廈門(mén)市售貝類(lèi)中重金屬鎘含量分析與評(píng)價(jià)

林功師

(廈門(mén)市海洋與漁業(yè)研究所，福建 廈門(mén) 361008)

貝類(lèi)因味道鮮美營(yíng)養(yǎng)豐富，具有高蛋白、低脂肪、必需脂肪酸含量豐富、肉質(zhì)細(xì)膩、營(yíng)養(yǎng)更容易被人體吸收等特點(diǎn)，滿(mǎn)足了人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的飲食要求，尤其是沿海城市，貝類(lèi)產(chǎn)品更是市民日常最喜愛(ài)的菜肴之一，各種貝類(lèi)產(chǎn)品正在成為人們餐桌消費(fèi)的常見(jiàn)品種[1-3]。但是，近幾年來(lái)，水產(chǎn)品重金屬含量超標(biāo)信息屢現(xiàn)報(bào)道，已經(jīng)引起人們的高度關(guān)注，重金屬污染已成為全球普遍關(guān)注的公共衛(wèi)生問(wèn)題[4-5]。

重金屬鎘是一種半衰期很長(zhǎng)，具有多器官損害的重金屬元素，也是當(dāng)今世界三大重點(diǎn)研究的毒素之一[6-7]。人體長(zhǎng)期食用含鎘的食品會(huì)明顯增加體內(nèi)各器官解毒功能的負(fù)擔(dān)，并抑制維生素D的活性，導(dǎo)致人體骨骼中的鈣大量流失，引起骨質(zhì)疏松癥和軟骨癥，20 世紀(jì)50年代，在日本神通川沿岸發(fā)生的“痛痛病”事件正是人們長(zhǎng)期食用含鎘食物造成的[8]。隨著冶煉、電鍍和電池工業(yè)等行業(yè)的迅速發(fā)展，近岸沿海的重金屬污染日益嚴(yán)重，而沿海港灣和河口附近水域是重要的貝類(lèi)養(yǎng)殖區(qū)[9-10]。大部分貝類(lèi)屬濾食性生物，近岸營(yíng)底棲生活，活動(dòng)性較低，這樣的生活習(xí)性受周邊環(huán)境影響較大，環(huán)境中的污染物質(zhì)易進(jìn)入體內(nèi)富集，從而導(dǎo)致貝類(lèi)體內(nèi)污染物長(zhǎng)時(shí)間維持較高水平[11-13]。因此，為保證市民食用安全，對(duì)貝類(lèi)產(chǎn)品中重金屬含量開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 儀器

PinAAcle 900T原子吸收光譜儀(美國(guó)鉑金埃爾默公司)；Mars微波消解儀(美國(guó)CEM公司)；BS110S電子天平(德國(guó)Sartorius公司)；Milli-Q Gradient超純水儀(美國(guó)Millipore公司)；50 μL、100 μL、1 000 μL 移液器(法國(guó)Gilson公司)；陶瓷刀；消解罐、容量瓶、燒杯等玻璃器皿用 20% 硝酸浸泡過(guò)夜，再用純超水沖洗干凈，晾干后使用。

1.2 試劑

硝酸(優(yōu)級(jí)純，德國(guó)默克公司), 雙氧水(優(yōu)級(jí)純，西隴化工股份有限公司)；鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL，GBW(E)080119，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)；縊蟶質(zhì)控樣品(AK0248，自然資源部第二海洋研究所)；實(shí)驗(yàn)用水為去離子水(電阻率不低于18.2 MΩ·cm)。

1.3 實(shí)驗(yàn)樣品來(lái)源及處理

將購(gòu)自于水產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)等地的牡蠣(Ostreagigastnunberg)、文蛤(Meretrixmeretrix)、菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)、縊蟶(Sinonovaculaconstricta)、硬殼蛤(Mercenariamercenaria)和紫貽貝(Mytilusedulis)用自來(lái)水沖洗除去表面細(xì)沙和雜質(zhì)等，取可食部分，并去除內(nèi)臟，再用去離子水沖洗 2 次，分別用絞肉機(jī)打碎，放入樣品瓶中備用。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 樣品的消解

