根头发中元素的空间分布。 在该毛细管X光透镜共聚焦微束X射线荧光技术中, 毛细管X光会聚透镜的出口焦斑和毛细管X光平行束透镜的入口焦斑处在共聚焦状态, 从而形成共聚焦微元, 探测器只能探测到来自该共聚焦微元中的X射线信号, 降低了背底信号对X射线荧光谱的影响, 从而有利于提高该共聚焦X射线荧光技术的分析精度。 该共聚焦技术中采用了具有高功率密度增益的毛细管X光会聚透镜, 降低了该共聚焦X射线荧光技术对X射线光源功率的要求, 从而保证了该共聚焦技术可以采用实验室普通X射线光源, 降低了实验成本。 实验表明, 毛细管X光透镜共聚焦微束X射线荧光技术在单根头发元素分布检测中具有应用价值。

应用等离子体发射光谱仪(ICP-OES)法测定了内蒙古饮茶型氟中毒病区锡林浩特市有长期饮砖茶习惯的蒙古族牧民以及对照组(不饮砖茶的汉族居民)的发和尿中Ca, Mg, K, Al, P, Cu, Zn, Fe等八种生命元素的含量。 标准物质测定结果满意, 方法精密度介于2.32%到8.03%之间。 通过人发和人尿样品的测定, 发现长期饮砖茶人群的发铝、 发镁、 发钾明显高于对照组(P<0.05), 尿铝、 尿钙也显著高于对照组, 而尿钾低于对照组(P<0.05)。 表明长期饮用砖茶会影响体内Al和Ca等生命元素的代谢, 其机理需进一步深入研究。