广东典型湿地环境沉积物及鱼体中多环芳烃的污染特征及风险评估
2020-01-08李海燕赖子尼曾艳艺杨婉玲高原
李海燕,赖子尼,曾艳艺,杨婉玲,高原
中国水产科学研究院珠江水产研究所,广州 510380
多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是一类典型的持久性有毒污染物,在水、土壤、大气和沉积物等环境介质中广泛存在,其带来的生态效应已引起了国际社会的广泛关注。多环芳烃的主要来源包括自然来源和人为来源。自然来源主要是森林和草原大火、火山喷发、植物和微生物的合成[1]。人为来源主要来自工业生产和加工(如焦炭、黑炭和煤焦油的生产、原油及其衍生物的精炼和分馏等),以及有机燃料的不完全燃烧等过程。早期的研究发现,表层沉积物中多环芳烃的主要来源包括陆源的人为排污[2]和煤炭输入[3]。Laender等[4]研究发现,石油源的多环芳烃已成为了北极圈生态系统中占主要地位的持久性有机污染物。由于多环芳烃对人和生物体具有毒害性,并且能够通过食物链在生物体内富集和传递,极大地威胁着人类健康,但是这种潜在的危害作用却是一个长期的过程,已有国内外学者对多环芳烃的暴露水平进行了健康风险评估。对加纳、韩国等地鱼类组织中多环芳烃的研究发现,通过摄食水产品引起的致癌风险高于美国环保局(US EPA)规定的致癌风险限值1.0×10-6[5-6]。于紫玲等[7]对海南岛沿岸牡蛎体中多环芳烃的健康风险进行研究,建议居民对八所港牡蛎和海南其他牡蛎的日均消费量分别不超过56 g和67 g。
湿地是水陆相互作用形成的自然综合体,能够为动植物提供栖息地,并在维持区域生态平衡等方面发挥着不可替代的作用。广东海珠湖国家湿地公园(简称海珠湿地)东起珠江后航道,西至广州大道南,北起黄埔涌,南至珠江后航道,是广州规模最大、保存最完整的生态绿核,被誉为广州的“绿心”。海珠湿地区域内河网纵横交错,湿地资源丰富,既是重要的生物栖息场所,也是众多环境污染物迁移转化的归宿和蓄积库。相关研究表明,多环芳烃等有机污染物易于吸附到富含有机质的沉积物中[8-9],进一步蓄积在鱼体内,通过食物链传递和放大作用,对食用这些鱼类的人群产生更大的危害,因而研究湿地中多环芳烃的污染特征能够反映该区域的污染水平,有指示区域环境质量状态和变化趋势的作用。
本研究通过分析测定海珠湿地表层沉积物及鱼类肌肉中多环芳烃的含量,采用同系物比值法对海珠湿地表层沉积物中多环芳烃的分布特征和来源进行研究,以便于对海珠湿地多环芳烃的污染状况进行准确定位;并进一步利用终生致癌风险增量模型(incremental lifetime cancer risk, ILCR)估算食用不同鱼类产生的健康风险,在此基础上为该地居民的部分鱼类日食用量提出建议,从而为评价湿地污染状况提供所需的背景资料,具有重要的现实意义。
1 材料与方法(Materials and methods)
1.1 样品的采集
表层沉积物的采样点列于图1。表层沉积物样品采集于2014年10月(枯水期)及2015年4月(丰水期),鱼类样品采集于2015年4月。用不锈钢抓斗式采泥器采集表层沉积物(0~20 cm)样品,样品采集后封存于聚乙烯密实袋中,运回实验室后于-20 ℃冷冻保存;使用围网和刺网等采集鱼类样品,鱼类包括大头鱼(Aristichthysnobilis)、白鲢(Hypophthalmichthysmolitrix)、广东鲂(Megalobramaterminalis)、麦瑞加拉鲮(Cirrhinamrigala)、尼罗罗非鱼(Tilapianilotica)和鲤鱼(Cyprinuscarpio)6种,每种不少于3尾,测定每尾鱼的体重和体长,运回实验室后,于-20 ℃冷冻保存。
