大連地區(qū)貝類中鉛和鎘對人體健康的潛在風(fēng)險評價

王 璐 許 巖丁 勇 陳文博 尚宏鑫 楊婷婷

（大連市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站，遼寧大連 116023）

貝類是中國重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種，其海水增養(yǎng)殖已成為沿海地區(qū)重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。貝類具有獨特的生理特性，其濾食性攝食方式可以將水體、浮游植物及其他有機碎屑中的環(huán)境污染物累積到體內(nèi)，且富集能力、耐受性強，同時其移動性差、區(qū)域性強、生活方式固定，特別容易受到周圍生活環(huán)境的影響，因而其質(zhì)量安全與其生長環(huán)境有著密切關(guān)系。加之品種繁多、生物特性各異以及環(huán)境污染物種類復(fù)雜，導(dǎo)致質(zhì)量安全風(fēng)險增加。隨著城市工業(yè)化發(fā)展、城市規(guī)模擴大、原油運輸、海上鉆井平臺建設(shè)，人類海上活動日益頻繁，導(dǎo)致環(huán)境污染增加，嚴(yán)重影響貝類棲息環(huán)境，尤其重金屬污染，不僅分布范圍廣、殘留時間久，同時其存在多形態(tài)間轉(zhuǎn)化等特性，極易通過食物鏈向高級生物傳遞，加劇了貝類中重金屬安全風(fēng)險，對食用人群生命健康安全造成威脅，也影響消費意愿及產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國際市場競爭力[1-4]。目前，在國際上已引起高度重視，相關(guān)研究越來越多，其中就包括貝類重金屬富集因素和蓄積特性的研究，但其機理還尚不明確。從確保食用安全考慮，重點監(jiān)控環(huán)境污染對貝類中重金屬的影響、重點關(guān)注受重金屬影響較大的品種以及評估其食用安全風(fēng)險并推動限量標(biāo)準(zhǔn)制定尤為重要，需加大關(guān)注力度[5-8]。

文章以大連地區(qū)5種常見的貝類為研究對象，包括菲律賓蛤仔、蝦夷扇貝、櫛孔扇貝、貽貝、牡蠣，針對其可食用部分及其養(yǎng)殖海水中重金屬Pb、Cd的含量狀況進行測定分析，評價貝類重金屬污染情況及人類食用潛在健康風(fēng)險，并為合理控制重金屬污染和保障海洋產(chǎn)品食用安全提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

根據(jù)大連地區(qū)貝類主要養(yǎng)殖區(qū)域及生產(chǎn)季節(jié)，分別在各養(yǎng)殖區(qū)隨機對貝類進行采樣，同時采集其養(yǎng)殖海水，按照《海洋監(jiān)測規(guī)范 第3部分：樣品采集、貯存與運輸》（GB 17378.3—2007）進行采集[9]。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理。為避免樣品污染，試驗過程中取樣及碎樣等工具及器皿均需進行消毒處理后使用[10]。貝類樣品可食用部分用醫(yī)用不銹鋼刀取出后搗碎混勻，準(zhǔn)確稱取2 g（精確到0.001 g）糜狀鮮樣置于烘箱內(nèi)60℃條件下干燥48 h至恒定干重，計算含水率、干重與鮮重。烘干樣品用HNO3-HClO4消化，冷卻后定容，混勻，待測[11]。

養(yǎng)殖海水方法按照《海洋監(jiān)測規(guī)范 第4部分：海水分析》（GB 17378.4—2007）進行處理[12]。

1.2.2 測定方法。按照《海洋監(jiān)測規(guī)范 第4部分：海水分析》（GB 17378.4—2007）[12]采用石墨爐原子吸收光譜法測定貝類與養(yǎng)殖海水中Pb、Cd的含量。

1.3 污染指數(shù)評價方法

1.3.1 單因子污染指數(shù)法。單因子污染指數(shù)法是將實測數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比后進行污染分類評價[13]，計算公式如下：

