中华绒螯蟹中石油烃风险评估

关 丽，蔺翠翠，郑怀东，刘学光，唐治宇，周艳明

( 辽宁省水产品质量安全检验检测局，辽宁 沈阳 110031 )

随着石油产业的迅猛发展，石油所带来的污染也越来越严重。不仅会造成经济损失，也会损害生态环境，更甚者直接危害人类生命。特别是石油烃衍生出的多环芳烃被水生生物吸收后，能在体内富集，对水生生物毒性很强，并能通过食物链最终危害人类健康；恶化的水质用来灌溉土壤可造成土壤毒化，石油烃等有毒物质通过农作物和地下水进入食物链，也将最终危害人类健康。有研究表明，许多石油类产品与人体接触后都会危害人的神经系统、呼吸系统、造血系统、皮肤和黏膜等，从而导致人体中毒[1]。目前，有关石油烃的含量调查及污染评价报道较多，直接对石油烃的风险评估报道较少，大多是针对石油烃中多环芳烃进行的风险评估。王群等[2]探讨了石油烃对水产品质量安全影响及其对人体健康的风险评估；张海燕[3]对水产品中石油烃进行了测定及风险评估初探；郑关超等[4]对环渤海地区养殖水产品中多环芳烃进行了测定和健康风险评估；董继元等[5]采用多介质—多途径暴露模型评价了上海市居民暴露于多环芳烃的暴露量及由此导致的健康风险；秦宁等[6]利用概率风险评价和蒙特卡罗模拟方法分析了巢湖水体及水产品中16种优控多环芳烃对人体的健康风险及其不确定性；佟瑞鹏等[7]基于蒙特卡罗模拟定量评估了土壤中的16中多环芳烃对上海居民的健康风险水平；王震[8]对辽宁地区土壤中多环芳烃的污染特征、来源和致癌风险进行了分析。可以看出，石油烃风险评估涉及水体、土壤和食品等多个介质，但针对中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)中石油烃的风险评估却未见报道。

中华绒螯蟹因其肉质鲜嫩、风味独特而成为辽宁省的特色产品，是重要的出口水产品，具有很高的经济价值。辽宁省中华绒螯蟹主产区地处辽河平原南部的辽河三角洲核心地带，地下蕴藏着丰富的油气资源。随着人们对水产品安全意识的增强，中华绒螯蟹产品的质量及其对人类健康的影响，也逐渐引起人们的重视。笔者研究辽宁省中华绒螯蟹中石油烃的含量，并对其进行初步的风险评估，就以食用中华绒螯蟹为途径的石油烃膳食暴露对辽宁省居民的健康影响，为降低石油烃的摄入风险和中华绒螯蟹的合理饮食提供参考性的建议。

1 材料与方法

1.1 样品采集及制备

2013—2016年连续4年于9—10月中华绒螯蟹上市期，采集了50、98、98、100个成蟹样品，每个样品采集2.5 kg，取性腺、肝胰脏和肌肉等可食部分，混合搅匀后待测。

1.2 检测与评价标准

采用《海洋监测规范》[9]中荧光分光光度法进行中华绒螯蟹中石油烃的测定。方法检出限为1.0 mg/kg，对未检出的样品，并且未检出样品数量占总检测样品数的比例少于60%，按照世界卫生组织和美国环境保护署建议的处理方法，取1/2检出限即0.5 mg/kg计算[10-11]。检测结果参照《无公害食品 水产品中有毒有害物质限量》[12]中限量标准值15 mg/kg来进行评价。

1.3 风险评估方法

根据污染物对人体的健康风险可分为非致癌性和致癌性效应。非致癌风险，定义为由暴露造成的长期日摄入剂量与参考剂量的比值，用危害商表示[13-14]。参考剂量是指人体在该暴露剂量下不会产生非致癌性有害效应。美国环境保护署已建立确定各种污染物的参考剂量的方法，即为最敏感反应时的暴露量[15]。致癌风险，定义为长期的每日摄入剂量与癌症斜率因子的乘积，表示暴露于该种物质而导致的一生中超过正常水平的癌症发病率，用致癌风险指数表示。一般认为非致癌风险是阈值效应，只有大于某一阈值时该效应才会发生[13]。致癌危害被认为是无阈值效应，即使暴露的剂量很小也可能对人体健康产生不利影响。根据美国环境保护署推荐的健康风险评价方法，对辽宁省居民石油烃暴露健康风险进行评估。

