珠江河网水产品中菊酯类农药残留调查及健康风险评价

赵李娜, 赖子尼, 张威振,曾艳艺, 王超,杨婉玲, 李秀丽, 高原

1. 中国水产科学研究院珠江水产研究所农业部珠江流域渔业生态环境监测中心；珠江水域渔业生态环境监测与评价功能实验室，广州 510380 2. 上海海洋大学水产与生命学院，上海 201306

随着我国经济和社会的发展，人们越来越重视饮食结构，水产品成为人们饮食中不可或缺的一部分。水产品在给人们提供各种营养的同时，其中残留的各种有毒有害物质也可能给人体健康造成潜在危害。拟除虫菊酯农药是一种含有苯氧基的环丙烷酯的新型杀虫剂，具有广谱、高效、低毒和低残留等特点[1]。近年来被广泛使用在农田果蔬杀虫和渔业养殖中，它可通过农田排水、降雨淋洗进入水体[2]，也会因在渔业养殖中的大量使用(主要用于清塘、毒杀杂鱼和有害生物等)而残留在水体中，进入水体中的菊酯类农药(PYRs)不仅会对地表水造成污染，也会在水生生物体内富集，最终通过食物链进入鱼类和人体中，而造成潜在危害，研究表明，PYRs对哺乳动物具有神经、免疫系统、心血管和遗传等毒性作用[3],而对鱼类的毒性是哺乳动物和鸟类的1 000倍[4]。

目前，PYRs在水产品中的残留问题引起很多国家的重视。欧盟规定水产品中氯氰菊酯最高残留量为50 μg·kg-1，溴氰菊酯为10 μg·kg-1[5]；日本“肯定列表制度”中规定了鮭形目(大马哈鱼、虹鳟等)中氯氰菊酯、溴氰菊酯的最高残留量为30 μg·kg-1，其他鱼及水生动物均为10 μg·kg-1[6]。我国农业部公告第235号规定鱼肌肉中溴氰菊酯最高残留量为30 μg·kg-1[7]。

珠江河网是珠江流域许多鱼类的育肥场所，同时也是该临近海域许多海洋鱼类的洄游通道，因此珠江河网为珠江三角洲及港澳地区提供了丰富的水产品资源[8]。关于珠江河网水产品中多氯联苯[9]、滴滴涕、六六六[8-10]等有机物已有研究报道，而对目前被大量使用的PYRs在珠江河网水产品中的残留和风险评价尚未有报道。

本研究以7种PYRs为目标，采用超声波提取-气相色谱法对珠江河网一些地区水产品中残留的PYRs进行调查检测，并对人体PYRs进行食用暴露风险评价。

1 材料与方法(Materials and methods)

1.1 样品采集

在珠江河网设采集区域，包括新围，陈村、小塘、虎门、蕉门、磨刀门、鸡啼门和崖门，西江(分别为S1-S9)。

图1 珠江河网采样区域地理坐标Fig. 1 Location of sampling stations in the Pearl River Delta

样品采集在2012年8月，样品从研究区域内渔船或当地大型鱼市场随机购买，并经商家证实，鱼样是在当地附近水域收捕的使用底拖网采集鱼、虾、贝类三大类生物样品，现场冲洗干净，立即装入聚乙烯封口袋冷藏，在1 d内运回实验室处理。

挑选大小适中的鱼类13种、虾4种、贝类2种，每个种类选择3尾。其中，鱼类去鳞后，沿背脊取背部肌肉；虾去头、壳、附肢，取其肌肉；贝类去壳，取其壳内部分，每个样品匀浆后放置于-20 ℃冰箱低温保存，测定前将其解冻待用。采集的水产品种类及其分布见表1，其中新围采集到的水产品最大。

表1 检测物种及分布列表Table 1 Detectedspeciesand distribution

1.2 主要仪器、试剂及标准物质

仪器：旋转蒸发仪(RE 2000，上海亚荣生化有限公司)、超声波清洗仪(SB-5200DT，德国Heidolph公司)、高速冷冻离心机(LGR20-W，北京京力离心机有限公司)、马弗炉(HG-10-4B，上海禾工科学仪器有限公司)、HP6890气相色谱仪(美国安捷伦科技有限公司)。

