大连地区海洋生物中重金属Pb和Cd对人体健康的潜在风险评价

杨婷婷，王璐，尚宏鑫，田斌

（大连市水产技术推广总站，辽宁　大连　116023）

海洋生物以其鲜美的口味，富含各种人体必需的微量元素、不饱和脂肪酸等营养成分，成为沿海地区十分重要的食物来源和优质食品[1]。然而，从近年来在很多沿海城市陆续展开的海洋生物中重金属污染调查工作结果可以看出，不同区域海洋生物重金属含量存在一定差异，但总体而言，都不同程度地存在重金属污染问题，从而危害食用人群[2-5]。其中有研究结果表明重金属 Pb、Cd污染问题带来的人体健康有害效应已引起人们的高度重视，由于海洋生物独特的生物特性，会将环境中具有高毒性的重金属通过食物链富集并传递作用到人体[6-7]。因此，加强对有害重金属的监测就显得尤为重要。

该研究调查了大连地区经济价值高且人们比较喜欢的常见11种海洋生物，测定分析其可食用部分重金属Pb、Cd的含量状况，评价该地区海洋生物重金属污染情况及人类食用潜在健康风险，并为合理控制该地区重金属污染提供科学依据。

1　材料与方法

1.1　样品采集

根据大连市主要海洋生物养殖区及生产季节，分别于2017年3—11月在各养殖区随机对海洋生物进行采样。采集大连地区代表性养殖品种，包括软体类（菲律宾蛤仔、虾夷扇贝、栉孔扇贝、贻贝、牡蛎）和鱼类（鲐鱼、鲅鱼、鮟鱇、小黄鱼、梭鱼、玉筋鱼）。采集方法按照GB 17378-2007《海洋监测规范》执行[8]。

1.2　样品处理

在实验室内，为避免样品被污染，取样及碎样等工具及器皿均先消毒处理[9]。用医用不锈钢刀取软体类和鱼类可食用部分，用捣碎机捣碎[10]、混匀，准确称取（2±0．001）g糜状鲜样，在 60 ℃下，于烘箱中干燥48 h，得到恒定干重并计算含水率，并据此进行干重与鲜重的转化。烘干样品用HNO3-HClO4消化，冷却后定容，混匀。

1.3　测定方法

测定方法按照GB 17378-2007《海洋监测规范》[8]采用石墨炉原子吸收光谱法测定Pb、Cd。

1.4　污染指数评价方法

1.4.1单因子污染指数法单因子指数法是利用实测数据和标准对比分类进行污染评价[11]。下式①为利用此法来评价海洋生物中各种重金属的污染状况计算公式：

①Pi=Ci/Si

式中，Pi表示第i项污染因子的质量分指数，Ci表示污染因子的检测数据值，Si表示第i项污染因子的评价标准值（采用海洋生物评价标准）。当Pi＜0.2时，表明处于重金属正常浓度值范围；当0.2≤Pi≤0.6时，表明处于重金属轻污染状态；当0.6＜Pi＜1.0时，表明处于重金属中度污染第i项状态；当Pi≥1.0时，表明处于重金属重度污染状态[12]。

1.4.2金属污染指数法采用金属污染指数（XMPI）对海洋生物中重金属含量进行综合评价[13]。下式②为XMPI的计算公式：

式中，Cn表示第n项污染因子的浓度值。

1.5　重金属的摄入量及对健康造成的风险评价

该研究通过重金属每周评估摄入量（EWI）[14-15]来评估该地区居民从海洋生物中摄入的重金属的量，下式③为计算公式：

式中，c表示金属离子的浓度；FIR表示摄食率，根据联合国粮农组织（FAO）的统计数据，软体类为每人每天9.8 g、鱼类为每人每天36 g；BW表示体质量（60 kg）[16]。世界卫生组织（WHO）制定每周允许摄入量Pb为25 μg/（kg·bw）、Cd为7 μg/（kg·bw）。

研究同时通过危害商数法（THQ）用于评价暴露于污染物对人体健康产生的风险水平，该方法假设烹饪前后污染物含量未发生改变，将污染物人体摄入剂量与标准限值的比值作为评价标准，如果该比值小于安全基准值1，说明暴露人群没有明显的非致癌健康风险，反之，则存在非致癌的健康风险[16]。下式④为计算公式：

其中，EF表示暴露频率（365 d/年）；ED表示暴露年限（70年）；RFD表示口服参考剂量［Pb为4×10-3mg/（kg·bw·d），Cd为1×10-3mg/（kg·bw·d）］；TA为非致癌源的平均暴露时间（365 d/年×ED）；FIR和BW表示同式③。

