大連地區海洋生物中重金屬Pb和Cd對人體健康的潛在風險評價

楊婷婷，王璐，尚宏鑫，田斌

（大連市水產技術推廣總站，遼寧　大連　116023）

海洋生物以其鮮美的口味，富含各種人體必需的微量元素、不飽和脂肪酸等營養成分，成為沿海地區十分重要的食物來源和優質食品[1]。然而，從近年來在很多沿海城市陸續展開的海洋生物中重金屬污染調查工作結果可以看出，不同區域海洋生物重金屬含量存在一定差異，但總體而言，都不同程度地存在重金屬污染問題，從而危害食用人群[2-5]。其中有研究結果表明重金屬 Pb、Cd污染問題帶來的人體健康有害效應已引起人們的高度重視，由于海洋生物獨特的生物特性，會將環境中具有高毒性的重金屬通過食物鏈富集并傳遞作用到人體[6-7]。因此，加強對有害重金屬的監測就顯得尤為重要。

該研究調查了大連地區經濟價值高且人們比較喜歡的常見11種海洋生物，測定分析其可食用部分重金屬Pb、Cd的含量狀況，評價該地區海洋生物重金屬污染情況及人類食用潛在健康風險，并為合理控制該地區重金屬污染提供科學依據。

1　材料與方法

1.1　樣品采集

根據大連市主要海洋生物養殖區及生產季節，分別于2017年3—11月在各養殖區隨機對海洋生物進行采樣。采集大連地區代表性養殖品種，包括軟體類（菲律賓蛤仔、蝦夷扇貝、櫛孔扇貝、貽貝、牡蠣）和魚類（鮐魚、鲅魚、鮟鱇、小黃魚、梭魚、玉筋魚）。采集方法按照GB 17378-2007《海洋監測規范》執行[8]。

1.2　樣品處理

在實驗室內，為避免樣品被污染，取樣及碎樣等工具及器皿均先消毒處理[9]。用醫用不銹鋼刀取軟體類和魚類可食用部分，用搗碎機搗碎[10]、混勻，準確稱取（2±0．001）g糜狀鮮樣，在 60 ℃下，于烘箱中干燥48 h，得到恒定干重并計算含水率，并據此進行干重與鮮重的轉化。烘干樣品用HNO3-HClO4消化，冷卻后定容，混勻。

1.3　測定方法

測定方法按照GB 17378-2007《海洋監測規范》[8]采用石墨爐原子吸收光譜法測定Pb、Cd。

1.4　污染指數評價方法

1.4.1單因子污染指數法單因子指數法是利用實測數據和標準對比分類進行污染評價[11]。下式①為利用此法來評價海洋生物中各種重金屬的污染狀況計算公式：

①Pi=Ci/Si

式中，Pi表示第i項污染因子的質量分指數，Ci表示污染因子的檢測數據值，Si表示第i項污染因子的評價標準值（采用海洋生物評價標準）。當Pi＜0.2時，表明處于重金屬正常濃度值范圍；當0.2≤Pi≤0.6時，表明處于重金屬輕污染狀態；當0.6＜Pi＜1.0時，表明處于重金屬中度污染第i項狀態；當Pi≥1.0時，表明處于重金屬重度污染狀態[12]。

1.4.2金屬污染指數法采用金屬污染指數（XMPI）對海洋生物中重金屬含量進行綜合評價[13]。下式②為XMPI的計算公式：

式中，Cn表示第n項污染因子的濃度值。

1.5　重金屬的攝入量及對健康造成的風險評價

該研究通過重金屬每周評估攝入量（EWI）[14-15]來評估該地區居民從海洋生物中攝入的重金屬的量，下式③為計算公式：

式中，c表示金屬離子的濃度；FIR表示攝食率，根據聯合國糧農組織（FAO）的統計數據，軟體類為每人每天9.8 g、魚類為每人每天36 g；BW表示體質量（60 kg）[16]。世界衛生組織（WHO）制定每周允許攝入量Pb為25 μg/（kg·bw）、Cd為7 μg/（kg·bw）。

研究同時通過危害商數法（THQ）用于評價暴露于污染物對人體健康產生的風險水平，該方法假設烹飪前后污染物含量未發生改變，將污染物人體攝入劑量與標準限值的比值作為評價標準，如果該比值小于安全基準值1，說明暴露人群沒有明顯的非致癌健康風險，反之，則存在非致癌的健康風險[16]。下式④為計算公式：