试剂：无水硫酸钠、中性氧化铝(650 ℃马弗炉干燥4 h，在干燥器中冷却至室温，待用)，正己烷(色谱纯)、乙腈(色谱纯)购自广州化学试剂厂。

菊酯类农药标准物质：联苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯，均为100 μg·mL-1，1 mL，均购自国家标准物质研究中心。

1.3 菊酯类农药的测定与分析

1.3.1 样品的提取与净化

样品的提取、净化和预处理过程参照《海洋监测规范》中规定的方法[11]，并根据预实验结果调整了分析测定方法，具体如下。

提取：准确称取5.00 g已经匀浆好的肌肉样品置于50 mL离心管中。加入20 mL正己烷，漩涡2 min混匀后，相对离心力3 420×g条件下离心10 min，将上层有机相转移至50 mL离心管中。再向样品中加入20 mL正己烷，重复上述提取步骤。合并提取液，45 ℃蒸干，残余物加入10 mL正己烷(用乙腈饱和)，盖塞振荡混合2 min，充分混合提取脂肪，然后在相对离心力1 520×g条件下离心5 min，除去上层正己烷相。再向乙腈相中加10 mL正己烷，重复提取1遍，弃去正己烷相。合并乙腈相。

净化：在层析柱内放入少许脱脂棉，依次加入约2 g无水硫酸钠，3 g中性氧化铝，约2 g无水硫酸钠，敲实。用10 mL正己烷对层析柱进行预淋洗，将有机相转移至层析柱中，并分别用3 mL正己烷洗涤浓缩瓶3次，洗涤液并入层析柱中。以正己烷10 mL淋洗液淋洗层析柱，合并淋洗液于旋转蒸发器的浓缩瓶中，在50 ℃以下旋转蒸发浓缩至近干，用正已烷定容至1 mL，待测。

1.3.2 测定条件

采用63Ni电子捕获检测器(ECD)；色谱柱为HP-5柱30 m×0.32 mm×0.25 μm，石英毛细管柱。气化室和检测器温度分别为260 ℃和310 ℃，升温程序：初始温度150 ℃，保持2 min，然后以15 ℃·min-1升温至200 ℃保持1 min，再以10 ℃·min-1升温至280 ℃，恒温5 min。载气为99.999%高纯氮气，流量：2.9 mL·min-1，线速度：52 cm·s-1；恒压，压力为17 psi，进样口无分流，进样10 μL。

1.3.3 方法的回收率及精密度

采用外标法分析样品中目标物的含量，通过基质加标、样品空白及平行样品进行质量保证与控制，添加回收率指示物为联苯菊酯、甲氰菊酯、氯菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯7种农药的混标。结果显示，水生动物中菊酯类农药回收率69.51%～92.51%，相对标准偏差1.28%～6.83%(n=3)。采用五点标准曲线法定量分析(R2>0.99)，每做16个样品就重做一次标准曲线以减少仪器误差。

1.3.4 数据分析

采用统计软件SPSS18.0和Excel进行相关的数据分析统计和作图。

2 结果与分析(Results and analysis)

2.1 鱼类肌肉中菊酯类农药残留量

珠江河网所采集的13种鱼类的PYRs质量分数见表2。鱼类肌肉中PYRs检出率为81.5%，质量分数介于ND～3.03 μg·kg-1，平均值为0.90 μg·kg-1。所检测的鱼类中，鲻(MugilcephalusLinnaeus)对PYRs的富集量最高，为3.03 μg·kg-1，其次是花鲈(Lateolabraxjaponicus(Cuvier et Valenciennes))，为2.24 μg·kg-1。

珠江河网肉食性鱼类肌肉中的PYRs质量分数范围介于0.08～2.24 μg·kg-1，平均值为0.89 μg·kg-1，杂食性鱼类肌肉中的PYRs质量分数范围介于ND～3.03 μg·kg-1，平均值为0.67 μg·kg-1。

表2 不同食性鱼类肌肉中菊酯类农药质量分数Table 2 Pyrethroidsmass fraction in different fishes

注：ND为未检出，最低检出限为0.1 μg·kg-1，以湿重计；杂食性Omnivorous(O)，肉食性Carnivorous(C)

Note : ND is not detected, the minimum detection limit of 0.1 μg·kg-1-1, wet weight

