浙江沿海水產(chǎn)品無(wú)機(jī)砷和汞含量調(diào)查及膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

孟春英，張小軍，黃麗英，顧捷，梅光明

(浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江省海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 舟山，316021)

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源

樣品來(lái)自浙江臺(tái)州、溫州和舟山地區(qū)的養(yǎng)殖企業(yè)及該區(qū)域的自然海域海捕產(chǎn)品。樣品由養(yǎng)殖人員或海捕人員隨機(jī)采集，選擇商品規(guī)格基本一致的水產(chǎn)品，裝入塑料自封袋中，在置于加有冰袋的保溫箱中運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。樣品制備和保存按照SC/T 3016—2004《水產(chǎn)品抽樣方法》進(jìn)行[9]。

1.2 儀器與試劑

主要設(shè)備儀器：Prostar 210液相色譜泵,美國(guó)Varian公司;SA-10原子熒光形態(tài)分析儀,配SAP-10形態(tài)分析預(yù)處理裝置，北京吉天儀器有限公司;AL204型電子天平,上海梅特勒-托利多儀器有限公司;IKA T18基本型漩渦振蕩器,德國(guó)IKA公司;Centrifuge 5810臺(tái)式高速離心機(jī),德國(guó)艾本德公司;直接測(cè)汞儀(DMA80)。

主要試劑：CH3OH(色譜純，Merk公司)，(NH4)2HPO4(色譜純)，其他試劑均為優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.3 汞和無(wú)機(jī)砷的測(cè)定

1.3.1 測(cè)定方法

無(wú)機(jī)砷的測(cè)定參照GB 5009.11—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》[10]中液相色譜-原子熒光光譜法(liquid chromatography-atomic fluorescence spectrometry，LC-AFS)中的方法。汞的測(cè)定采用冷原子吸收法，儀器為直接測(cè)汞儀。

1.3.2 含量計(jì)算方法

樣品中無(wú)機(jī)砷的濃度是亞砷酸根和砷酸根濃度的加和。單種形態(tài)含量計(jì)算公式見式(1)：

(1)

式中:p，單種待測(cè)物的含量，mg/kg；c，提取液中單種待測(cè)物的含量，g/L；V，提取液定容體積，mL；m,樣品的稱取量，g；n,稀釋倍數(shù)。

樣品中總汞的計(jì)算方法見式(2)：

(2)

式中:X，樣品質(zhì)量濃度，μg/kg；m1，樣品中汞含量，ng；m0,空白試劑中汞含量；M,取樣質(zhì)量，g。

1.4 質(zhì)量控制

試驗(yàn)過(guò)程通過(guò)采用20%平行雙樣，加標(biāo)回收試驗(yàn)，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精密度。

1.5 汞和無(wú)機(jī)砷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

1.5.1 汞和無(wú)機(jī)砷污染程度評(píng)價(jià)

采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)汞和無(wú)機(jī)砷的污染情況，具體公式為見式(3)：

(3)

式中:Pi，單因子污染指數(shù)，Ci；水產(chǎn)品中可食部分中某種重金屬含量，mg/kg；Si，某種重金屬的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值，mg/kg。

依據(jù)“海洋生物污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”[11]，當(dāng)Pi<0.2時(shí)，表明重金屬濃度符合正常范圍，處于未污染水平；0.2≤Pi≤0.6時(shí)，表明處于輕污染水平；0.61.0時(shí)，則為重污染。重金屬污染限值采用GB 2762—2012 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》[8]中的規(guī)定執(zhí)行。

1.5.2 膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

暴露風(fēng)險(xiǎn)商(HQ)是參照中國(guó)居民膳食結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)狀況的調(diào)查，按照化學(xué)污染物膳食暴露量及耐受量的計(jì)算方法，計(jì)算水產(chǎn)品中重金屬的膳食暴露量，并與聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織下的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)推薦的重金屬元素耐受攝入量(provisional tolerable weekly intake, PTWI)進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)水產(chǎn)品中重金屬的膳食暴露量是否處于安全范圍內(nèi)。通過(guò)計(jì)算水產(chǎn)品體內(nèi)重金屬的暴露風(fēng)險(xiǎn)商(HQ)來(lái)評(píng)價(jià)食用水產(chǎn)品可能導(dǎo)致的健康風(fēng)險(xiǎn)，HQ計(jì)算公式見式(4)和式(5)[12]：

