淀山湖水產品的重金屬分布特征與健康風險評估

徐 青

（上海市浦東新區(qū)環(huán)境監(jiān)測站，上海200135）

近幾十年，隨著經濟的發(fā)展，工業(yè)活動不斷加劇，導致我國環(huán)境中的重金屬、有機物污染日趨嚴重[1]。重金屬污染物可以通過工農業(yè)及生活廢水的排放、降水徑流、受污染底泥的釋放及大氣沉降等途徑進入水體，在水體中累積到一定程度會對水-水生植物-水生動物系統產生嚴重危害，并可通過飲水、食物鏈等途徑直接或間接地影響到人類的自身健康[2]。

人體對污染物的攝入途徑主要包括皮膚、呼吸以及攝入受污染的食物。有研究證明[3]，皮膚和呼吸并不是主要的途徑，而超過90%的污染物來自于食物。在眾多食物中，魚類雖然只占據了飲食攝入的10%左右甚至更少，但它卻是污染物的主要來源之一[4]。

淀山湖是上海市最大的天然淡水湖泊，也是黃浦江上游的重要水源保護地，其水質、水量狀況對上海市飲用水水源安全具有重要作用。改革開放以來，我國的城市化進程明顯加快，城市人口不斷向郊區(qū)地帶遷移，導致土地等各項資源被二次開發(fā)，而作為城鄉(xiāng)結合部的淀山湖地區(qū)受到城市化發(fā)展的影響尤為明顯，因此淀山湖地區(qū)在發(fā)展的同時也面臨著城市化所帶來的不良影響，已有研究指出淀山湖的水質環(huán)境污染日趨嚴重[5]，而目前關于淀山湖水產品中各類污染物的研究報道較少。基于此，為了了解淀山湖水生生物對重金屬的累積效應，本研究通過分析Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg和As等7種重金屬在淀山湖的水生生物體內的濃度水平和生物分布特征，探討其可能的生態(tài)和健康風險。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

于2010年7月在淀山湖采集了12種共18條野生魚類和1個蝦、1個螺螄、1個河蚌、1個蜆樣品，標記分裝后冷藏保存直至分析。

1.2 樣品預處理

魚用純水洗凈，量取體重、體長，去皮，取肌肉組織勻漿，將勻漿后肌肉組織冷凍干燥，研磨成粉狀待用，其間進行含水率的測定。

1.3 樣品分析

重金屬的測定：樣品經微波消解后用石墨爐原子吸收光度計（ZEEnit600，yena）測定Cd、Pb、Cr和Cu的濃度，采用等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-AES，Leemanprodigy）測定Zn，冷原子測汞儀測定Hg，氫化物原子熒光光度法測定As。

1.4 計算

1.4.1 每周攝入量（weeklyintake，WIestimate）計算

WIestimate： 人 群 單 位 體 重 的 周 攝 入 量（μg/week/kg（BW））；Ci：水產品中污染物的濃度（μg/g濕重）；IR：水產品的日攝入量（g/d）；t：每周攝入時間（7d/week）；BW：人群標準體重（kg）。

其中，淡水魚的日人均消費量為40.8g/人/天，蝦的日人均消費量為14.5g/人/天（上海統計年鑒，2010），標準體重為61.9kg[6]。

1.4.2 非致癌風險危害商數（hazardquotientonnoncarcinogenicrisk，HQ）計算

HQ：非致癌風險危害商數；Ci：水產品中污染物的濃度（mg/g濕重）；IR：水產品的日攝入量（g/d）；FI：污染食物占總食物的比例，100%；EF：暴露頻率（365d/a）；ED：暴露期（30a）；BW：人群標準體重（kg）；AT：平均暴露時間（365×30d）；RfD：經口攝入參考劑量（mg/day/kg（BW））。

其中，Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg和As的RfD分別為1、3.5、1500、300、40、0.7和50μg/kg/day。

1.4.3 致癌風險系數（carcinogenicriskratio，R）計算

R：致癌風險系數；Ci:水產品中致癌物的濃度（mg/g濕重）；IR：水產品的日攝入量（g/d）；FI：污染食物占總食物的比例，100%；EF：暴露頻率（365d/a）；ED：暴露期（30a）；BW:人群標準體重（kg）；AT：平均暴露時間（365×70d）；SF為經口攝入的致癌斜率因子（（mg·kg-1·d-1）-1）。

2 結果與討論

2.1 濃度水平

魚樣中Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg、As的濃度范圍分別為3.67ng/g-111.44ng/g濕重（中值：8.64，平均值：17.02）、nd-202.35ng/g（檢出率為：22.7%）、35.16ng/g-241.55ng/g（中值：73.97，平均值：90.91）、5.20μg/g-79.49μg/g（中值：9.22，平均值：19.33）、250.04ng/g-8157.91ng/g（中值：435.53，平均值：1752.68）、3.37ng/g-54.46ng/g（中值：13.31，平均值：19.00）、8.48ng/g-260.58ng/g（中值：31.56，平均值：57.79）（圖1）。