2.2 虾、贝类体内菊酯类农药的残留检测

采集的虾类有4种，分别为白虾(PalaemoncarincaudaHolthuis)、罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)、近缘新对虾(Metapenaeusaffinis)和斑节对虾(PenaeusmonodonFabricius)，贝类有2种，分别为蛤(Venerupisvariegata)、河蚌(Anodonta)。虾类肌肉的PYRs检出率为100%，质量分数介于0.05～1.13 μg·kg-1，平均值为0.41 μg·kg-1。斑节对虾对PYRs的富集量最高，罗氏沼虾最低。贝类肌肉的PYRs检出率为100%，质量分数介于0.69～1.20 μg·kg-1，平均值为0.99 μg·kg-1。蛤对PYRs的富集量最高，河蚌最低。

2.3 珠江河网水产品中内菊酯类农药的组成特征

珠江河网水产品中PYRs的组成特征见图2。所采集的13种鱼类中，7种PYRs检出率最高的是氯菊酯，达到100%，其次是高效氯氟氰菊酯和联苯菊酯，检出率分别为76.9%和69.2%，氰戊菊酯和溴氰菊酯的检出率最低，为15.4%。检出量最高的是氯菊酯，占总菊酯含量的52.2%，其次是甲氰菊酯和联苯菊酯，分别占总菊酯含量的22.2%和13.6%。

所采集的4种虾类中，除联苯菊酯的检出率是75%外，其他菊酯的检出率均为100%。溴氰菊酯的检出量最高，占总PYRs含量的33.0%，其次是甲氰菊酯和氯菊酯，分别占PYRs总含量的21.1%和20.7%。

所采集的2种贝类中，各种PYRs的检出率均达到100%。氯菊酯的检出量最高，占PYRs总含量的55.4%，其次是高效氯氟氰菊酯和联苯菊酯，分别占PYRs总含量的14.6%和12.4%。

几种氯菊酯含量较高的鱼类比较见表3，不论从氯菊酯占的百分比还是从检出量来说，氯菊酯在日本鳗鲡中都相对很高，故可用日本鳗鲡来作为氯菊酯污染的指示生物。

表3 不同鱼类体内氯菊酯的含量Table 3 Contentsof permethrin in different fishes

图2 珠江河网鱼类体内内菊酯类农药含量分布Fig. 2 Contents distribution of permethrin of fishes in the Pearl River Delta

3 讨论(Discussion)

3.1 鱼类肌肉中PYRs残留分析

对珠江河网杂食性鱼类和肉食性鱼类肌肉中PYRs的残留分析比较可知，肉食性鱼类花鲈、七丝鲚(CoiliagrayiRichardson)肌肉中PYRs质量分数较高，这可能与它们的食性和生活习性有关，肉食性鱼类处于食物链的后端或高营养级，在食物链的物质流动和传递过程中，PYRs含量会通过食物链而被富集放大，从而对生物造成潜在危害[12-14]。花鲈生活在水体中下层，其体内PYRs直接受到沉积物及悬浮颗粒物影响，花鲈捕食底栖生物或有机泥沙颗粒，容易富集亲脂性有机物。杂食性鱼类如鲻、花鰶(Clupanodonthrissa, Linnaeus)肌肉中的PYRs质量分数也较高(鲻、花鰶肌肉中菊酯质量分数分别为3.03 μg·kg-1和2.00 μg·kg-1)，但平均水平低于肉食性鱼类。

8月份珠江河网水体中PYRs质量分数介于ND～0.43 μg·L-1，平均值为0.07 μg·L-1，沉积物中PYRs质量分数介于ND～0.05 μg·kg-1，平均值为0.02 μg·kg-1，珠江河网水产品中PYRs质量分数介于ND～3.05 μg·kg-1，平均值为0.80 μg·kg-1，水体、沉积物中PYRs的质量分数都远远小于其在水产品中的质量分数，表明水体生物是PYRs的最终归宿。城镇居民生活污水和工业废水大量排入三角洲河道中，致使河道中PYRs含量增高，进入水体中的PYRs通过悬浮颗粒物沉积到底泥中，最终富集在水生生物体内。