1.3.1 风险评估软件

应用基于蒙特卡罗模拟技术的@risk 6.0定量风险评估专用软件，且评估中使用的参数对应的概率分布采用@risk 6.0提供的标准分布函数来显示。

1.3.2 膳食暴露模型

通过石油烃日摄入量进行暴露评估，根据石油烃在中华绒螯蟹中的残留含量和人群膳食消费量，初步估算石油烃的膳食总摄入量。

膳食摄入量公式如下[14,16]：

式中，CDI为长期食用中华绒螯蟹途径带来的石油烃日摄入量[mg/(kg·d)]；Ci为中华绒螯蟹中污染物暴露质量浓度(mg/kg)；AR为肠道吸收速率(生物有效性)，利用公式AR=(1.9×Clipid+34.2)%[17-18]，Clipid为脂肪含量，计算生物有效性；IR为每人日均中华绒螯蟹摄入量(kg/d)；ED为暴露年数(a)；EF为暴露频率(d/a)；BW为平均人体体质量(kg)；AT为拉平时间(d)。

1.3.3 风险描述方法

本研究采用危害商定量评估食用中华绒螯蟹为唯一途径的非致癌健康风险，采用致癌风险指数评估致癌健康风险[13]，计算公式如下：

CRI=CDI×CSF

式中，HQ为危害商，CRI为致癌风险指数，CDI为人体中石油烃的每日暴露量[mg/(kg·d)]，RfD为参考剂量[mg/(kg·d)]，CSF为癌症斜率因子[(kg·d)/mg]。

参考剂量参照美国总石油烃工作组[19]划分的石油馏分的参考剂量，即将石油烃分为13种馏分，并对每一组馏分提出了参考剂量，其中包括脂肪族馏分6种，芳香族馏分7种，芳香族各馏分参考剂量详见表2。用危害商表征食用中华绒螯蟹的石油烃非致癌性膳食风险大小，当危害商<1时，可认为石油烃对暴露人群无明显的健康风险；当危害商>1时，可认为石油烃对暴露人群存在健康风险。用致癌风险指数表征食用中华绒螯蟹的石油烃致癌性膳食风险大小，美国环境保护署对致癌物质可接受风险水平为10-6～10-4，即可接受致癌风险水平下限为10-6，上限为10-4[20]。

2 结果与分析

2.1 数据来源

2.1.1 中华绒螯蟹产品中石油烃的质量浓度

2013—2016年连续4年采集并监测了346个上市期中华绒螯蟹样品，石油烃平均含量为7.27 mg/kg，含量为未检出～36.23 mg/kg，检出率为97.1%，超标率为4.9%，具体检测结果见表1。

表1 2013—2016年中华绒螯蟹中石油烃污染情况

注：ND为未检出.

利用@risk软件，将中华绒螯蟹中石油烃检测数据进行分布拟合成数学模型，函数曲线的拟合优度运用Chi-Squared、Anderson-Darling和Kolmogorov-Smirnov 3种检验方法进行检验，结果表明，中华绒螯蟹中石油烃含量检测数据比较符合韦伯分布，记为Risk Weibull(1.5567, 8.0882)，50%、90%、95%百分位值分别是6.391、13.821、16.366 mg/kg。

为保证膳食暴露评估结果能最大程度地保护人群健康，本研究的石油烃质量浓度值假设了加工前后石油烃污染量未发生变化。

2.1.2 每人日均中华绒螯蟹摄入量

由于缺乏中华绒螯蟹的膳食数据，鉴于消费时不同水产品品种之间可相互替代，并且因为中华绒螯蟹为当地特色产业，有可能是当地居民特定时间水产品的主要消费种类，考虑到更好地保护居民膳食安全的需要，以辽宁省城乡居民膳食营养与健康状况调查中每人每日鱼虾的摄入量38.1 g[21]作为中华绒螯蟹的摄入量，即0.0381 kg/d，但由于中华绒螯蟹中可食部分仅占中华绒螯蟹毛质量的1/3，因此实际摄入量以0.0127 kg/d计。

2.1.3 生物有效性

并非摄取的污染物均可被生物利用[22]，仅有被人体胃肠吸收的污染物才可为生物利用，会对人体产生健康风险。以文献[17-18]中多环芳烃的胃肠吸收速率(生物有效性)代替石油烃的生物有效性，经查证，蟹类腹部、大螯和附肢肌肉的脂肪含量均值为0.77%[23]，计算采用的生物有效性为35.66%。

2.1.4 其他暴露参数

(1)暴露年数：参照美国环境保护署风险分析手册中相关数据，终身暴露持续时间平均为70 a[24-25]。

(2)暴露频率：通常参照美国环境保护署数据，取350 d[24-25]，但由于中华绒螯蟹的季节性，每年9—10月是中华绒螯蟹的上市期，也是主要的食用时间，其余时间除特殊节假日外食用量均较少，因此采用每年4个月的时间，即365 d/3≈122 d为实际暴露频率。

