浙江沿海水产品无机砷和汞含量调查及膳食风险评估

孟春英，张小军，黄丽英，顾捷，梅光明

(浙江省海洋水产研究所，浙江省海水增养殖重点实验室，浙江 舟山，316021)

1 材料与方法

1.1 样品来源

样品来自浙江台州、温州和舟山地区的养殖企业及该区域的自然海域海捕产品。样品由养殖人员或海捕人员随机采集，选择商品规格基本一致的水产品，装入塑料自封袋中，在置于加有冰袋的保温箱中运回实验室。样品制备和保存按照SC/T 3016—2004《水产品抽样方法》进行[9]。

1.2 仪器与试剂

主要设备仪器：Prostar 210液相色谱泵,美国Varian公司;SA-10原子荧光形态分析仪,配SAP-10形态分析预处理装置，北京吉天仪器有限公司;AL204型电子天平,上海梅特勒-托利多仪器有限公司;IKA T18基本型漩涡振荡器,德国IKA公司;Centrifuge 5810台式高速离心机,德国艾本德公司;直接测汞仪(DMA80)。

主要试剂：CH3OH(色谱纯，Merk公司)，(NH4)2HPO4(色谱纯)，其他试剂均为优级纯，国药集团化学试剂有限公司生产。

1.3 汞和无机砷的测定

1.3.1 测定方法

无机砷的测定参照GB 5009.11—2014《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》[10]中液相色谱-原子荧光光谱法(liquid chromatography-atomic fluorescence spectrometry，LC-AFS)中的方法。汞的测定采用冷原子吸收法，仪器为直接测汞仪。

1.3.2 含量计算方法

样品中无机砷的浓度是亚砷酸根和砷酸根浓度的加和。单种形态含量计算公式见式(1)：

(1)

式中:p，单种待测物的含量，mg/kg；c，提取液中单种待测物的含量，g/L；V，提取液定容体积，mL；m,样品的称取量，g；n,稀释倍数。

样品中总汞的计算方法见式(2)：

(2)

式中:X，样品质量浓度，μg/kg；m1，样品中汞含量，ng；m0,空白试剂中汞含量；M,取样质量，g。

1.4 质量控制

试验过程通过采用20%平行双样，加标回收试验，确保检测数据的准确性和精密度。

1.5 汞和无机砷风险评估方法

1.5.1 汞和无机砷污染程度评价

采用单因子指数法评价汞和无机砷的污染情况，具体公式为见式(3)：

(3)

式中:Pi，单因子污染指数，Ci；水产品中可食部分中某种重金属含量，mg/kg；Si，某种重金属的评价标准值，mg/kg。

依据“海洋生物污染评价标准”[11]，当Pi<0.2时，表明重金属浓度符合正常范围，处于未污染水平；0.2≤Pi≤0.6时，表明处于轻污染水平；0.61.0时，则为重污染。重金属污染限值采用GB 2762—2012 《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[8]中的规定执行。

1.5.2 膳食风险评估

暴露风险商(HQ)是参照中国居民膳食结构与营养状况的调查，按照化学污染物膳食暴露量及耐受量的计算方法，计算水产品中重金属的膳食暴露量，并与联合国粮食及农业组织和世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)推荐的重金属元素耐受摄入量(provisional tolerable weekly intake, PTWI)进行比较，评价水产品中重金属的膳食暴露量是否处于安全范围内。通过计算水产品体内重金属的暴露风险商(HQ)来评价食用水产品可能导致的健康风险，HQ计算公式见式(4)和式(5)[12]：

(4)

式中：C，水产品中重金属含量,mg/kg；I，日膳食量，g/d；K，吸收率,按100%计算；人体体重，kg。

(5)

式中：E，每日暴露量，mg/d,E的计算公式见式(4)；PTWI，每周最大耐受量，mg/(kg×BW)。

针对总汞和甲基汞，JECFA将鱼贝类食品采用甲基汞PTWI值为0.001 6 mg/(kg×BW)[12-13]，无机砷的暂定PTWI参考 JECFA推荐值及相关文献为0.015 mg/(kg×BW)[13-15]。根据2009年浙江省食品药品监督管理局公布的《2008年浙江省城乡居民膳食结构调查报告》，通过对22个调查点共计9 798人的调查显示，浙江省居民鱼虾类每日的摄入量是108.5 g/d，假设每人每天摄入3种水产品，每种水产品的摄入量为36 g/d，即假设I为36 g/d，人体对重金属的吸收率K为100%，成人体重为60 kg[17-18]。如果HQ≤1，说明暴露人群没有明显的健康风险，反之，则存在健康风险[16]。