準(zhǔn)確稱(chēng)取 1.0 g貝類(lèi)樣品(精確到 0.001 g)于微波消解罐中，依次加入 5.0 mL硝酸、2.0 mL雙氧水，浸泡30 min，搖勻，旋緊蓋子，放置于微波消解系統(tǒng)中按設(shè)定程序(見(jiàn)表1)進(jìn)行消解。消解完畢后，待微波消解系統(tǒng)冷卻至60 ℃以下，取出消解罐，于130 ℃加熱板上趕酸至近干，用1%硝酸溶液將殘液轉(zhuǎn)移至25 mL 容量瓶中，定容混勻，備用。同時(shí)做試樣空白。

表1 微波消解程序Tab.1 Microwave digestion program

1.4.2 樣品中重金屬含量的測(cè)定

取適量定容至25 mL容量瓶中的樣品處理液于進(jìn)樣小杯中，用石墨爐原子吸收光譜儀測(cè)定待測(cè)溶液中鎘元素含量，外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法計(jì)算樣品處理液中鎘元素的濃度(μg/L)，再根據(jù)稱(chēng)樣量計(jì)算樣品中鎘元素的含量(mg/kg)。

1.4.3 鎘標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制

準(zhǔn)確移取一定量的100 μg/mL各標(biāo)準(zhǔn)溶液于50 mL 容量瓶中，用1%硝酸溶液逐級(jí)稀釋至鎘標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度為5.0 μg/L備用。

1.4.4 原子吸收分光光度計(jì)工作條件

原子化條件的選擇對(duì)于獲得目標(biāo)元素最佳測(cè)定結(jié)果至關(guān)重要。影響石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定的主要因素是燈電流、干燥、灰化、原子化的時(shí)間和溫度、進(jìn)樣量等。結(jié)果表明，各元素最佳測(cè)定條件見(jiàn)表2，其中波長(zhǎng)、狹縫寬度采用的是儀器默認(rèn)條件。

表2 原子吸收光譜的工作條件Tab.2 Working conditions of atomic absrption spectroscopy

本次檢測(cè)過(guò)程，每10批次樣品加測(cè)1份縊蟶質(zhì)控樣品實(shí)驗(yàn)，質(zhì)控樣結(jié)果均在給定證書(shū)范圍內(nèi)。

1.4.5 檢測(cè)方法線(xiàn)性范圍及檢出限

本次開(kāi)展的貝類(lèi)中重金屬鎘含量測(cè)定所使用的微波消解-石墨爐原子吸收光譜法是在GB 5009.15—2014方法上建立的[14]，該方法在濃度0.0～5.0 μg/L范圍內(nèi)具有良好的線(xiàn)性關(guān)系，線(xiàn)性方程為8y=0.037 53x+0.001 76，相關(guān)系數(shù)為0.999 4，重金屬鎘檢出限為0.001 mg/kg。

1.4.6 貝類(lèi)中重金屬鎘元素的判定標(biāo)準(zhǔn)

GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中規(guī)定[15]，貝類(lèi)中重金屬鎘元素限量為2.0 mg/kg(去除內(nèi)臟)。

1.4.7 貝類(lèi)中重金屬鎘元素污染評(píng)價(jià)方法

目前常采用的污染評(píng)價(jià)方法為單因子污染指數(shù)(Pi)評(píng)價(jià)法[16-17]。本研究采用此方法對(duì)市售貝類(lèi)中重金屬鎘的污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式為：

Pi=Ci/Si

式(1)

式中，Pi指貝類(lèi)鎘的污染指數(shù)；Ci指貝類(lèi)鎘的測(cè)定值，單位為 mg/kg；Si指貝類(lèi)鎘的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值，單位為 mg/kg。本研究以GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》[15]鎘的限量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，即Si值為2.0 mg/kg。當(dāng)Pi<0.2 時(shí)，表示貝類(lèi)中鎘的濃度處于正常的背景值范圍內(nèi)；當(dāng)0.2≤Pi≤0.6 時(shí)，表示貝類(lèi)中鎘為輕度污染水平；當(dāng)0.6

1.4.8 貝類(lèi)中重金屬鎘元素健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

貝類(lèi)作為人們食用水產(chǎn)品的重要品類(lèi)之一，也是人體暴露于污染物的重要途徑，梁輝、王倩茹、張露菁等[20-22]學(xué)者采用膳食暴露評(píng)估法對(duì)重金屬鎘健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。本研究以聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)食品添加劑聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì)(JECFA)提出的鎘每月可允許攝入量值PTMI(25 μg/kg BW)為參考[23]，計(jì)算鎘的每月評(píng)估攝入量EMI占PTMI的百分比，來(lái)評(píng)估貝類(lèi)中鎘元素健康風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算公式為:

EMI=C×Ir×30/WAB

式(2)

式中，EMI指鎘的每月評(píng)估攝入量，單位為μg/kg BW；C指貝類(lèi)鎘的測(cè)定值，單位為 mg/kg；Ir指水產(chǎn)品的每日消費(fèi)量，g/d；WAB表示人體平均體重，kg。

福建統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)顯示福建省人均每天食用水產(chǎn)品 60.1～81.2 g[24]，蘇暢等[25]研究的中國(guó)15省(區(qū)、市)居民水產(chǎn)品類(lèi)食物攝入情況表明，水產(chǎn)品類(lèi)食物攝入量中魚(yú)類(lèi)占78. 7%、蝦類(lèi)占6. 9%、蟹類(lèi)和貝類(lèi)占5. 1%、其他類(lèi)水產(chǎn)品食物占9.3%。本研究按統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最大值計(jì)算每天貝類(lèi)攝入量，貝類(lèi)占比以5.1%計(jì)，福建省人均每天食用貝類(lèi)約為4.14 g。《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告(2020年)》[26]顯示，中國(guó)成年男性平均體重為69. 6 kg，女性為59.0 kg，本研究在計(jì)算EMI時(shí)未區(qū)分性別，故體重取兩性平均值64.3 kg。當(dāng)EMI/PTMI≥1時(shí)，表示風(fēng)險(xiǎn)較高，EMI/PTMI<1時(shí)表示風(fēng)險(xiǎn)較低，且該比值越小說(shuō)明風(fēng)險(xiǎn)越低。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同品種貝類(lèi)中重金屬鎘含量

6種貝類(lèi)中重金屬鎘總體檢出情況：120份貝類(lèi)樣品中，全部檢出含有重金屬鎘，重金屬鎘總檢出率為100%(120/120)，含量最高的品種是牡蠣為3.4 mg/kg；依據(jù)GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中規(guī)定[15]，貝類(lèi)中重金屬鎘元素限量為2.0 mg/kg，超過(guò)2.0 mg/kg判定樣品不合格，本次采集的120個(gè)樣品中，共有2個(gè)樣品重金屬鎘含量不合格。6種貝類(lèi)中重金屬鎘總合格率為98.3%(118/120)，而牡蠣合格率最低為91.3%(21/23)，其余貝類(lèi)合格率均為100%。檢出重金屬鎘含量最高值依次為：牡蠣>紫貽貝>文蛤>菲律賓蛤仔>縊蟶>硬殼蛤。具體情況見(jiàn)表3。

表3 重金屬鎘的總體檢出情況Tab.3 Overall detection situation of Cd

2.2 貝類(lèi)中重金屬鎘污染評(píng)價(jià)

根據(jù)單因子污染指數(shù)對(duì)貝類(lèi)中重金屬鎘進(jìn)行污染評(píng)價(jià)。120個(gè)貝類(lèi)樣品中有95個(gè)貝類(lèi)樣品中重金屬鎘的濃度屬于正常背景范圍，占比為79.1%；有23個(gè)樣品貝類(lèi)中重金屬鎘的濃度屬于輕度污染水平，占比為19.2%；有2個(gè)樣品貝類(lèi)中重金屬鎘的濃度屬于重度污染水平，占比為1.7%。其中，菲律賓蛤仔、縊蟶和硬殼蛤中鎘的含量均處于正常背景值范圍內(nèi)。紫貽貝中處于輕度污染水平的占比5.6%，其余94.4%均處于正常背景值范圍內(nèi)；文蛤中處于輕度污染水平25.0%，其余75%均處于正常背景值范圍內(nèi)；牡蠣中處于正常背景范圍內(nèi)的占比21.7%，輕度污染水平占比69.6%，重度污染水平占比8.7%。不同品種貝類(lèi)中重金屬鎘濃度處于正常背景值范圍內(nèi)占比從高到低為：菲律賓蛤仔、縊蟶、硬殼蛤>紫貽貝>文蛤>牡蠣。具體情況見(jiàn)表4。