(3)平均人体体质量：成年体质量来源于2002年“中国居民营养与健康状况调查”，按60 kg计[26]。

(4)拉平时间：总平均暴露时间，拉平时间=365 d/a×70 a(暴露年数)[25]。

2.2 健康风险评估

由于荧光分光光度法测定石油烃时，仅对含有不饱和官能团的化合物有响应，检出的石油烃总量不包括饱和石油烃。虽然饱和烃占原油和燃料油的比例为50%～70%[3]，而烯烃比例较小，仅占总量的百分之几，但饱和烃和烯烃毒性均较低，只有在大剂量或高含量情况下才能对人体和水生生物产生明显的损害。而芳香烃类占原油的16.5%～21.9%[27]，但毒性明显大于饱和烃和烯烃。因此为避免低估石油烃的潜在健康风险，将检出的总石油烃全部认定为芳香族馏分来进行风险评估。

2.2.1 非致癌风险

2.2.1.1 点评估

利用中华绒螯蟹中石油烃的含量均值7.27 mg/kg，每人中华绒螯蟹日均摄入量0.0127 kg/d及暴露的其他参数，计算每组馏分的暴露量，参照表2中的参考剂量计算危害商。由表2可知，芳香族馏分的比例和其参考剂量均很低，各个馏分的危害商也很小，总石油烃的危害商为0.0052，远远小于1，说明石油烃对暴露人群无明显的健康风险。点评估作为一种保守估计，不能提供暴露量的可能范围。

表2 风险评价结果

2.2.1.2 概率评估

苯和苯并(a)芘,因其毒性和致癌性常常被用作石油烃毒性的指示物。因此对苯和苯并(a)芘所在的馏分即>5～7和>16～21碳当量馏分采用概率模型的形式来定量评估石油烃对人类健康的风险，用以表现群体中不同风险等级的可能性或者表征暴露评估中的不确定性。应用概率分布可以很大程度上消除极值的影响，计算的污染物摄入量能更真实、全面地反映污染物暴露水平，较点评估而言，大大提高了膳食暴露评估的精度。利用基于蒙特卡罗模拟技术的@risk软件，随机从中华绒螯蟹中石油烃含量分布中抽取数值，计算居民食用中华绒螯蟹途径的石油烃膳食风险概率分布，每次模拟过程迭代次数为10 000次，危害商分布情况见图1、图2，苯所在馏分的危害商的平均值为0.0000934，90%、95%百分位点的危害商值分别为0.000202和0.000239，苯并(a)芘所在馏分的危害商的平均值为0.00125，90%、95%点位的危害商值分别为0.00269和0.00319，苯和苯并(a)芘的平均暴露和高暴露水平危害商均远小于1。结果表明，辽宁省居民仅通过食用中华绒螯蟹途径摄入石油烃没有对人类健康造成非致癌风险。

2.2.2 致癌风险

石油烃中的多环芳烃，尤其是4环以上的化合物，许多均有致癌、致畸和致突变性质[28]。16种多环芳烃中苯并(a)芘、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、二苯并(a,h)蒽和茚并(1,2,3-cd)芘7种被列为B2级致癌物，即对人体具有潜在致癌性危害[28]。由于苯并(a)芘是第一个被发现的环境化学致癌物，而且致癌性很强，致癌斜率因子为7.3(kg·d)/mg，故常以苯并(a)芘作为多环芳烃的代表。由于缺少多环芳烃的含量数据，所以本研究针对苯并(a)芘的致癌效应进行评价。有文献报道，生物体中苯并(a)芘占多环芳烃的比例为1.1%～7.59%[2]，而多环芳烃占石油烃的比例为0.075%～0.217%，故苯并(a)芘占石油烃的比例为0.000825%～0.01647%，则其致癌风险指数为1.1×10-8～2.2×10-7，在可接受风险范围内，不会对人体产生致癌危害。

3 讨 论

3.1 风险评估中的不确定度分析

风险评估过程中存在着一定的变异性和不确定性，一方面评估方法本身可能存在不确定度，另一方面有些参数的设定会存在不确定性。

3.1.1 中华绒螯蟹中石油烃含量的确定

采集的中华绒螯蟹样品来源于某市中华绒螯蟹主要养殖区域，所采集的中华绒螯蟹样品只能代表辽宁省中华绒螯蟹养殖的大多数，不能完全代表全省的中华绒螯蟹实际状况。

石油烃含量测定选取的是中华绒螯蟹养殖地区的上市期中华绒螯蟹，未考虑运输和加工对中华绒螯蟹中石油烃的影响。考虑到中华绒螯蟹在运输和烹饪过程中已经脱离了污染源，其含量在逐渐降低。为满足最坏估计，确保膳食暴露评估结果能最大程度地保护人群健康，本研究中的石油烃含量值假设了运输、加工前后石油烃污染量未发生变化，忽略了不同污染物的相互作用，这可能带来不确定性。