2 结果与讨论

2.1 常见水产品中无机砷含量

采自浙江温州、台州和舟山养殖企业及近海海域的247个样品进行无机砷测定(数据见表1)，由表1可知，247个样品中62个样品有无机砷检出，检出率为25.1%，且As(V)无检出。有检出的样品中贝类占88.7%。泥蚶的检出率为16.2%(最高含量为0.39 mg/kg)；缢蛏检出率为51.8%(最高含量为0.61 mg/kg)；青蛤的检出率为65.6%(最高含量为0.17 mg/kg)；海捕蟹的检出率为26.9%(最高含量为0.49 mg/kg)；海捕虾、鱿鱼、甲鱼、鱼类(包括黄姑鱼、黑鲷、大黄鱼、石斑鱼、鲈鱼)和鳖无机砷均未检出；贻贝共3个样品，均有检出(最高含量为0.07 mg/kg)。其中，无机砷含量较高的是缢蛏和青蛤。贝类产品对无机砷的富集能力要高于鱼虾类，这是由于贝类生活在底泥中，而重金属在底泥中的含量由于累积作用往往比相应的水体中的含量要高得多[20-22]。

表1 样品中无机砷测定结果Table 1 Determination results of organic arsenic in aquatic products

注：*包括黄姑鱼、黑鲷、大黄鱼、石斑鱼、鲈鱼；MAs表示样品中无机砷含量。

2.1.1 贝类无机砷含量

水产品中无机砷有检出的样品88.7%为贝类，且含量相对较高，具体贝类中各个物种的无机砷含量见图1。

图1 贝类中无机砷含量Fig.1 The content of inorganic arsenic in shellfish

由图1可知，缢蛏中无机砷含量为0.03～0.61 mg/kg，均值为0.22 mg/kg。泥蚶中无机砷含量为0.01～0.39 mg/kg，均值为0.10 mg/kg，青蛤中无机砷含量为0.04～0.17 mg/kg，均值为0.08 mg/kg。贻贝中0.03～0.07 mg/kg，均值为0.05 mg/kg。相对来说，缢蛏中无机砷含量最高，且有1个样品已超标，3个样品非常接近限定值，超标率为3.7%。泥蚶中88%的样品中无机砷的含量低于0.2 mg/kg。青蛤中100%的样品中无机砷的含量低于0.2 mg/kg。3个贻贝样品的含量都很低。

2.2 常见水产品中汞含量

2.2.1 贝类、甲壳类、头足类及鱼类汞含量比较

2016年浙江沿海常见水产品中汞含量中位数大小依次为鱼类>甲壳类>头足类>贝类(图2)。贝类含量0.01～0.14 mg/kg，甲壳类0.002～0.09 mg/kg，头足类0.01～0.07 mg/kg，鱼类(包括黄姑鱼、黑鲷、大黄鱼、石斑鱼)0.003～0.13 mg/kg。所有样品汞含量均小于GB 2762—2017 《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[8]中规定的限量值。因为鱼类在食物链中的等级高于贝类、甲壳类及头足类，且其多数以肉食类为主，故其体内累积的汞含量要略高于其他3类[19]。

图2 贝类、甲壳类、头足类及鱼类汞含量Fig.2 The content of Hg in shellfish, crustaceans,cephalopods and fish

2.2.2 贝类中汞含量

青蛤、泥蚶、缢蛏和贻贝4种贝类中汞含量中位数大小依次为泥蚶>缢蛏>青蛤>贻贝(图3)。在青蛤中，汞含量均低于0.04 mg/kg，且含量分布较集中，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%的样品中汞含量低于0.05 mg/kg。缢蛏中汞含量0.01～0.11 mg/kg，均值0.02 mg/kg。贻贝中汞含量非常接近，均值为0.01 mg/kg。泥蚶中汞高含量的样品数是最多的，其均值在贝类中也是最高的。

