碘元素是人体维持正常生命活动所必须的微量元素，碘摄入量不足或过量都可能引起不同类型甲状腺类疾病发生。地下水作为许多地区重要的饮用水来源，其中的碘元素含量及其形态与当地公共健康关系密切。中国曾是全球外环境碘缺乏（水碘中位数<10μg/L）最严重的国家之一，碘缺乏病曾在全国范围内广泛流行。随着上世纪九十年代食盐加碘政策的推广，居民碘缺乏（尿碘中位数<100μg/L）的情况得到了较大改善，而由水源性高碘（水碘中位数>100μg/L）导致的碘过量疾病引起了更多关注。虽然我国食盐的碘强化量已经历过三次调整，从1995年推行之初的大于20mg/kg逐步更改为各省份根据本地区人群实际碘营养水平选择20mg/kg、25mg/kg或30mg/kg的标准，但中国幅员辽阔，人口众多，不同地区间的自然环境、社会条件、饮食习惯存在诸多差异，饮用水碘含量及赋存形态等因素对区域控碘政策的优化具有重要影响。如何准确反映大尺度地下水碘元素空间分布的异质性，科学评价其健康风险，已成为居民碘营养水平合理调控面临的重要挑战。
北京大学环境科学与工程学院倪晋仁课题组于2022年11月29日以“Deficiency and excess of groundwater iodine and their health associations”为题，在Nature Communications在线发表论文，首次在大陆尺度上将地下水碘环境监测、甲状腺疾病流行病学调查方法结合开展健康风险评估，揭示了高碘和低碘区域优势碘形态与典型甲状腺疾病类型的响应关系，构建了地下水碘元素“环境赋存-饮用摄入-人体代谢-实际患病-风险预测-防控措施”的健康风险全链条研究范式，减少了地下水碘健康风险评估的不确定性，提出了因地制宜的优化供碘建议。
课题组基于来自中国七大地质环境分区686口地下水标准监测井（包括575口新建井和111口改建井）的第一手环境监测数据，揭示了地下水中碘元素及其主要赋存形态（I^-、 IO₃^-、有机碘）的空间分异规律。研究表明，中国地下水中碘元素整体上呈现自西向东沿“三级阶梯”地势下降而逐渐增加的趋势（图a），还原态I^-为碘过量条件下的优势形态，氧化态IO₃^-和有机碘在碘缺乏条件下的比例较高（图b）。华北平原受到海水入侵、地下水超采等自然和人为因素的综合影响，成为高碘地下水的集中分布区域。

中国地下水碘元素空间分异及其环境健康响应：(a)总碘含量空间分布(b)碘形态空间分布(c)优势碘形态与典型甲状腺疾病类型响应关系
课题组将全国地下水碘监测结果、地下水碘摄入贡献比例与中国甲状腺疾病流行病学调查的同期数据结合，建立了地下水碘含量与居民尿碘含量之间的关系，揭示了碘摄入与碘代谢之间的联系，指出饮用高碘地下水是影响居民碘营养水平的重要因素。他们进一步结合甲状腺特征性疾病患病率，指出在高水碘地区，I^-可能与亚临床性甲状腺功能减退有关；在低水碘地区，IO₃^-对甲状腺结节等疾病风险的影响表现出高度的不确定性。综合考虑饮水、摄食、碘盐等多种因素，课题组预测了典型情景下不同饮食结构中碘摄入的健康风险，提出了“碘总量分区、碘形态分质、饮食盐综合”的差异化碘供给策略，为居民碘营养水平调控和地下水碘安全标准制定提供了科学依据。
这项研究得到了国家自然科学基金委创新研究群体项目(No. 51721006)、国家自然科学基金重大研究计划集成项目(No. 92047303) 的资助；得到了福建农林大学、南方科技大学的大力支持。研究过程中得到了中国医科大学滕卫平教授及其研究团队的宝贵帮助。倪晋仁为论文通讯作者，倪晋仁课题组博士生马若绮（现为北京大学与水利部水利水电规划设计总院联合培养博士后）为论文的第一作者。