(4)

式中：C，水產(chǎn)品中重金屬含量,mg/kg；I，日膳食量，g/d；K，吸收率,按100%計(jì)算；人體體重，kg。

(5)

式中：E，每日暴露量，mg/d,E的計(jì)算公式見式(4)；PTWI，每周最大耐受量，mg/(kg×BW)。

針對(duì)總汞和甲基汞，JECFA將魚貝類食品采用甲基汞PTWI值為0.001 6 mg/(kg×BW)[12-13]，無(wú)機(jī)砷的暫定PTWI參考 JECFA推薦值及相關(guān)文獻(xiàn)為0.015 mg/(kg×BW)[13-15]。根據(jù)2009年浙江省食品藥品監(jiān)督管理局公布的《2008年浙江省城鄉(xiāng)居民膳食結(jié)構(gòu)調(diào)查報(bào)告》，通過(guò)對(duì)22個(gè)調(diào)查點(diǎn)共計(jì)9 798人的調(diào)查顯示，浙江省居民魚蝦類每日的攝入量是108.5 g/d，假設(shè)每人每天攝入3種水產(chǎn)品，每種水產(chǎn)品的攝入量為36 g/d，即假設(shè)I為36 g/d，人體對(duì)重金屬的吸收率K為100%，成人體重為60 kg[17-18]。如果HQ≤1，說(shuō)明暴露人群沒(méi)有明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)，反之，則存在健康風(fēng)險(xiǎn)[16]。

2 結(jié)果與討論

2.1 常見水產(chǎn)品中無(wú)機(jī)砷含量

采自浙江溫州、臺(tái)州和舟山養(yǎng)殖企業(yè)及近海海域的247個(gè)樣品進(jìn)行無(wú)機(jī)砷測(cè)定(數(shù)據(jù)見表1)，由表1可知，247個(gè)樣品中62個(gè)樣品有無(wú)機(jī)砷檢出，檢出率為25.1%，且As(V)無(wú)檢出。有檢出的樣品中貝類占88.7%。泥蚶的檢出率為16.2%(最高含量為0.39 mg/kg)；縊蟶檢出率為51.8%(最高含量為0.61 mg/kg)；青蛤的檢出率為65.6%(最高含量為0.17 mg/kg)；海捕蟹的檢出率為26.9%(最高含量為0.49 mg/kg)；海捕蝦、魷魚、甲魚、魚類(包括黃姑魚、黑鯛、大黃魚、石斑魚、鱸魚)和鱉無(wú)機(jī)砷均未檢出；貽貝共3個(gè)樣品，均有檢出(最高含量為0.07 mg/kg)。其中，無(wú)機(jī)砷含量較高的是縊蟶和青蛤。貝類產(chǎn)品對(duì)無(wú)機(jī)砷的富集能力要高于魚蝦類，這是由于貝類生活在底泥中，而重金屬在底泥中的含量由于累積作用往往比相應(yīng)的水體中的含量要高得多[20-22]。

表1 樣品中無(wú)機(jī)砷測(cè)定結(jié)果Table 1 Determination results of organic arsenic in aquatic products

注：*包括黃姑魚、黑鯛、大黃魚、石斑魚、鱸魚；MAs表示樣品中無(wú)機(jī)砷含量。

2.1.1 貝類無(wú)機(jī)砷含量

水產(chǎn)品中無(wú)機(jī)砷有檢出的樣品88.7%為貝類，且含量相對(duì)較高，具體貝類中各個(gè)物種的無(wú)機(jī)砷含量見圖1。

圖1 貝類中無(wú)機(jī)砷含量Fig.1 The content of inorganic arsenic in shellfish

由圖1可知，縊蟶中無(wú)機(jī)砷含量為0.03～0.61 mg/kg，均值為0.22 mg/kg。泥蚶中無(wú)機(jī)砷含量為0.01～0.39 mg/kg，均值為0.10 mg/kg，青蛤中無(wú)機(jī)砷含量為0.04～0.17 mg/kg，均值為0.08 mg/kg。貽貝中0.03～0.07 mg/kg，均值為0.05 mg/kg。相對(duì)來(lái)說(shuō)，縊蟶中無(wú)機(jī)砷含量最高，且有1個(gè)樣品已超標(biāo)，3個(gè)樣品非常接近限定值，超標(biāo)率為3.7%。泥蚶中88%的樣品中無(wú)機(jī)砷的含量低于0.2 mg/kg。青蛤中100%的樣品中無(wú)機(jī)砷的含量低于0.2 mg/kg。3個(gè)貽貝樣品的含量都很低。

