揚州市鹽水鵝重金屬污染檢測及風(fēng)險評估

要志宏，胡艦，李波，張琛，范文奇，孫豐婷，崔桂友*

(1.揚州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院，江蘇 揚州 225127;2.江蘇中譜檢測有限公司,南京 210061)

揚州鹽水鵝作為地方特產(chǎn)聞名遐邇，也深受當(dāng)?shù)鼐用竦南矏郏趽P州，鹽水鵝攤點遍地可見，巨大的銷售量背后也存在著安全隱患。工業(yè)的高速發(fā)展伴隨著環(huán)境重金屬污染日益嚴(yán)重，無論是水體、土壤還是飼料中的重金屬污染，都有可能導(dǎo)致鵝肉中重金屬的超標(biāo)。若食用重金屬超標(biāo)的鹽水鵝，將對人體造成危害。因此，本文對揚州市鹽水鵝進行重金屬鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)的抽檢，并對危害因子進行了風(fēng)險評估，旨在明確揚州市鹽水鵝重金屬污染風(fēng)險現(xiàn)狀，提升鹽水鵝的科學(xué)監(jiān)管水平。

1 材料與方法

1.1 材料來源

揚州市下轄地區(qū)有6個，抽查總樣本量56份。為了抽樣布局的合理性，按照揚州市各個地區(qū)人口比例，進行采樣點分配。并在采樣點進行膳食調(diào)查，采用問卷或采訪形式，共收集728份膳食調(diào)查結(jié)果，膳食問卷調(diào)查的地區(qū)分布比例同采樣分布。

1.2 儀器和試劑

Elan DRC-e電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 美國PerkinElmer公司；ZYUPH-I-10T超純水儀 四川卓越水處理設(shè)備有限公司；Multiwave 3000微波消解儀 中國安東帕有限公司； 硝酸(分析純)、過氧化氫(優(yōu)級純) 國藥集團化學(xué)試劑有限公司；TUNE 3質(zhì)譜調(diào)諧液 Thermo Fisher Scientific公司。

1.3 檢測方法

1.3.1 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取粉碎機粉碎后的試樣0.5 g(精確至0.001 g)，置于微波消解罐中，加入5 mL硝酸和0.5 mL過氧化氫。將消解罐置于通風(fēng)櫥中，靜置1 h，待無肉眼可見的氣體揮發(fā)后，蓋上內(nèi)罐蓋，加上外套并旋緊外罐蓋，放置于微波消解儀中，儀器具體參數(shù)見表1。消解完畢待消解罐冷卻后取出，擰開排氣閥緩慢排氣，用超純水將消化液轉(zhuǎn)入50 mL的容量瓶中，定容，混勻備用，同時做空白實驗[1]。

表1 微波消解工作程序

1.3.2 質(zhì)譜條件

用調(diào)諧液調(diào)試對儀器進行優(yōu)化，得到ICP-MS的儀器工作參數(shù)，見表2。

表2 ICP-MS儀器工作參數(shù)

1.4 風(fēng)險評估方法與工具

對檢測結(jié)果及問卷調(diào)查結(jié)果進行統(tǒng)計處理，確定重點危害因子并進行風(fēng)險評估，按照危害識別、危害特征描述、暴露評估、風(fēng)險描述四個步驟進行[2]。運用美國Palisade公司開發(fā)的基于Monte Carlo模擬技術(shù)的@Risk軟件建立評估模型[3]，通過模擬運算居民經(jīng)鹽水鵝途徑重金屬的暴露量分布，對模擬結(jié)果進行分析，得出風(fēng)險評估結(jié)果。

1.5 食用安全性評價

利用@Risk軟件對鹽水鵝樣本中重金屬檢測含量進行分布擬合，并結(jié)合問卷調(diào)查結(jié)果得出揚州地區(qū)居民每周鹽水鵝消費量，模擬出揚州市居民人均每周暴露量。將AWI值與PTWI值比較，進行風(fēng)險評價,如下:

AWI(mg/kg·bw)=C×EF×TIBW。

公式(1)

式中: AWI為人均每周暴露量，mg/kg·bw；C為化學(xué)物質(zhì)暴露濃度，mg/kg；EF為暴露頻率，次/周；TI為每次食用鹽水鵝時攝入量，kg；BW為體重，kg。

根據(jù)AWI值占PTWI值的百分比對食用安全風(fēng)險進行評價[4]，比例越高，安全風(fēng)險越大。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽水鵝中重金屬含量的檢測情況

共抽檢56份鹽水鵝樣品，檢測項目為Pb，Cd，Hg，As。共有26份樣品檢出Hg含量超標(biāo)，超標(biāo)率為46%，有2份樣品檢出As含量超標(biāo)，超標(biāo)率為4%，Pb和Cd均未檢出超標(biāo)樣品，具體結(jié)果見表3。

表3 鹽水鵝樣品中重金屬含量的檢測情況

由表3可知，Hg和As均檢出超標(biāo)，因此Hg和As為此次風(fēng)險評估的重點。

2.2 揚州市鹽水鵝中重金屬的風(fēng)險評估

2.2.1 危害識別

鵝為水禽，長期生活在水中，主要食用一些水生植物及人為投放的飼料或青菜，其生存和繁殖均與水息息相關(guān)。隨著社會的發(fā)展，工業(yè)廢水及城市污水大量排放，土壤及水中重金屬污染日益嚴(yán)重。重金屬具有強蓄積性，通過食物鏈蓄積進入人體，損害人體的各個器官組織，影響各個系統(tǒng)的正常功能。重金屬主要的靶器官為腎臟，極易在腎臟中蓄積，引起腎臟病變。因此，無論是水體、土壤還是飼料中的重金屬污染，都有可能導(dǎo)致鵝肉中重金屬的超標(biāo)。若食用重金屬超標(biāo)的鹽水鵝，將對人體造成危害。

2.2.2 危害特征描述

2.2.2.1 汞的危害特征

Hg由于在人體中代謝緩慢，半衰期較長，所以多見于慢性Hg中毒，其并發(fā)癥較多，腎臟是Hg中毒的主要靶器官之一。Hg在腎臟中蓄積主要引起腎小管的腫脹和壞死，導(dǎo)致上皮細(xì)胞病變。常表現(xiàn)為腎炎、產(chǎn)生尿蛋白以及出現(xiàn)一些疼痛無力的癥狀，如腹痛、腰痛、肌肉萎縮、僵硬或無力等[5]。Hg及其化合物也會在腦干以及小腦、大腦皮層和海馬體中蓄積，損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能，臨床表現(xiàn)為精神和行為障礙[6]。Hg也會在肝臟中蓄積，引起肝臟病變[7]，但由于其臨床癥狀與消化系統(tǒng)疾病癥狀較相似，因此常誤診。還有研究發(fā)現(xiàn)Hg中毒會引起生殖功能異常、皮膚炎癥、免疫障礙等。

2.2.2.2 砷的危害特征

As作為一種類金屬，通過食物鏈途徑進入人體后，會在諸多器官和組織中蓄積，損害皮膚、肝臟、機體酶系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等。As常與谷胱甘肽結(jié)合從而起到毒害作用，引起皮膚病變，主要表現(xiàn)為皮膚表面色素異常，軀干部出現(xiàn)交錯的密集色素斑和白色脫色斑點。亦會出現(xiàn)手足角化，特征為對稱多發(fā)性點狀角化和雞眼角化[8]。慢性As中毒還會損害周圍神經(jīng)系統(tǒng)，通常患者會出現(xiàn)惡心、乏力的癥狀，時常伴有腹脹、腹痛等疼痛感。As還會引起胚胎生長緩慢以及畸變，導(dǎo)致胚胎蛋白質(zhì)含量改變，還會出現(xiàn)頂臀長、體節(jié)數(shù)等，有的胚胎會出現(xiàn)發(fā)育不良的癥狀，如前腦及尾部發(fā)育不正常等。