式（1）中，Pi、Ci、Si分別表示第 i項污染因子的污染指數(shù)、實測數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。當(dāng)Pi＜0.2時，表明處于正常濃度范圍；當(dāng)0.2≤Pi≤0.6時，表明處于輕污染水平；當(dāng) 0.6＜Pi＜1.0 時，表明處于中度污染狀態(tài)；當(dāng)Pi≥1.0，表明已處于重度污染[14]。

1.3.2 金屬污染指數(shù)法。采用金屬污染指數(shù)（XMPI）對貝類中重金屬含量進行綜合評價[15]。計算公式如下：

式（2）中，Cn表示第n項污染因子的濃度值。

1.4 金屬攝入量及對健康造成的風(fēng)險評價

本研究通過重金屬每周評估攝入量（EWI）[16-17]來評估該地區(qū)居民從貝類中攝入的重金屬量，計算公式如下：

式（3）中，c表示金屬離子濃度；FIR表示攝食率，根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為9.8 g/d；BW表示體重，為60 kg[17]。世界衛(wèi)生組織制定Pb和Cd每周允許攝入量為25 μg/kg bw和7 μg/kg bw。

研究同時通過危害商數(shù)法（THQ）評價暴露于污染物中對人體健康產(chǎn)生的風(fēng)險水平，該方法以烹飪前后污染物含量未發(fā)生改變?yōu)榧僭O(shè)前提，利用人體攝入與標(biāo)準(zhǔn)污染物限比值作為評價標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)危害商數(shù)總和小于1時，說明暴露人群沒有明顯食用風(fēng)險，反之，則存在風(fēng)險[18]。計算公式如下：

式中，EF表示暴露頻率，為365 d/年；ED為暴露年限（70年）；RFD表示口服參考劑量，Pb和Cd分別為 4×10-3mg/（kg bw·d）和 1×10-3mg/（kg bw·d）；TA為非致癌源的平均暴露時間，為365 d/年×ED）。

1.5 產(chǎn)地水質(zhì)評價

養(yǎng)殖海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求及產(chǎn)地環(huán)境評價方法，以及對嚴(yán)格控制環(huán)境指標(biāo)Pb和Cd的評價按照《無公害食品 海水養(yǎng)殖用水水質(zhì)》（NY 5052—2001）[19]和《無公害農(nóng)產(chǎn)品 產(chǎn)地環(huán)境評價準(zhǔn)則》（NY/T 5295—2015）[20]中相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

嚴(yán)格控制環(huán)境指標(biāo)采用單項污染指數(shù)法進行評價，計算式同式（1）。當(dāng)Pi≤1時，表明嚴(yán)格控制環(huán)境指標(biāo)未超標(biāo)；當(dāng)Pi＞1時，嚴(yán)格控制環(huán)境指標(biāo)有超標(biāo)，判定為不合格。其中海水養(yǎng)殖用水Pb和Cd的評價標(biāo)準(zhǔn)值分別為0.05 mg/L和0.005 mg/L。

2 結(jié)果與分析

2.1 海洋生物中重金屬含量

參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）[21]中相關(guān)重金屬限量要求。5種貝類重金屬Pb、Cd含量測定結(jié)果及合格情況見表1、2，均符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（Pb≤0.5 mg/kg，Cd≤2.0 mg/kg），未超標(biāo)，重金屬風(fēng)險相對可控。