联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)对农药在食品中残留量的有关规定，其中指出除虫菊酯在鱼(干)体内的最大允许残留量是3 mg·kg-1，珠江口检测的鱼肌肉样品中PYRs最高质量分数为3.03 μg·kg-1(以湿重计)，假如鱼类肌肉中的含水率为70%，换算成干重，最高质量分数为101 μg·kg-1，远远小于3 mg·kg-1，虽然所采集样品PYRs均远低于有关规定，但所检测的水生动物中农药检出率很高，因此PYRs对水生动物的潜在危害不可忽略。

3.2 虾、贝类体内PYRs的残留分析

由检测结果可知，PYRs质量分数在不同水生动物体内是：贝类>鱼类>虾类，一方面，贝类为底栖滤食性动物，摄取水底层悬浮颗粒物，PYRs为亲脂性有机物，主要汇集在悬浮颗粒物及底泥中，贝类通过摄取悬浮颗粒物使体内PYRs含量增高。

3.3 珠江河网水产品中PYRs组成特征分析

水生动物对不同PYRs富集情况不同，一方面与不同生物对PYRs在其体内固有的代谢能力有关，氯菊酯在鱼类和贝类中检出最高，说明氯菊酯易在脂肪含量高的生物中累积，溴氰菊酯在鱼类和贝类中检出最低，但它在虾类中检出最高，说明溴氰菊酯可能在鱼类和贝类体内的环境中易降解，在虾的体内环境易累积。另一方面是与Kow值和环境中菊酯含量有关。氯菊酯、甲氰菊酯和溴氰菊酯的logKow值分别为6.5、6.0和6.1[15]，环境中的氯菊酯含量也较高，氯菊酯在珠江河网沉积物的菊酯类农药中占主要成分，氯菊酯被珠江河网地区周边居民作为卫生除虫剂应用，它会随着雨水冲刷进入珠江三角洲水体环境中[16]，水体环境中的氯菊酯最终通过生物富集进入水产品中。鱼体中的菊酯类农药污染丰度体现了不同种类的菊酯的亲脂性大小。

3.4 食用暴露风险评价

对于一般人来说，饮食是环境中的PYRs暴露的最主要途径[17]。对珠江河网人体PYRs进行食用暴露风险评价[18]。根据珠江河网水产品中PYRs的残留量和水产品的消费量，可计算珠江河网饮食中PYRs的暴露水平。

按水产品中PYRs最低浓度和最高浓度分别进行食用暴露风险估计，珠江河网水产品中PYRs的最低浓度和最高浓度是0.01 μg·kg-1和3.03 μg·kg-1，以最低浓度和最高浓度计算得到人们通过膳食该地区水产品每天暴露于PYRs的量分别为1.11×10-8mg·(kg·d)-1和3.36×10-6mg·(kg·d)-1。

联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)提出的菊酯农药的RfDig为0.04 mg·kg-1·d-1，根据上式计算得到珠江河网水产品中PYRs的年暴露风险指数为3.96×10-13～1.21×10-10a-1，每年每百万人中不会超过1人会因食用水产品而产生健康风险。此风险水平远低于人体健康危害最大接受风险水平(10-6a-1)[20]，因此，成年人日均摄入66.6 g水产品暴露的菊酯农药的量可能会对健康构成威胁。反过来也可以计算水产品的安全消费量，按珠江河网水产品中菊酯类农药的最高浓度计算，成年人每天进食水产品小于5.54 × 104kg·d-1，水产品中的菊酯类农药不会对成年人造成健康威胁，显然成年人每天的水产品消费量远远小于安全消费量(5.54×104kg·d-1)。

综上所述，可以得出：

(1)珠江河网水产品中PYRs质量分数介于ND～3.05 μg·kg-1，菊酯农药在不同水生动物中分布不同，可能与其食性和生活习性有关。

(2)氯菊酯在珠江河网水产品中的检出率最高，达到100%，虾类和贝类中菊酯的检出率均很高；氯菊酯在鱼类肌肉和贝类中的检出量最高，溴氰菊酯在虾类中检出量最高。菊酯农药在水生动物中的富集可能与不同生物对菊酯在其体内固有的代谢能力和Kow有关。

(3)珠江河网水产品中PYRs的年暴露风险指数为3.96×10-13～1.21×10-10a-1，每年每百万人中不会超过1人会因食用水产品而产生健康风险，此风险水平远低于人体健康危害最大接受风险水平(10-6a-1)。

致谢：感谢庞世勋老师及其他人在实验过程中的帮助！

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