表4 貝類(lèi)鎘單因子污染指數(shù)及污染評(píng)價(jià)Tab.4 Single factor pollution index and pollution acssesment of Cd in shellfish

2.3 貝類(lèi)中重金屬鎘的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

將居民攝入貝類(lèi)中鎘的暴露量按照64.3 kg的平均體重，計(jì)算鎘的每月評(píng)估攝入量EMI，并與鎘的PTMI值(25 μg /kg BW) 比較，結(jié)果見(jiàn)表5。鎘的每月評(píng)估攝入量EMI為0.04～6.57 μg /kg BW，分別占PTMI的0.15%～26.3%。

表5 重金屬鎘的暴露水平Tab.5 Exposure levels of cadmium in shellfish

2.4 討論

從本次采集的樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，6種貝類(lèi)全部檢出含有重金屬鎘，以牡蠣檢出重金屬鎘含量最高。這與黃國(guó)清等[27]和寧勁松等[28]調(diào)查的青島市貝類(lèi)重金屬含量情況的結(jié)論接近，牡蠣中重金屬含量較高；與潘柳波等[18]分析的深圳市售貝類(lèi)鎘的污染狀況中重金屬鎘含量牡蠣>紫貽貝>菲律賓蛤仔>縊蟶的結(jié)論一致。貝類(lèi)特殊的生活習(xí)性導(dǎo)致更易積累生活環(huán)境中的有害物質(zhì)，對(duì)重金屬元素的生物富集能力比較突出。方玲等[3]和戴光偉等[12]研究表明貝類(lèi)對(duì)重金屬鎘的富集積累能力較強(qiáng)，更易出現(xiàn)重金屬超標(biāo)的情形。

以鎘每月可允許攝入量值PTMI為參考值的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估來(lái)看，6種貝類(lèi)中鎘的EMI/PTMI值均遠(yuǎn)小于1，其中牡蠣的EMI/PTMI值最大為26.3%，與王立明等[29]研究山東乳山和廣饒沿海養(yǎng)殖區(qū)中太平洋牡蠣(Crassostreagigas)、毛蚶(Scapharcasubcrenata)、菲律賓蛤仔、文蛤和四角蛤5種貝類(lèi)中牡蠣的鎘膳食暴露量高于其他4種貝類(lèi)的結(jié)果接近。但因牡蠣體內(nèi)富鋅的特性可能對(duì)鎘的生物毒性有一定拮抗作用[30-31]，可提高機(jī)體鎘的耐受性，因此，在一般消費(fèi)水平下，人群通過(guò)食用貝類(lèi)攝入鎘的健康風(fēng)險(xiǎn)較低。

3 結(jié)論

本次采集的120個(gè)貝類(lèi)樣品中重金屬鎘含量處于輕度污染和重度污染占比20.9%，說(shuō)明貝類(lèi)中重金屬鎘的污染問(wèn)題依然存在，應(yīng)當(dāng)引起人們的重視。但從PTMI為參考值的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估來(lái)看，貝類(lèi)重金屬鎘的健康風(fēng)險(xiǎn)較低，鎘攝入量處于較安全的水平。由于本次調(diào)查采集的貝類(lèi)品種不夠全面，抽樣數(shù)量不均，總體樣本量還比較少，對(duì)于全面反映廈門(mén)市貝類(lèi)重金屬鎘污染水平有一定局限性；此外，由于飲食結(jié)構(gòu)的多樣，貝類(lèi)中重金屬鎘含量數(shù)據(jù)和人群消費(fèi)貝類(lèi)的品種、數(shù)量等數(shù)據(jù)的有限性，對(duì)準(zhǔn)確開(kāi)展重金屬鎘的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)生影響。但調(diào)查結(jié)果顯示貝類(lèi)攝入過(guò)多會(huì)增加鎘暴露的風(fēng)險(xiǎn)，為了確保食用安全性，應(yīng)控制貝類(lèi)日常食用的頻率和攝入量，特別是對(duì)貝類(lèi)高消費(fèi)人群，需重點(diǎn)關(guān)注。在今后的工作中，進(jìn)一步開(kāi)展鎘在貝類(lèi)中來(lái)源、分布、富集和轉(zhuǎn)移等規(guī)律研究，了解鎘的毒理學(xué)行為及食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)對(duì)保護(hù)人們的食用安全具有十分重要的意義。