表1 各貝類中Pb、Cd含量 單位：（mg·kg－1）

表2 各貝類中Pb、Cd合格情況

對于Pb，不同貝類含量之間跨度較小，含量范圍為 N.D.～0.44 mg/kg，符合海洋環(huán)境中 Pb 濃度處于較低水平的結(jié)果[22]。

對于Cd，不同貝類含量之間差異性較大，含量范圍為 0.10～1.3 mg/kg，均值為 0.43 mg/kg，Cd 含量較高的是櫛孔扇貝和蝦夷扇貝。貝類富集重金屬的能力已經(jīng)被很多研究者報道[23－25]。有文獻(xiàn)指出貝類金屬含量和其所處營養(yǎng)級并不相關(guān)，而是取決于其生理特性以及金屬的生物功能[26]。有學(xué)者提出生物體內(nèi)絕大多數(shù)Cd的存在和細(xì)胞中溶酶體及細(xì)胞溶質(zhì)蛋白有關(guān)，這2種蛋白在生物體對Cd存儲和解毒過程中起著關(guān)鍵作用[27]。還有專家指出，和其他水生生物一樣，某些貝類不能很好地對體內(nèi)Cd含量進行調(diào)節(jié)，從而造成富集[28]。其中扇貝對鎘具有蓄積特異性，是制約產(chǎn)品安全性的主要因素之一。貝類質(zhì)量安全工作廣受關(guān)注，推動了《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2012）的制（修）訂。 從2012年開始，對雙殼貝類等中Cd的檢測采用去除內(nèi)臟的特別規(guī)定，限量≤2.0 mg/kg[29]，但本文結(jié)果水平依舊符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 貝類重金屬污染程度評價

5種貝類采用單因子污染指數(shù)法評價重金屬污染程度，并利用重金屬污染指數(shù)法比較重金屬污染程度差異，評價結(jié)果如表3所示。對于Pb，所有貝類中含量處于正常濃度值范圍內(nèi)。對于Cd，貝類樣品中蝦夷扇貝、櫛孔扇貝、牡蠣中含量處于輕污染水平，菲律賓蛤仔、貽貝含量處于正常濃度值范圍內(nèi)。由XMPI計算結(jié)果可知，各種海洋生物富集重金屬Pb、Cd的能力大小順序為櫛孔扇貝＞牡蠣＞蝦夷扇貝＞貽貝＞菲律賓蛤仔。

表3 各貝類重金屬單因子污染指數(shù)（Pi）與重金屬污染指數(shù)（XMPI）

2.3 重金屬攝入對健康造成的風(fēng)險評價

人類暴露于化學(xué)污染物中的重要途徑包括攝食貝類[30]，由此引發(fā)的安全風(fēng)險問題亟待探究。由表4可以看出，食用貝類Pb、Cd的每周評估攝入量和危害商數(shù)分別是 Pb 0.061～0.228 μg/kg bw 和 Cd 0.297～0.947 μg/kg bw，皆低于世界衛(wèi)生組織制定量。相應(yīng)危害商數(shù)都小于1，說明暴露人群沒有明顯的健康風(fēng)險。

表4 食用貝類Pb、Cd每周評估攝入量和危害商數(shù)

2.4 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及其評價

由表5可以看出，Pb、Cd污染物單項污染指數(shù)均小于1，表明養(yǎng)殖海水符合無公害食品海水養(yǎng)殖用水質(zhì)量要求。

表5 海水養(yǎng)殖用水Pb、Cd監(jiān)測結(jié)果

3 結(jié)論與討論

文章以大連地區(qū)5種經(jīng)濟價值高且比較常見的貝類為研究對象，針對其可食用部分及其養(yǎng)殖海水中重金屬Pb、Cd的含量狀況進行測定分析，評價該地區(qū)貝類重金屬污染情況及人類食用潛在健康風(fēng)險，并為合理控制該地區(qū)重金屬污染提供參考。試驗結(jié)果表明，所采集的樣品中重金屬Pb、Cd測定含量均符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，未超標(biāo)。重金屬污染指數(shù)評價結(jié)果表明，所有貝類中Pb含量處于正常濃度值范圍；貝類樣品中蝦夷扇貝、櫛孔扇貝、牡蠣中Cd含量屬于輕污染水平，菲律賓蛤仔、貽貝Cd含量處于正常濃度值范圍內(nèi)。XMPI計算結(jié)果表明，各種貝類富集重金屬Pb、Cd的能力大小順序為：櫛孔扇貝＞牡蠣＞蝦夷扇貝＞貽貝＞菲律賓蛤仔。從人類食用潛在健康風(fēng)險角度看，Pb、Cd每周評估攝入量均低于世界衛(wèi)生組織制定的人類暫定每周允許攝入量，且危害商數(shù)均小于1，說明暴露人群沒有明顯的非致癌健康風(fēng)險。