2.2.3 暴露評估

利用@Risk對鹽水鵝中Hg和As的含量進行分布擬合，并用Akaike Information Criterion(AIC)，Bayesian Information Criterion(BIC)，Chi-square(C)，Kolmogorov-smirnov(K)，Andrson-Darling(D)這5種檢驗方法進行擬合度檢驗，根據(jù)檢驗結(jié)果確定最佳的擬合分布。鹽水鵝中Hg含量分布擬合的概率密度分布結(jié)果見圖1，累積分布擬合結(jié)果見圖2， As含量分布擬合的概率密度分布結(jié)果見圖3，累積分布擬合結(jié)果見圖4。

圖1 鹽水鵝中Hg含量分布擬合的概率密度曲線

圖2 鹽水鵝中Hg含量分布擬合的累積遞增分布曲線

圖3 鹽水鵝中As含量分布擬合的概率密度曲線

圖4 鹽水鵝中As含量分布擬合的累積遞增分布曲線

由分布擬合結(jié)果可知，鹽水鵝中Hg含量檢測數(shù)據(jù)符合Expon分布，記為RiskExpon(0.051948)，平均值為0.0520 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0520 mg/kg。As含量符合Pearson5分布，記為Risk Pearson5(2.6333,0.025524)，平均值為0.0156 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0196 mg/kg 。對728份膳食調(diào)查問卷的結(jié)果進行統(tǒng)計，消費者每次吃鹽水鵝的平均攝入量為0.18 kg。對食用頻率在每周1次以上的消費者按食用頻率分為高、中、低暴露組，分別平均每周食用3，2，1次鹽水鵝。根據(jù)GEMS/food發(fā)布數(shù)據(jù)，我國標(biāo)準(zhǔn)人群人均體重按55 kg計。按最大健康保護原則，先進行高暴露組人群的風(fēng)險評估。利用@Risk軟件隨機從鹽水鵝中Hg和As含量分布中抽取數(shù)值，代入公式(1)，模擬計算揚州地區(qū)高暴露組人群標(biāo)準(zhǔn)人均每日食用鹽水鵝途徑的Hg和As的暴露量概率分布，每次模擬過程循環(huán)10000次。Hg的暴露結(jié)果見圖5，As的暴露結(jié)果見圖6，評估統(tǒng)計摘要見表4和表5。

圖5 高暴露量組人群鹽水鵝中Hg每周暴露量的分布擬合

統(tǒng)計量 百分位數(shù)(%)最小值5.23645E-1052.639E-05最大值0.004759197105.483E-05平均值0.000512264158.192E-05標(biāo)準(zhǔn)差0.000516325200.0001106方差2.66591E-07250.0001421偏度1.97231504300.0001776峰度8.537690426350.0002162中位數(shù)0.000350543400.0002566眾數(shù)7.41882E-05450.000301左 X2.63916E-05500.0003505左 P5550.000404右 X0.001545789600.0004665右 P95650.0005366差分 X0.001519397700.0006156差分 P90750.0007163錯誤數(shù)0800.000829最小篩選值關(guān)850.0009771最大篩選值關(guān)900.0011859已篩選項數(shù)0950.0015458

圖6 高暴露量組人群鹽水鵝中As每周暴露量的分布擬合

統(tǒng)計量百分位數(shù)(%)最小值1.86568E-0554.358E-05最大值0.016245894105.234E-05平均值0.000156606155.936E-05標(biāo)準(zhǔn)差0.0002408206.573E-05方差5.79847E-08257.226E-05偏度32.84351367307.815E-05峰度2023.446036358.478E-05中位數(shù)0.00010878409.167E-05眾數(shù)7.51828E-05450.0001002左 X4.35765E-05500.0001088左 P5550.0001187右 X0.000402515600.0001287右 P95650.0001408差分 X0.000358938700.000155差分 P90750.0001746錯誤數(shù)0800.0001976最小篩選值關(guān)850.0002291最大篩選值關(guān)900.000284已篩選項數(shù)0950.0004025

