人体可经由呼吸道直接吸入污水回用过程中形成的气溶胶,污水中残留的有毒有害物质也可由饮水、食物和皮肤进入人体,经血液和组织液作用于呼吸系统。但很少有针对污水呼吸道健康危害的研究。本研究的目的是研究排水对呼吸道的毒性效应特征、潜在毒理机制和体外毒性评估方法。呼吸道上皮细胞是污染物损伤呼吸系统的首要靶细胞,本研究利用健康人呼吸道上皮细胞（normal human bronchial epithelial cell,NHBE）作为体外毒理学模型,选取我国北方4个采用活性污泥法的二级污水处理厂、1个三级污水处理厂和1个湿地公园,评估其排水的综合毒性效应,进一步探索了3D类呼吸道模型的构建。主要内容和结果如下:（1）采用细胞毒性表征水样的一般毒性,氧化应激、炎症因子以及粘蛋白分泌表征水样对NHBE的亚致死效应。二级、三级污水处理和湿地生态修复技术的进水在相对富集倍数（relative enrichment factor,REF）1-10范围内的细胞毒性呈剂量依赖性升高,排水（REF1-14）未产生显著的细胞毒性。在无细胞毒性浓度（REF3.3）下,二级污水厂和湿地进水均显著诱导了细胞内丙二醛（malondialdehyde,MDA）的产生。二级、三级处理和湿地修复技术作用下MDA含量分别比进水效应低50.2%、18.0%和19.6%。排水呈剂量依赖性诱导白介素6（interleukin-6,IL-6）水平提升,且氧化损伤是细胞炎症的重要原因。（2）排水综合毒性与理化参数及有机微污染物（organic micropollutants,OMPs）的相关性分析表明,化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）和OMPs总浓度均与细胞毒性显著正相关。正二十三烷、十六（烷）酸、硬脂酸（十八烷酸）、正十二烷醇、邻苯二甲酸二甲酯和芴的浓度与水样的细胞毒性显著正相关。邻甲基苯酚和菲的浓度与细胞内MDA含量显著正相关。相关OMPs可能是排水对NHBE毒性的重要致毒因子。（3）在2D细胞毒理学模型基础上进一步构建3D类呼吸道模型,经14天培养细胞自组织形成具有明显内腔的球形并分泌粘蛋白,表明构建的支气管球具有呼吸道的基本特征—管腔结构,并具备一定的呼吸道功能。2代细胞在3000-30000 cells/cm~2接种密度下支气管球的集落形成率（colony formation efficiency,CFE）在5.3%-7.8%范围内,直径在74.1-182μm范围内。7500 cells/cm~2接种密度下,CFE和支气管球尺寸最大。随细胞代际增加,支气管球形成的CFE和尺寸下降。综上,排水对NHBE产生氧化损伤和炎症效应,并评估了二级、三级处理以及湿地生态修复技术的毒性削减效率,进一步探索了3D类呼吸道模型的构建。研究结果为排水的呼吸健康风险评估提供科学依据和人体健康相关的体外评估方法。