2.2 常見水產(chǎn)品中汞含量

2.2.1 貝類、甲殼類、頭足類及魚類汞含量比較

2016年浙江沿海常見水產(chǎn)品中汞含量中位數(shù)大小依次為魚類>甲殼類>頭足類>貝類(圖2)。貝類含量0.01～0.14 mg/kg，甲殼類0.002～0.09 mg/kg，頭足類0.01～0.07 mg/kg，魚類(包括黃姑魚、黑鯛、大黃魚、石斑魚)0.003～0.13 mg/kg。所有樣品汞含量均小于GB 2762—2017 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》[8]中規(guī)定的限量值。因?yàn)轸~類在食物鏈中的等級(jí)高于貝類、甲殼類及頭足類，且其多數(shù)以肉食類為主，故其體內(nèi)累積的汞含量要略高于其他3類[19]。

圖2 貝類、甲殼類、頭足類及魚類汞含量Fig.2 The content of Hg in shellfish, crustaceans,cephalopods and fish

2.2.2 貝類中汞含量

青蛤、泥蚶、縊蟶和貽貝4種貝類中汞含量中位數(shù)大小依次為泥蚶>縊蟶>青蛤>貽貝(圖3)。在青蛤中，汞含量均低于0.04 mg/kg，且含量分布較集中，均值0.02 mg/kg。泥蚶中汞含量0.01～0.10 mg/kg，均值0.03 mg/kg，但88%的樣品中汞含量低于0.05 mg/kg。縊蟶中汞含量0.01～0.11 mg/kg，均值0.02 mg/kg。貽貝中汞含量非常接近，均值為0.01 mg/kg。泥蚶中汞高含量的樣品數(shù)是最多的，其均值在貝類中也是最高的。

圖3 貝類中汞含量Fig.3 The content of Hg in shellfish

2.2.3 甲殼類中汞含量

幾種甲殼類汞含量中位數(shù)大小依次為青蟹>海捕蟹>紅蝦>梭子蟹>海捕蝦>鷹爪蝦(圖4)。青蟹中汞含量為0.01～0.07 mg/kg，均值為0.04 mg/kg。海捕蟹中汞含量為0.003～0.05 mg/kg，均值為0.03 mg/kg。梭子蟹中汞含量為0.01～0.05 mg/kg，均值為0.02 mg/kg。鷹爪蝦中汞含量在個(gè)體間幾乎無(wú)差異，均值為0.01 mg/kg；海捕蝦汞含量為0.01～0.09 mg/kg，均值為0.03 mg/kg，除去最高值外，含量分布呈啞鈴型。紅蝦汞含量為0.01～0.06 mg/kg，均值為0.02 mg/kg，除海捕蝦外，甲殼類水產(chǎn)品中汞含量在種間分布都較集中，青蟹中汞含量的均值最高。

圖4 甲殼類中汞含量Fig.4 The content of Hg in crustaceans

2.2.4 頭足類汞含量

頭足類中汞含量中位數(shù)大小依次為烏賊>魷魚>章魚(圖5)。章魚中汞含量為0.01～0.03 mg/kg，均值為0.02 mg/kg。魷魚0.01～0.07 mg/kg，汞含量在此范圍內(nèi)分布均勻，均值為0.03 mg/kg。烏賊為0.01～0.04 mg/kg，均值為0.03 mg/kg。

圖5 頭足類中汞含量Fig.5 The content of Hg in cephalopods

2.3 汞和無(wú)機(jī)砷含量比較

鑒于貝類體內(nèi)無(wú)機(jī)砷和總汞均有檢出，把縊蟶、泥蚶、青蛤和貝類體內(nèi)汞和無(wú)機(jī)砷含量作對(duì)比，具體見圖6。由圖6可知，在縊蟶、泥蚶、青蛤和貽貝中，無(wú)機(jī)砷的含量均遠(yuǎn)高于汞，汞的含量在種間差異不顯著(p>0.05)。縊蟶中無(wú)機(jī)砷的含量是分別是其他3種的2.1、2.8、4.5倍，因此，這4種貝類對(duì)無(wú)機(jī)砷的累積能力是有差異的，且差異顯著(p<0.05)，同一物種中2種重金屬的含量差異顯著(p<0.05)。洪麗玉等[23]研究發(fā)現(xiàn)在同一養(yǎng)殖區(qū)的牡蠣中重金屬的含量高于文蛤，而RAINBOW[24]指出，不同海洋生物對(duì)重金屬的累積取決于重金屬在生物體內(nèi)的進(jìn)出速率，相對(duì)速率的變化決定了某種生物可能對(duì)某種重金屬有特定的累積。