1.2 样品的前处理
沉积物样品冷冻干燥后研磨过80目不锈钢筛,混合均匀。取大约10 g沉积物样品,加入回收率指示物,用二氯甲烷(色谱纯,德国默克)索氏提取72 h。将抽提液旋转蒸发至1 mL后置换溶剂为正己烷,过硅胶氧化铝层析柱进行分离纯化,层析柱(i.d 2 cm)采用干法装柱,自下而上依次为中性硅胶2 g、中性氧化铝2 g、无水硫酸钠1 g。然后依次用15 mL正己烷(色谱纯,德国默克)、5 mL体积比为9/1的正己烷/二氯甲烷混合溶剂,以及20 mL体积比为4/1的正己烷/二氯甲烷混合溶剂淋洗层析柱,收集所有组分。将收集到的组分旋转蒸发浓缩后再用柔和的氮气浓缩定容至0.5 mL,进行气相色谱-质谱分析。
图1 海珠湿地采样点分布Fig. 1 Sampling sites in the Haizhu Wetland
取出鱼类样品,在常温下解冻,清洗干净,取背部肌肉约25 g,冷冻干燥(Christ Alphal-4, Germany)、研磨、包装后,加入回收率指示物,用二氯甲烷索氏提取72 h,抽提液旋蒸浓缩并置换溶剂为正己烷,然后用凝胶渗透色谱柱(GPC)去除脂肪大分子,过完GPC柱后的样品旋蒸浓缩后过硅胶氧化铝层析柱进行分离纯化(同沉积物),收集到的组分浓缩定容至0.1 mL,进行气相色谱-质谱分析。
1.3 色谱条件
1.4 质量保证与质量控制(QA/QC)
实验分析过程中运行QA/QC监控整个实验过程,每10个样品增加1个方法空白和1个标样。方法空白中除萘外,其他多环芳烃含量小于样品含量的5%,所有样品添加回收率指示物标样,5种氘代回收率指示物萘-d8,苊-d10,菲-d10,屈-d12和苝-d12的回收率分别为55%±11%、76%±15%、88%±17%、93%±12%和109%±16%,多环芳烃的定量限范围为0.15~3.2 ng·g-1。最后结果经空白扣除,但未经回收率校正。由于萘本底值较高,最终结果只分析了15种多环芳烃,记为ΣPAHs。
1.5 有机碳(TOC)的测定
取5 g冷冻干燥过筛样品,用10%的盐酸处理24 h以去除无机碳酸盐,然后在105 ℃隔夜烘干。取大约10 mg,利用元素分析仪CHNS(Vario EL Ⅲ Elementar, Germany),乙酰苯胺Ace(C8H9NO)外标法测定TOC[10]。每个样品重复测定2次,结果取其平均值。
1.6 多环芳烃的来源辨析
目前,运用于多环芳烃源解析的受体模型方法主要分为定量方法和定性(半定量)方法。总的来说,定量方法更加准确,但该方法要求数据量大,并且计算非常复杂;而定性(半定量)方法则简便易行,但是得到的结果相对粗略。由于此处数据量相对较少,笔者采用定性(半定量)方法对海珠湿地表层沉积物中多环芳烃的来源进行了粗略的辨识。
常用多环芳烃污染源解析的定性(半定量)方法包括特征化合物法、轮廓图法和比值法[11]。其中特定化合物法只能粗略识别污染源,一般不单独使用;轮廓图法直观明了,但需事先知道特征污染源的轮廓图,应用较少;比值法运用某些多环芳烃的比值高低来识别污染源,该方法简单,应用较为广泛,因此,此处采用多环芳烃的同分异构体比值法。
