铅在 19 世纪末的美国基础设施中被广泛使用，从供水管道到油漆。尽管健康风险已有充分记录，但美国直到 1978 年才禁止含铅油漆，1986 年才禁止铅制水管。即使在这些禁令之后，现有的铅管仍在使用；据估计，全国范围内仍有约 920 万条铅管在使用中。

当地下水的 pH值较低或矿物质含量较低时，会腐蚀管道，导致铅污染饮用水。为解决此问题，美国环保署制定了《铅与铜法规》，要求当铅浓度超过 15 微克/升时进行监测并采取纠正措施。2024 年 10 月，该法规得到加强，强制要求在 10 年内更换大多数铅管，并将行动水平降低至 10 微克/升。然而，联邦资金仍不足以满足全国范围内的更换需求，这可能会延误合规进程并延长暴露风险。

2016 年，美国约有 59 万名 1 至 6 岁的儿童血铅水平升高。先前研究表明，儿童比成人吸收更多的铅。即使是低水平暴露也会导致智商降低、运动技能和记忆力变差、注意力不集中、脑容量减少，严重时还会导致脑损伤。必须指出，任何程度的铅暴露都不安全。

铅暴露对居住在老旧住房中的少数族裔和低收入社区的影响尤为严重。非西班牙裔黑人儿童血铅水平升高的可能性是白人儿童的 2.8 倍。使用私人地下水井的儿童风险更高，因为这些不受监管的水井未经适当检测可能含有更高的铅含量，且不受联邦饮用水法规的约束。

低pH值以及地下水中钙、镁、铁、钠等金属浓度的降低，会增加水的腐蚀性，导致从腐蚀管道中摄入更多的铅。尽管多项研究表明地下水化学特性影响铅暴露，但当地水质条件与社会经济因素之间的关联尚不清楚。识别关键化学成分有助于在受影响社区制定有针对性的干预措施。

本研究整合了多来源数据，以调查美国 22 个依赖地下水作为公共饮用水源的州、1104 个县中，30 种地下水化学成分浓度与儿童血铅水平升高发生率之间的关系。

县级水源数据来自美国疾控中心的氟化水报告系统。72 个月以下儿童的铅暴露数据（2012-2017 年）来自美国疾控中心的儿童铅州级监测数据。地下水质量数据来自美国地质调查局地球化学数据库，该数据库包含来自 12.4 万口水井的化学数据（1901-2013 年）。

研究将地下水化学特性作为管道腐蚀和铅释放的上游驱动因素进行考察，而非直接衡量自来水暴露水平，因为认识到供水部门通常通过处理来改变水化学特性。来自 2021 年美国社区调查的县级协变量包括失业率、家庭收入中位数、高中以下学历成年人的百分比以及 0-17 岁儿童贫困率。

分析数据显示了所选地下水化学指标的中位值，包括 pH值 7.3、碱度 206 毫克/升、碳酸氢盐 243 毫克/升、溶解氧 3.1 毫克/升、总溶解固体 360 毫克/升、硒 0.5 微克/升、铜 2 微克/升以及研究中报告的砷 1 毫克/升。

在主要的加权回归分析中，地下水中砷、铜、溶解氧和硒的较高浓度与儿童血铅水平升高显著相关。相比之下，pH值、钙、铁和碳酸氢盐则显示出较小且不显著的负相关。

地下水铅含量本身与血铅水平无显著关联。大多数受测离子也未显示出显著关联。在某些敏感性分析中，县级层面的钙、铁和铅平均浓度与较低的血铅水平相关。

贝叶斯核机器回归分析发现，钙、锂和碱度具有较高的后验纳入概率，但对儿童血铅水平的估计影响极小。硒显示出中等的纳入概率，影响估计值接近零。敏感性分析表明，在主分析中显著的离子结果不一致，而不显著的离子则结果一致。

在对缺失值进行填补后，pH值升高与较低的血铅水平相关。在大多数分析中，地下水铁和铅浓度与血铅水平降低相关。大多数化学物质的影响可忽略不计，且无统计学意义。

地下水化学特性在县级层面与儿童铅暴露相关，尽管某些关联的程度和方向取决于如何处理缺失的血铅数据。

在主分析中，较高浓度的砷、铜、溶解氧和硒与血铅水平升高相关，其中硒的影响最强。传统的保护性指标，如 pH值、碱度和钙，在不同模型中的关联性不一致。

地下水铅本身与血铅水平无显著关联，作者认为这可能反映了水处理实践和腐蚀动力学使得水源水中的铅与自来水暴露脱钩。作为一项生态学分析，这些发现并不意味着个体层面的风险。

这些结果凸显了在脆弱社区进行定期地下水监测的必要性，同时需要制定有针对性的腐蚀控制和处理策略，并对具有促腐蚀水文地球化学条件升高的地区进行干预，同时也强调了审慎解读结果的重要性。

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