2　结果与分析

2.1　海洋生物中重金属含量

11种海洋生物重金属Pb、Cd含量测定结果如表1所示。参照标准为GB 2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》[17]和NY 5073-2006《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》[18]中相关重金属卫生限量。所采集的样品中栉孔扇贝和贻贝Cd含量超出NY 5073-2006标准，其他重金属Pb、Cd测定含量符合相应标准，未超标。

对于Pb，各类生物体含量跨度比较小，整体范围在未检出～0.33 mg/kg。符合海洋环境中Pb处于较低浓度水平的结果[19]。

对于Cd，不同软体类生物含量之间差异性较大，整体高于鱼类，含量范围为0.15～1.9 mg/kg，均值为0.69 mg/kg，而在鱼类生物体内含量变化幅度比较小，均值仅为0.010 mg/kg，含Cd最高的是栉孔扇贝，其次是贻贝，在多种鱼类体内未检出。软体类生物富集重金属的能力已经被很多的研究者报道[20-22]。Amiard-Triquet等[25]认为多数情况下，生物体内的重金属含量和其所处的营养级并不相关，而是取决于其生理特性以及金属的生物功能，生物的摄食行为、解毒机制及代谢机制和金属的物理化学形态对金属的生物蓄积特性起决定作用。Bustamante等[23]提出生物体内绝大多数Cd的存在和细胞中的溶酶体及细胞溶质蛋白有关，这两种蛋白在生物体对Cd存储和解毒过程中起着关键作用。Tessier等[24]指出，和其他水生生物一样，某些软体类不能很好的调节体内Cd的含量而往往造成富集。但该文松测结果水平依旧符合安全标准范围。

表1　各海洋生物中Pb、Cd含量

2.2　海洋生物重金属污染程度评价

11种海洋生物采用Pi评价重金属污染程度，并利用XMPI比较重金属污染程度差异，评价结果如表2所示。对于Pb，所有生物体中含量尚处于正常浓度值范围。对于Cd，软体类样品中栉孔扇贝中含量属于中度污染水平，贻贝、牡蛎、虾夷扇贝中含量属于轻污染水平，菲律宾蛤仔含量处于正常浓度值范围。由XMPI计算结果，各种海洋生物富集重金属Pb、Cd的能力大小顺序为：栉孔扇贝＞虾夷扇贝＞牡蛎＞梭鱼＞贻贝＞菲律宾蛤仔＞鮟鱇＞小黄鱼＞玉筋鱼＞鲅鱼＞鲐鱼。

2.3　重金属摄入对健康造成的风险评价

摄食海洋生物已经成为人类暴露于各种化学污染物中的重要途径之一[26]，由此引起的安全风险问题亟待探究。海洋生物对Pb、Cd的每周评估摄入量（EWI）和危害商数（THQs）如表 3所示，食用海洋生物对重金属的每周评估摄入量分别是Pb:0～0.42 μg/(kg·bw)，Cd 0～2.1μg/(kg·bw)，皆低于 WHO 制定的人类暂定每周允许摄入量。各海洋生物Pb、Cd的危害商数都小于安全基准值1，说明暴露人群没有明显的非致癌健康风险。

表2　各海洋生物重金属单因子污染指数（Pi）与重金属污染指数（XMPI）

3　结论

该研究调查了大连地区经济价值高且人们比较喜欢的常见11种海洋生物，测定分析其可食用部分重金属Pb、Cd的含量状况，评价该地区海洋生物重金属污染情况及人类食用潜在健康风险，并为合理控制该地区重金属污染提供科学依据。其中栉孔扇贝和贻贝Cd含量超出NY 5073-2006标准，其他重金属Pb、Cd测定含量符合相应标准，未超标。重金属污染指数评价结果表明，对于Pb，所有生物体中含量尚处于正常浓度值范围。对于Cd，软体类样品中栉孔扇贝中含量属于中度污染水平，贻贝、牡蛎、虾夷扇贝中含量属于轻污染水平，菲律宾蛤仔含量尚处于正常浓度值范围。XMPI计算结果表明，栉孔扇贝重金属污染程度最高，鱼类污染程度较低，各种海洋生物富集重金属Pb、Cd的能力大小顺序为：栉孔扇贝＞虾夷扇贝＞牡蛎＞梭鱼＞贻贝＞菲律宾蛤仔＞鮟鱇＞小黄鱼＞玉筋鱼＞鲅鱼＞鲐鱼。从人类食用潜在健康风险角度看，食用大连地区海洋生物对Pb、Cd的每周评估摄入量皆低于WHO制定的人类暂定每周允许摄入量。各海洋生物Pb、Cd的危害商数都小于安全基准值1，说明暴露人群没有明显的非致癌健康风险。

表3　海洋生物对Pb、Cd的每周评估摄入量（EWI）和危害商数（THQs）