遼西沿海地區(qū)4 種海魚重金屬富集特征與污染風(fēng)險評價

白 晨，郝天琦，趙心悅，王 斯，劉永華

（錦州醫(yī)科大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，遼寧錦州 121000）

錦州和葫蘆島位于遼西沿海，是環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)的主要組成部分。遼西沿海地區(qū)有著豐富的海產(chǎn)資源，海洋魚類味道鮮美、價格便宜，是沿海居民消費的主要海產(chǎn)品。

近年來，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市規(guī)模水平的不斷發(fā)展，重金屬在內(nèi)的大量污染物隨著遼河、大凌河、小凌河、六股河等排放到渤海生態(tài)環(huán)境中。遼西地區(qū)地處渤海3大海灣之一的遼東灣內(nèi)，水體交換能力弱，污染物容易在海灣內(nèi)累積。同時，鎘（Cd）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、汞（Hg）等重金屬具有持久、穩(wěn)定、生物毒性等特征，可在生物體中累積，通過食物鏈轉(zhuǎn)移至高等生物（如魚類）體內(nèi)，最終威脅消費者的健康[1-3]。

了解常見海洋魚類中重金屬的累積特征，評價食用魚類可能對消費者帶來的健康風(fēng)險至關(guān)重要[4]。因此，本研究通過檢測遼西沿海地區(qū)常見魚類肌肉、內(nèi)臟、鰓及皮中Cd、Cr、Hg、Pb的含量，明確重金屬在魚類不同組織中的累積特征；采用單因子污染指數(shù)（single factor pollution index，Pi）、均方根綜合污染指數(shù)（comprehensive pollution index，PI）、目標(biāo)危險系數(shù)（target hazard quotient，THQ）評價魚肉的污染程度，判斷食用安全性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2019 年5 月，在錦州、凌海、葫蘆島、興城、綏中5 個市場分別購買大黃花魚（Pseudosciaena crocea）、小黃花魚（pseudosciaena polyactis）、帶魚（Trichiurus lepturus）、梭魚（Sphyraenus）、鱸魚（Lateolabrax japonicus）各20 條，置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試劑與儀器

220FS 原子吸收分光光度計（美國安捷倫）；PF6-2 原子熒光分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；CEM 空心陰極燈（美國培CEM）；微波消解儀（英國Buckingham）；Quintix125D-1CN 分析天平（廣州深華生物技術(shù)有限公司）；單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）；硝酸（分析純，德國Meker公司）；過氧化氫（分析純，德國Meker公司）；超純水（實驗室自制）。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品制備及測定

魚解凍后測量體重和體長。去鱗，用剪刀和解剖刀分離魚的肌肉、內(nèi)臟、鰓、骨、皮。各種組織分別均勻打碎。稱取1 g 樣品置于管中，加入5 mL HNO3、2 mL H2O2和1 mL超純水，微波消解法處理樣品。消解冷卻后，緩緩打開罐蓋排氣，少量水沖洗內(nèi)蓋，在超聲水浴箱中脫氣2～5 min，用超純水稀釋至50 mL。用原子吸收分光光度計測定溶液中Cd、Cr和Pb的A值，用原子熒光分光廣度計測定溶液中Hg 的A 值，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計算各金屬的含量。

1.3.2 評價方法

1.3.2.1 污染程度評價

用單因子污染指數(shù)法和均方根綜合指數(shù)法評價海魚肌肉內(nèi)重金屬的污染狀況。單因子污染指數(shù)法評價某一金屬元素的單一污染程度，公式如下：

式中：Pi為污染物的單因子污染指數(shù)；Ci為重金屬濃度實際測量值；Si為評價因子的標(biāo)準(zhǔn)值。采用《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762—2012）中的限值作為評價標(biāo)準(zhǔn)值（Cd：0.1 mg/kg、Cr：2.0 mg/kg、Hg：1.0 mg/kg、Pb：0.5 mg/kg）。Pi＜0.2為正常背景值；0.2≤Pi＜0.6為輕微污染；0.6≤Pi＜1.0為污染；Pi≥1.0為重污染。

多種重金屬的污染水平采用均方根綜合污染指數(shù)進行分析，公式如下：

式中：PI為綜合污染指數(shù)；Pi為該樣品的單因子污染指數(shù)；n為金屬種類。PI≤1.0 為無污染；1.0＜PI≤2.0 為輕微污染；2.0＜PI≤3.0為中度污染；Pi＞3.0為重污染。