图3 贝类中汞含量Fig.3 The content of Hg in shellfish

2.2.3 甲壳类中汞含量

几种甲壳类汞含量中位数大小依次为青蟹>海捕蟹>红虾>梭子蟹>海捕虾>鹰爪虾(图4)。青蟹中汞含量为0.01～0.07 mg/kg，均值为0.04 mg/kg。海捕蟹中汞含量为0.003～0.05 mg/kg，均值为0.03 mg/kg。梭子蟹中汞含量为0.01～0.05 mg/kg，均值为0.02 mg/kg。鹰爪虾中汞含量在个体间几乎无差异，均值为0.01 mg/kg；海捕虾汞含量为0.01～0.09 mg/kg，均值为0.03 mg/kg，除去最高值外，含量分布呈哑铃型。红虾汞含量为0.01～0.06 mg/kg，均值为0.02 mg/kg，除海捕虾外，甲壳类水产品中汞含量在种间分布都较集中，青蟹中汞含量的均值最高。

图4 甲壳类中汞含量Fig.4 The content of Hg in crustaceans

2.2.4 头足类汞含量

头足类中汞含量中位数大小依次为乌贼>鱿鱼>章鱼(图5)。章鱼中汞含量为0.01～0.03 mg/kg，均值为0.02 mg/kg。鱿鱼0.01～0.07 mg/kg，汞含量在此范围内分布均匀，均值为0.03 mg/kg。乌贼为0.01～0.04 mg/kg，均值为0.03 mg/kg。

图5 头足类中汞含量Fig.5 The content of Hg in cephalopods

2.3 汞和无机砷含量比较

鉴于贝类体内无机砷和总汞均有检出，把缢蛏、泥蚶、青蛤和贝类体内汞和无机砷含量作对比，具体见图6。由图6可知，在缢蛏、泥蚶、青蛤和贻贝中，无机砷的含量均远高于汞，汞的含量在种间差异不显著(p>0.05)。缢蛏中无机砷的含量是分别是其他3种的2.1、2.8、4.5倍，因此，这4种贝类对无机砷的累积能力是有差异的，且差异显著(p<0.05)，同一物种中2种重金属的含量差异显著(p<0.05)。洪丽玉等[23]研究发现在同一养殖区的牡蛎中重金属的含量高于文蛤，而RAINBOW[24]指出，不同海洋生物对重金属的累积取决于重金属在生物体内的进出速率，相对速率的变化决定了某种生物可能对某种重金属有特定的累积。

图6 贝类中中汞和无机砷含量比较Fig.6 Comparison of mercury and inorganic arsenic in shellfish

刘欢等[25]研究了大连近岸海域、山东沿海、浙江沿海等地区的贝类发现也存在无机砷超标的问题。蒋长征[26]研究了宁波鲜活水产品重金属含量，发现砷也有超标样品，而汞无超标样品，本文的研究结果与上述研究结果一致。今后要加强对贝类特别是缢蛏和青蛤中无机砷的监督和检测。贝类、甲壳类、头足类和鱼类中汞均有异常值出现，汞的含量远远高于多数样品，因此今后要加强异常值归属地的水产品质量安全监督和检测，同时也要进一步检测这些地区水产养殖环境中汞含量，从源头杜绝重金属的污染。虽然无机砷的检出率低于汞，但其有检出的样品中无机砷的含量远远高于汞，一方面可能是某些水产品生长环境中无机砷污染程度高于汞，另一方面可能是水产品对无机砷和汞的消化吸收排出速率不同[27]，具体还需进一步了解无机砷和汞在水产品体内的吸收运转和累积规律。孙维萍等[28]研究了2006年秋季浙江沿海潮间带的贝类样品中重金属含量，并同时分析了采样点的水体和沉积物中重金属的含量，发现贝类体内砷元素含量与海水和沉积物中砷元素含量的相关性均不显著，这可能与贝类自身的生理机能或重金属的拮抗作用相关。而贝类(除牡蛎外)体内砷元素的含量与锌和铜元素存在明显的负相关关系，相关系数分别为-0.999和-0.887。但汞在生物体内的含量和表层海水中汞含量的分布趋势相一致，沉积物中重金属含量对其影响较小。根据2006年5～7月贝类体内重金属含量和海洋环境背景值的调查资料分析了海州湾、吕泗、嵊泗和舟山海产贝类重金属与环境中重金属含量之间的关系，发现生物体砷含量与环境砷含量没有明显的正相关关系，但水体中Hg含量与生活在该环境下的贝类生物体的Hg含量呈明显正相关，但沉积物中的重金属含量与贝类生物体重金属含量相关关系不明显，影响贝类体内Hg含量的主要因素是水体中的重金属而不是沉积物中的重金属[ 29]。虽然生物体内重金属的含量受环境中该物质含量的影响，但主要还是与生物种类及其生理特性密切相关。因此贝类体内无机砷和汞含量与环境中砷和汞含量的具体关系及贝类对不同重金属的消化吸收转运速率还需进一步研究。