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

2　結果與分析

2.1　海洋生物中重金屬含量

11種海洋生物重金屬Pb、Cd含量測定結果如表1所示。參照標準為GB 2762-2012《食品安全國家標準食品中污染物限量》[17]和NY 5073-2006《無公害食品水產品中有毒有害物質限量》[18]中相關重金屬衛生限量。所采集的樣品中櫛孔扇貝和貽貝Cd含量超出NY 5073-2006標準，其他重金屬Pb、Cd測定含量符合相應標準，未超標。

對于Pb，各類生物體含量跨度比較小，整體范圍在未檢出～0.33 mg/kg。符合海洋環境中Pb處于較低濃度水平的結果[19]。

對于Cd，不同軟體類生物含量之間差異性較大，整體高于魚類，含量范圍為0.15～1.9 mg/kg，均值為0.69 mg/kg，而在魚類生物體內含量變化幅度比較小，均值僅為0.010 mg/kg，含Cd最高的是櫛孔扇貝，其次是貽貝，在多種魚類體內未檢出。軟體類生物富集重金屬的能力已經被很多的研究者報道[20-22]。Amiard-Triquet等[25]認為多數情況下，生物體內的重金屬含量和其所處的營養級并不相關，而是取決于其生理特性以及金屬的生物功能，生物的攝食行為、解毒機制及代謝機制和金屬的物理化學形態對金屬的生物蓄積特性起決定作用。Bustamante等[23]提出生物體內絕大多數Cd的存在和細胞中的溶酶體及細胞溶質蛋白有關，這兩種蛋白在生物體對Cd存儲和解毒過程中起著關鍵作用。Tessier等[24]指出，和其他水生生物一樣，某些軟體類不能很好的調節體內Cd的含量而往往造成富集。但該文松測結果水平依舊符合安全標準范圍。

表1　各海洋生物中Pb、Cd含量

2.2　海洋生物重金屬污染程度評價

11種海洋生物采用Pi評價重金屬污染程度，并利用XMPI比較重金屬污染程度差異，評價結果如表2所示。對于Pb，所有生物體中含量尚處于正常濃度值范圍。對于Cd，軟體類樣品中櫛孔扇貝中含量屬于中度污染水平，貽貝、牡蠣、蝦夷扇貝中含量屬于輕污染水平，菲律賓蛤仔含量處于正常濃度值范圍。由XMPI計算結果，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＞蝦夷扇貝＞牡蠣＞梭魚＞貽貝＞菲律賓蛤仔＞鮟鱇＞小黃魚＞玉筋魚＞鲅魚＞鮐魚。

2.3　重金屬攝入對健康造成的風險評價

攝食海洋生物已經成為人類暴露于各種化學污染物中的重要途徑之一[26]，由此引起的安全風險問題亟待探究。海洋生物對Pb、Cd的每周評估攝入量（EWI）和危害商數（THQs）如表 3所示，食用海洋生物對重金屬的每周評估攝入量分別是Pb:0～0.42 μg/(kg·bw)，Cd 0～2.1μg/(kg·bw)，皆低于 WHO 制定的人類暫定每周允許攝入量。各海洋生物Pb、Cd的危害商數都小于安全基準值1，說明暴露人群沒有明顯的非致癌健康風險。

表2　各海洋生物重金屬單因子污染指數（Pi）與重金屬污染指數（XMPI）

3　結論

該研究調查了大連地區經濟價值高且人們比較喜歡的常見11種海洋生物，測定分析其可食用部分重金屬Pb、Cd的含量狀況，評價該地區海洋生物重金屬污染情況及人類食用潛在健康風險，并為合理控制該地區重金屬污染提供科學依據。其中櫛孔扇貝和貽貝Cd含量超出NY 5073-2006標準，其他重金屬Pb、Cd測定含量符合相應標準，未超標。重金屬污染指數評價結果表明，對于Pb，所有生物體中含量尚處于正常濃度值范圍。對于Cd，軟體類樣品中櫛孔扇貝中含量屬于中度污染水平，貽貝、牡蠣、蝦夷扇貝中含量屬于輕污染水平，菲律賓蛤仔含量尚處于正常濃度值范圍。XMPI計算結果表明，櫛孔扇貝重金屬污染程度最高，魚類污染程度較低，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＞蝦夷扇貝＞牡蠣＞梭魚＞貽貝＞菲律賓蛤仔＞鮟鱇＞小黃魚＞玉筋魚＞鲅魚＞鮐魚。從人類食用潛在健康風險角度看，食用大連地區海洋生物對Pb、Cd的每周評估攝入量皆低于WHO制定的人類暫定每周允許攝入量。各海洋生物Pb、Cd的危害商數都小于安全基準值1，說明暴露人群沒有明顯的非致癌健康風險。

表3　海洋生物對Pb、Cd的每周評估攝入量（EWI）和危害商數（THQs）