3.1.2 人体对中华绒螯蟹的摄入量方面

由于缺乏中华绒螯蟹的膳食数据，为更好地保证居民膳食安全的需要，以辽宁省城乡居民膳食营养与健康状况调查中每人鱼虾的日摄入量作为中华绒螯蟹的摄入量。另外，并不是每个消费者都会去食用中华绒螯蟹，部分人群食用量极少，而中华绒螯蟹养殖地人群会摄入较多，这可能会高估或低估中华绒螯蟹的日摄入量。

3.1.3 人群的特异性

本研究只针对普通的辽宁省居民进行了风险评估，忽略了人群在年龄、体质量及食用量等方面的个体差异，未涉及特殊人群，如老人和儿童等极为敏感人群，也未考虑到石油开采业与石化厂工人等职业暴露人群，评估具有一定的局限性。

3.1.4 暴露途径方面

本研究忽略了个体膳食暴露中中华绒螯蟹的贡献率，仅以中华绒螯蟹为单一石油烃来源进行暴露评估，评估结果仅代表辽宁省居民只摄入中华绒螯蟹带来的石油烃风险情况。未涵盖其他食物如大米、畜禽类及其他水产品中的暴露来源。另外由于中华绒螯蟹养殖环境中石油烃的污染，也会造成水源、土壤及大气的污染，人们会通过食用、吸入或皮肤接触等途径进一步造成健康风险。因此，本研究在暴露途径方面低估了石油烃带来的风险。

3.1.5 毒理学参数的不确定度

石油烃是一种复杂的混合物，包含了几百种化合物，其种类和含量比例也有很大差异。目前比较缺乏石油烃的毒理学参数，本研究所用的参考剂量值是美国总石油烃工作组划分的各石油馏分的参考剂量。参考剂量是根据动物试验，通过统计学分析而得到的结果，受样本量大小的影响；用馏分的参考剂量无法涉及到每一种毒性不同的化合物，并且石油馏分的百分比可能与我国不同，会造成评估的不确定性。

3.2 风险防控

持续监测很有必要。由于当地石油工业比较发达，中华绒螯蟹养殖环境也会受到一定的污染，所以要对中华绒螯蟹主要养殖地区的水质、底质和中华绒螯蟹及其他水产品和周围的稻田作物等进行长期的石油烃监测，动态掌握石油烃含量的污染水平及变化趋势。进一步探寻石油烃的各种暴露途径和养殖区附近的污染源，为更全面的进行石油烃的人体暴露评估提供数据支持，并为政府指导当地消除污染源提出合理化建议。进一步减少高污染产品的流通和销售，减少和控制石油烃在人体内的蓄积，预防石油烃引起的人体健康危害。

针对沿海城市特别是中华绒螯蟹养殖区域居民进行各类食物的消费量调查，特别是水产品的细分类例如鱼、虾、贝、蟹等，并根据当地市场上正在出售的产品中石油烃的含量进行暴露评估，可以更好的反映污染地居民实际的膳食暴露，进而进行高暴露的风险评估。同时，还可以通过膳食调查针对不同年龄及易感人群进行暴露评估。

由于石油烃的复杂性，其毒理学方面的参数比较缺乏。目前对石油烃中的芳烃毒理研究较多，所以今后可以对优先控制的16种多环芳烃和4种苯系物进行监测，尤其是对苯并(a)芘作为标示残留物，这样获得的含量数据更加直观和准确，并可以利用已有的芳烃毒理学参数直接进行风险评估，并与国际接轨。

在中华绒螯蟹食用方面，虽然由中华绒螯蟹为单一石油烃来源进行暴露评估的人类健康风险较小，但仍然应该减少污染物的摄入，以防石油烃污染物的慢性积累。研究表明，蟹壳和鳃中有毒物质残留较大，而一般人们只食用肝胰腺和肌肉等可食部分，因此除去蟹壳和鳃以后食用危害会降低，而蟹壳加工后的产品可能也会带来一定的危害。另一方面，建议居民特别是敏感人群要尽量避免长时间大量的食用同一种食品，要加强食物摄入的多样化。