JECFA提出的食品中Hg的暫定每周可耐受攝入量(PTWI)為0.3，由表4可知，高劑量組人群在95百分位下Hg的暴露值為0.0015458，占PTWI值的0.5%。JECFA提出的食品中As的允許限量，暫定每周可耐受攝入量(PTWI)為0.015，由表5可知，高劑量組人群在95百分位下As的暴露值為0.0004025，占PTWI值的2.7%。

2.2.4 風(fēng)險描述

從揚州地區(qū)的鹽水鵝抽檢結(jié)果中可看出，樣本中Pb的含量均在0.1 mg/kg以下，樣本中Cd的含量均在0.5 mg/kg以下，均符合GB 2726-2005《熟肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，可認(rèn)為食用鹽水鵝中Pb和Cd的暴露量較低，安全風(fēng)險較低。樣本中Hg的超標(biāo)率為46%，通過@Risk風(fēng)險評估軟件模擬評估結(jié)果顯示，高暴露量組人群在95百分位下 Hg的暴露值為0.0015458，占PTWI值的0.5%，可以得出通過食用鹽水鵝途徑Hg的暴露量較低，是比較安全的。高暴露量組人群在95百分位下As的暴露值為0.0004025，占PTWI值的2.7%，可以得出通過食用鹽水鵝途徑As的暴露量較低，是比較安全的。因此，通過鹽水鵝途徑重金屬的暴露量較低，安全性較高。但是風(fēng)險評估具有不確定性，由于樣本中Hg超標(biāo)率較為嚴(yán)重，且重金屬具有蓄積性，仍不建議消費者大量且高頻率的食用鹽水鵝，預(yù)防重金屬慢性中毒。

3 結(jié)論

揚州地區(qū)鹽水鵝抽檢樣本中，重金屬Pb和Cd均達(dá)標(biāo)，風(fēng)險較小。Hg超標(biāo)較為嚴(yán)重，超標(biāo)率為46%，As的超標(biāo)率為4%。利用@Risk軟件對鹽水鵝中Hg和As進行暴露評估，結(jié)果顯示高暴露組人群在95百分位下Hg和As的暴露值均較低，占PTWI值的百分比較低，分別為0.5%和2.7%，可以得出通過食用鹽水鵝途徑Hg和As的暴露量較低，是比較安全的。因此，通過鹽水鵝途徑重金屬的暴露量較低，安全風(fēng)險較小。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛慶聯(lián),陳大偉,高玉時,等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時測定鹽水鵝中14種金屬元素的研究[J].中國家禽,2016,38(6)：39-42.

[2]倪治明.浙北地區(qū)餐飲業(yè)小龍蝦重點危害因子調(diào)查及風(fēng)險評估[D].杭州：浙江大學(xué),2013.

[3]劉茜,龐敏,張浩,等.基于Monte Carlo的新鮮水果和茶葉中稀土元素的風(fēng)險評估[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報,2017,8(4)：1499-1503.

[4]和慶,彭自然,張晨,等.長三角地區(qū)池塘養(yǎng)殖水產(chǎn)品重金屬含量及其健康風(fēng)險評價[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2017,36(6)：1070-1077.

[5]申云帥,胡建安.鎘、鉛、汞、砷和鉻致腎損傷機制的研究進展[J].中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志,2013,27(4)：766-768.

[6]王曉燁,林瑞超,董世芬,等.含Hg礦物藥的毒性研究進展[J].中國中藥雜志,2017,42(7)：1258-1264.

[7]余駿,李玉成,張學(xué)勝,等.巢湖重要河口濕地貝類中Hg的生物富集研究[J].生物學(xué)雜志,2017,34(1)：44-47,93.

[8]劉媛.As對皮膚細(xì)胞凋亡及角化相關(guān)基因表達(dá)的影響與早期皮膚損傷研究[D].烏魯木齊：新疆醫(yī)科大學(xué),2015.