與國內的研究相比，本研究中淡水魚體內各金屬的平 均 濃 度 分 別 為0.0079μg/g、0.032μg/g、0.074μg/g、7.74μg/g、0.41μg/g、0.024μg/g、0.026μg/g濕重，總體小于我國其他地方的研究結果。我國南方的淡水魚體內的各重金屬的平均濃度為0.08μg/g、0.18μg/g、0.45μg/g干重）、13.1μg/g、0.042μg/g、0.33μg/g濕重[7-9]；北方地區(qū)的Cd、Pb、Cr、Zn、Cu平均濃度分別為0.12μg/g、0.14μg/g、0.13μg/g、9.61μg/g、0.42μg/g濕重[10]；大連市、天津市和上海市的超市魚類和貝類中DDTs的平均值為28.9ng/g濕重[11]。與國外相比，淀山湖的重金屬平均含量相對處于較低水平，與西班牙淡水魚體內的檢測結果較為接近[12-13]。由此可見，淀山湖水產品受重金屬的污染較輕。

2.2 分布特點

根據我國、歐盟和FAO的限量標準，22個樣品中的Cr、Hg含量均未超過標準；河蚌的測定值超過了Cd的標準和歐盟的Pb濃度標準，超標倍數約為1倍和2倍；螺螄、河蚌和蜆的As濃度超過了標準值，超標倍數達到1-2倍多。由此可見，淀山湖的水產品中貝類生物受重金屬污染較嚴重，而淡水魚類的重金屬污染較輕。

本次研究采集的生物樣共分為3大類，包括淡水魚類、貝類（螺螄、河蚌、蜆）和甲殼類（蝦），對這3類生物的濃度進行差異性分析，發(fā)現除Cr外，Cd、Zn、Cu、Hg、As濃度的物種差異性顯著（p=0.026、0.036、0.009、0.015、0.015，p＜0.05），其中，Cd、Zn和As：貝類＞甲殼類＞魚類；Cu：甲殼類＞貝類＞魚類；Hg：魚類＞貝類＞甲殼類，這可能是由于物種對于重金屬特定的生物富集性或者是元素的性質所決定的[14]。Cr在各類物種中的水平相當。Pb只在5個生物樣中檢測出來，其中在3個貝類中的檢出率為100%，另外在花*（魚+骨）和泥鰍中檢測到，以河蚌的濃度為最高。

圖1 生物的金屬濃度分布

2.3 健康風險評估

2.3.1 平均攝入量

根據公式（1）估算當地居民通過食用水產品可能引起的Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg、As暴露量，見表1，同時表1也列出了不同的食物來源對各種污染物的暴露量。

表1 當地居民污染物攝入量估算（μg/week/kg（BW））

食用魚類和蝦、貝類水產品引起的Cd、Pb、Cr、Hg、As攝入量遠低于WHO/FAO提出的每周最大允許攝入量（7，28，25，1.6，15，70μg/week/kg(BW)），表明對于淀山湖區(qū)域的當地居民來說，水產品帶來的各種重金屬污染物的暴露量非常低。和其他的暴露來源相比，由水產品引起的各種污染物的暴露量和飲水帶來的暴露量相當，其中Pb和As的飲水暴露量更高，通過食用大米等糧食帶來的暴露量明顯高于水產品，高出約5-27倍。由此可見，對于以大米等糧食為主要膳食的亞洲人群來說，除了水產品外還存在其他暴露來源，包括飲水也是主要的暴露途徑之一。因此如果綜合考慮食物攝入總量，其暴露量可能超過最大允許攝入量，對當地居民會產生一定的影響。

2.3.2 健康風險評估

利用公式（2）（3）分別計算長期攝入重金屬污染水產品可能引起的健康風險，包括致癌風險、非致癌風險。

圖2 非致癌性風險評估

總體來說食用淀山湖水產品引起的總平均非致癌風險＜1，說明目前水產品的重金屬污染情況對人體的長期影響，不具有非致癌性的健康風險。由食用魚類和蝦、貝類引起的HQ總和變化順序為Zn＞Cu＞Hg＞Cd＞Pb＞As＞Cr。由不同食物來源所引起的風險值比較得知，雖然各種來源引起的風險值都＜1，均不具有非致癌性健康風險，但由于糧食的攝入量相對較高，因此其引起的非致癌性健康風險也最高。而且在考慮非致癌性健康風險時采用的參考劑量是食物攝入的總量，但實際攝入量中只考慮水產品的影響會使HQ的計算結果偏小。

表2 致癌性風險評估表

食用淀山湖水產品引起的終生可能致癌風險并沒有超過國際輻射防護委員會（ICPR）的推薦值（5×10-5）。針對致癌性風險最大可接受水平，各機構組織給出了不同的標準，美國環(huán)保局將1×10-4-1×10-6定義為可接受的風險水平，而歐盟成員國如英國、荷蘭等普遍采用1×10-6作為控制標準。雖然As的致癌性風險值超過了歐盟國家的標準，但是本次研究只測定了總As含量，而起到致癌作用的是無機砷，在魚肉中大約只有10%的總As是以無機砷的形態(tài)存在[17]，因此，淀山湖水產品不具有致癌性健康風險。從表中可知，糧食引起的致癌性風險明顯高于水產品和飲水引起的風險，可見，如果考慮食物攝入總量時，可能會造成一定的健康風險。

3 結論

淀山湖的水產品中的重金屬的水平總體較低，貝類產品檢測到的重金屬水平普遍高于魚類。比較國內外魚類產品的限量標準值，只有河蚌體內的Cd、Pb和貝類的As超過標準值，其他均未超標。若僅考慮水產品食用的影響，人均Cd、Pb、Cr、Hg、As的攝入量低于WHO推薦的PTWI；對人體的長期影響也不具有非致癌性健康風險；As的終生可能致癌風險值小于5×10-5，不具有致癌性健康風險。

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