圖6 貝類中中汞和無(wú)機(jī)砷含量比較Fig.6 Comparison of mercury and inorganic arsenic in shellfish

劉歡等[25]研究了大連近岸海域、山東沿海、浙江沿海等地區(qū)的貝類發(fā)現(xiàn)也存在無(wú)機(jī)砷超標(biāo)的問(wèn)題。蔣長(zhǎng)征[26]研究了寧波鮮活水產(chǎn)品重金屬含量，發(fā)現(xiàn)砷也有超標(biāo)樣品，而汞無(wú)超標(biāo)樣品，本文的研究結(jié)果與上述研究結(jié)果一致。今后要加強(qiáng)對(duì)貝類特別是縊蟶和青蛤中無(wú)機(jī)砷的監(jiān)督和檢測(cè)。貝類、甲殼類、頭足類和魚類中汞均有異常值出現(xiàn)，汞的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多數(shù)樣品，因此今后要加強(qiáng)異常值歸屬地的水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督和檢測(cè)，同時(shí)也要進(jìn)一步檢測(cè)這些地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中汞含量，從源頭杜絕重金屬的污染。雖然無(wú)機(jī)砷的檢出率低于汞，但其有檢出的樣品中無(wú)機(jī)砷的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汞，一方面可能是某些水產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境中無(wú)機(jī)砷污染程度高于汞，另一方面可能是水產(chǎn)品對(duì)無(wú)機(jī)砷和汞的消化吸收排出速率不同[27]，具體還需進(jìn)一步了解無(wú)機(jī)砷和汞在水產(chǎn)品體內(nèi)的吸收運(yùn)轉(zhuǎn)和累積規(guī)律。孫維萍等[28]研究了2006年秋季浙江沿海潮間帶的貝類樣品中重金屬含量，并同時(shí)分析了采樣點(diǎn)的水體和沉積物中重金屬的含量，發(fā)現(xiàn)貝類體內(nèi)砷元素含量與海水和沉積物中砷元素含量的相關(guān)性均不顯著，這可能與貝類自身的生理機(jī)能或重金屬的拮抗作用相關(guān)。而貝類(除牡蠣外)體內(nèi)砷元素的含量與鋅和銅元素存在明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.999和-0.887。但汞在生物體內(nèi)的含量和表層海水中汞含量的分布趨勢(shì)相一致，沉積物中重金屬含量對(duì)其影響較小。根據(jù)2006年5～7月貝類體內(nèi)重金屬含量和海洋環(huán)境背景值的調(diào)查資料分析了海州灣、呂泗、嵊泗和舟山海產(chǎn)貝類重金屬與環(huán)境中重金屬含量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)生物體砷含量與環(huán)境砷含量沒(méi)有明顯的正相關(guān)關(guān)系，但水體中Hg含量與生活在該環(huán)境下的貝類生物體的Hg含量呈明顯正相關(guān)，但沉積物中的重金屬含量與貝類生物體重金屬含量相關(guān)關(guān)系不明顯，影響貝類體內(nèi)Hg含量的主要因素是水體中的重金屬而不是沉積物中的重金屬[ 29]。雖然生物體內(nèi)重金屬的含量受環(huán)境中該物質(zhì)含量的影響，但主要還是與生物種類及其生理特性密切相關(guān)。因此貝類體內(nèi)無(wú)機(jī)砷和汞含量與環(huán)境中砷和汞含量的具體關(guān)系及貝類對(duì)不同重金屬的消化吸收轉(zhuǎn)運(yùn)速率還需進(jìn)一步研究。

2.4 汞和無(wú)機(jī)砷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.4.1 汞和無(wú)機(jī)砷污染程度評(píng)價(jià)