2.4 汞和无机砷风险评估

2.4.1 汞和无机砷污染程度评价

采用单因子指数法评价汞和无机砷的污染情况，每种水产品体内总汞和无机砷含量按均值计算(表2、表3)。所检测样品中汞的污染指数Pi均小于0.2，因此汞含量属于正常范围，未受污染。在无机砷有检出的样品中进行污染评价，缢蛏和泥蚶体内的无机砷污染指数0.2≤Pi≤0.6，说明在这两种贝类中无机砷处于轻污染水平，但由于本文是仅对有检出的样品进行污染评价，说明仅有检出的缢蛏和泥蚶中无机砷处于轻污染水平，其他未检出的样品是健康可食用的，但仍需针对性的加强水产品质量安全的监督。青蛤、贻贝和海捕蟹均在正常范围内，未受污染。因此，总体来说，2016年度温州、台州和舟山的水产品中汞未受污染，仅部分缢蛏和泥蚶中无机砷处于轻污染水平，其他水产品中无机砷也未受污染。

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

表3 样品中无机砷的污染程度评价Table 3 The pollution (Pi) index of inorganic arsenic pollution factor in samples

2.4.2 膳食风险评估结果评价

甲基汞的含量按总汞含量的80%计算[3-5]。

由表4可知，成人食用的常见水产品中汞和无机砷的HQ值均远远小于1，说明2016年温州台州舟山的常见水产品中汞和无机砷的含量处于安全水平，成人日均食用36 g，不会危害人体健康。但重金属由于其一旦污染或进入食物链就很难消除，对重金属的累积程度或污染状况的监测和研究仍是非常必要的。李学鹏等[30]研究了杭州市近江市场食用贝类中重金属含量平均水平，发现汞和砷的状况良好。而孙惠玲等[31]等研究了大连市售水产品(淡水鱼、海水鱼、虾蟹、贝类)中重金属含量和暴露风险分析，发现砷存在一定程度的超标，汞未超标，食用孔鳐导致人体每周Hg摄入量的最大值与PTWI的比值即HQ值大于1，食用长牡蛎导致人体每周Cd摄入量的最大值与PTWI的比值即HQ值大于1，其他水产品中各种重金属每周摄入量的最大值与PTWI的比值即HQ值小于1，即处于安全水平。

注：“/”表示未检测。

3 结论

结合2016年度水产品质量安全监测数据可知，汞的检出率为100%，但所有样品中汞含量远远小于限量值，鱼类体内的汞含量最高，但与其他三类差别不大，说明在食物链中汞有一定程度的累积，还处于安全范围内。无机砷的检出率为25.1%，As(III)为主，As(V)无检出。海捕虾、鱿鱼、鱼类和鳖体内无机砷均未有检出。贝类中青蛤的检出率最高，缢蛏体内的无机砷含量均值最高，超标率为3.70%。所有样品中汞含量属于正常范围，未受污染，无机砷有检出的样品中，缢蛏和泥蚶体内的无机砷污染指数0.2≤Pi≤0.6，处于轻污染水平，其他样品中无机砷含量在正常范围内，未受污染。膳食风险评估结果显示所有样品中汞和无机砷的HQ值远远小于1，不会危害身体健康。