1.3.2.2 健康風(fēng)險評價

采用目標(biāo)危險系數(shù)（THQ）評價魚肉中重金屬對人類健康的風(fēng)險[5]。公式如下：

式中：C是重金屬濃度[mg/kg·濕重（ww）]；FIR是魚的消費量[71 g/（d·人）]；ED是暴露持續(xù)時間（70年）；EF是暴露頻率（365 d/年）；BW是平均體重（成人63 kg）；RfD是平均口服參考劑量[Cd：0.001 mg/（kg·d）、Cr：0.003 mg/（kg·d）、Hg：0.000 1 mg/（kg·d）、Pb：0.003 5 mg/（kg·d）][6-10]；Atn是非致癌物的平均暴露時間（365 d/年×暴露年限，約為70年）；10-3是單位換算系數(shù)。THQs＜1時，表示對暴露人群的健康風(fēng)險可接受；THQs＞1，表示存在非致癌健康風(fēng)險[11]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。所有指標(biāo)的檢測均設(shè)有3 個重復(fù)（n=3）。

2 結(jié)果與分析

2.1 海魚不同組織部位重金屬分布特征（見表1）

由表1可知，金屬Cd的含量趨勢為內(nèi)臟＞鰓＞骨和皮＞肌肉；Cr的含量趨勢為骨＞鰓＞皮＞內(nèi)臟＞肌肉；Hg的含量趨勢為皮＞鰓、內(nèi)臟、肌肉＞骨；Pb的含量趨勢為骨＞皮＞鰓＞內(nèi)臟＞肌肉。結(jié)果表明，海魚鰓、皮、內(nèi)臟的重金屬含量高于肌肉。

表1 海魚不同組織部位中重金屬的含量Tab.1 The content of heavy metals in different tissues of marine fishs 單位：mg/kg·ww

2.2 海魚肌肉中重金屬污染指數(shù)（見表2）

表2 海魚肌肉中重金屬污染指數(shù)Tab.2 Heavy metal pollution indexes in the muscle tissue of marine fishes

由表2 可知，從單因子污染指數(shù)分析，Cr、Hg 是無污染；Cd和Pb 處于輕微污染。從綜合污染指數(shù)分析，4種海魚都未受到重金屬的污染。

2.3 海魚重金屬安全性評價（見表3）

表3 海魚肌肉組織THQs值Tab.3 THQs value of marine fish muscle tissue

由表1 可知，4 種海魚肌肉中重金屬含量未超過食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)。由表3 可知，4 種海魚肌肉中Cd、Cr、Hg、Pb的THQs值均小于1，說明消費者食用這4種海魚不會帶來明顯的健康隱患。

3 討論

海魚富含人體必需的多種營養(yǎng)成分，是沿海居民十分重要的食物來源，每年消費量巨大。因此，評估海魚的重金屬污染狀況和食用安全風(fēng)險尤為重要。魚類體內(nèi)重金屬來源主要包括：（1）體表滲透作用，可能由此導(dǎo)致皮中重金屬含量高于肌肉；（2）腮膜吸附作用，魚類通過腮吸收溶解在水中的氧，同時將溶解在水中的重金屬離子吸收到體內(nèi)；（3）餌料攝食，由內(nèi)臟消化吸收[12-15]。進入魚體內(nèi)的重金屬，參與體內(nèi)的代謝過程，一部分組成魚體的結(jié)構(gòu)；一部分不易分解的重金屬，根據(jù)其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等的不同，長期滯留在魚體內(nèi)不同的組織、器官中。如魚體的鎘，經(jīng)化學(xué)作用后形成鎘硫蛋白蓄積于腎、肝中；鉛形成難溶性磷酸鉛沉積于骨骼中[16-19]。本研究中，海魚的鰓、內(nèi)臟、骨等不可食用部分雖重金屬含量較高，但對消費者造成的安全風(fēng)險較小。

通過單因子污染指數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，遼西沿海地區(qū)海魚肌肉中Cd、Pb為輕微污染。近年來，遼西沿海地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市規(guī)模快速發(fā)展，人為造成的重金屬污染物大量排入海洋，在海洋生物體內(nèi)不斷累積[20-21]。通過綜合污染指數(shù)和目標(biāo)危害系數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，4 種海魚的肌肉組織未受重金屬的污染，這4類海魚不會對消費者造成食用健康風(fēng)險，但食用時注意除去鰓、內(nèi)臟、鱗等組織部位。

4 結(jié)論

重金屬在海魚不同組織部位的分布不同，大體符合魚鰓、內(nèi)臟高于肌肉組織的趨勢，肌肉中檢測重金屬的含量未超過食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)。4種海魚肌肉中Cd和Pb為輕微污染程度。海魚肌肉中重金屬的綜合污染指數(shù)為無污染程度，目標(biāo)危害系數(shù)都小于1，消費者食用安全。