采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)汞和無(wú)機(jī)砷的污染情況，每種水產(chǎn)品體內(nèi)總汞和無(wú)機(jī)砷含量按均值計(jì)算(表2、表3)。所檢測(cè)樣品中汞的污染指數(shù)Pi均小于0.2，因此汞含量屬于正常范圍，未受污染。在無(wú)機(jī)砷有檢出的樣品中進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，縊蟶和泥蚶體內(nèi)的無(wú)機(jī)砷污染指數(shù)0.2≤Pi≤0.6，說(shuō)明在這兩種貝類中無(wú)機(jī)砷處于輕污染水平，但由于本文是僅對(duì)有檢出的樣品進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，說(shuō)明僅有檢出的縊蟶和泥蚶中無(wú)機(jī)砷處于輕污染水平，其他未檢出的樣品是健康可食用的，但仍需針對(duì)性的加強(qiáng)水產(chǎn)品質(zhì)量安全的監(jiān)督。青蛤、貽貝和海捕蟹均在正常范圍內(nèi)，未受污染。因此，總體來(lái)說(shuō)，2016年度溫州、臺(tái)州和舟山的水產(chǎn)品中汞未受污染，僅部分縊蟶和泥蚶中無(wú)機(jī)砷處于輕污染水平，其他水產(chǎn)品中無(wú)機(jī)砷也未受污染。

表2 樣品中汞污染因子的污染指數(shù)(Pi)Table 2 The pollution (Pi) index of Hg pollution factor in samples

表3 樣品中無(wú)機(jī)砷的污染程度評(píng)價(jià)Table 3 The pollution (Pi) index of inorganic arsenic pollution factor in samples

2.4.2 膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果評(píng)價(jià)

甲基汞的含量按總汞含量的80%計(jì)算[3-5]。

由表4可知，成人食用的常見水產(chǎn)品中汞和無(wú)機(jī)砷的HQ值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，說(shuō)明2016年溫州臺(tái)州舟山的常見水產(chǎn)品中汞和無(wú)機(jī)砷的含量處于安全水平，成人日均食用36 g，不會(huì)危害人體健康。但重金屬由于其一旦污染或進(jìn)入食物鏈就很難消除，對(duì)重金屬的累積程度或污染狀況的監(jiān)測(cè)和研究仍是非常必要的。李學(xué)鵬等[30]研究了杭州市近江市場(chǎng)食用貝類中重金屬含量平均水平，發(fā)現(xiàn)汞和砷的狀況良好。而孫惠玲等[31]等研究了大連市售水產(chǎn)品(淡水魚、海水魚、蝦蟹、貝類)中重金屬含量和暴露風(fēng)險(xiǎn)分析，發(fā)現(xiàn)砷存在一定程度的超標(biāo)，汞未超標(biāo)，食用孔鰩導(dǎo)致人體每周Hg攝入量的最大值與PTWI的比值即HQ值大于1，食用長(zhǎng)牡蠣導(dǎo)致人體每周Cd攝入量的最大值與PTWI的比值即HQ值大于1，其他水產(chǎn)品中各種重金屬每周攝入量的最大值與PTWI的比值即HQ值小于1，即處于安全水平。

注：“/”表示未檢測(cè)。

3 結(jié)論

結(jié)合2016年度水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，汞的檢出率為100%，但所有樣品中汞含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于限量值，魚類體內(nèi)的汞含量最高，但與其他三類差別不大，說(shuō)明在食物鏈中汞有一定程度的累積，還處于安全范圍內(nèi)。無(wú)機(jī)砷的檢出率為25.1%，As(III)為主，As(V)無(wú)檢出。海捕蝦、魷魚、魚類和鱉體內(nèi)無(wú)機(jī)砷均未有檢出。貝類中青蛤的檢出率最高，縊蟶體內(nèi)的無(wú)機(jī)砷含量均值最高，超標(biāo)率為3.70%。所有樣品中汞含量屬于正常范圍，未受污染，無(wú)機(jī)砷有檢出的樣品中，縊蟶和泥蚶體內(nèi)的無(wú)機(jī)砷污染指數(shù)0.2≤Pi≤0.6，處于輕污染水平，其他樣品中無(wú)機(jī)砷含量在正常范圍內(nèi)，未受污染。膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果顯示所有樣品中汞和無(wú)機(jī)砷的HQ值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，不會(huì)危害身體健康。