通常运用于来源解析的多环芳烃异构体包括分子量为202、228及276的这几组化合物,即荧蒽/202(Flu/202)、苯并[a]蒽/228(BaA/228)和茚并芘/276(InP/276)。一般来说,Flu/202的比值小于0.4则意味着石油污染来源,大于0.5则主要是煤和生物质燃烧来源,介于两者之间意味着液体燃料的燃烧来源[12]。BaA/228的比值小于0.2表明石油排放来源,大于0.35则主要是燃烧来源,而位于0.2与0.35之间则可能是石油污染与燃料燃烧的混合来源[13]。InP/276比值小于0.2表明主要是石油排放来源,大于0.5则主要是煤和生物质燃烧来源,介于两者之间为液体燃料燃烧来源[13]。
1.7 风险评价方法
1.7.1 沉积物质量基准
我国在沉积物质量基准方面的研究起步较晚,沉积物中多环芳烃质量基准研究尚属空白。国外研究者提出了10多种沉积物质量基准建立的方法,如背景值法、水质基准法、相平衡分配法和生物效应数据库法等。其中相平衡法是计算沉积物中有机物质量基准的重要方法,该方法充分利用了大量生物毒性毒理实验所得的水质基准值(Water Quality Criteria, WQC),将其包含的上覆水中污染物生物有效性的信息直接引入沉积物质量基准,计算公式[14]如下:
SQC=KOC×fOC×CWQC
(1)
式中:SQC(Sediment Quality Criteria)为沉积物质量基准值,KOC为固相有机碳分配系数,fOC为沉积物中有机碳质量分数,CWQC为US EPA提供的化合物的水质基准值[15]。其中KOC值由如下公式计算获得[14]:
lgKOC= 0.00028 + 0.9831×lgKOW
(2)
1.7.2 沉积物质量基准比较法(Sediment Quality Guideline, SQG)
目前,对于沉积物中污染物风险评价尚未建立统一的标准,当今国内学者多采用Long等[16]提出的沉积物质量基准比较法评价表层沉积物中多环芳烃的潜在生态风险。该方法将有机污染物的浓度与相应的生物毒性效应区间低值(effect range low, ERL,生物毒害效应概率<10%)或效应区间高值(effect range medium, ERM,生物毒害效应概率>50%)进行比较,低于ERL值说明污染物污染程度较低,极少引起生物毒害效应;高于ERM值时则被认为受到中度或重度污染,生物毒害效应将频繁发生;如果介于两者之间,则表示生物毒性效应会偶尔发生。
1.7.3 毒性当量因子评价法(TEQ法)
目前,主要采用各多环芳烃单体相对于BaP的毒性当量因子(toxicity equivalence factor, TEF)来评估沉积物中多环芳烃等持久性污染物的致癌风险[17-18]。以BaP为标准参考物,计算公式如下:
TEQBaP=∑(Ci×TEFi)
(3)
式中:Ci为某种多环芳烃单体的浓度,TEFi为某种多环芳烃单体相对于BaP的毒性当量因子。
1.7.4 终生致癌风险增量模型(ILCR)
目前,国内外常用某一致癌物对人体产生的终生致癌风险增量模型评价其对人体的健康风险,以ILCR作为度量指标[19-20]。根据US EPA规定的ILCR风险范围,ILCR低于10-6认为是可以接受的安全范围,ILCR超过10-4意味着有较大的潜在风险,而介于两者之间则表示存在一定的潜在风险。ILCR计算公式如下[21-22]:
(4)
ED=B(A)Peq×IR
(5)
(6)
式(1)~(3)中:ED为暴露年数(70 a);ED为日摄入量(ng·g-1·d-1);EF为暴露频率(365 d·a-1);CSF为致癌斜率因子(7.3 kg·d·mg-1);BW为成人平均体重(60 kg);AT为人均寿命(365 d·a-1×暴露年限)。B(A)Peq为多环芳烃单体基于苯并[a]芘的毒性当量浓度之和;IR为成年人每天鱼类等水产品的进食率(60.3 g·d-1)[23];Ci为第i个多环芳烃单体在鱼体的质量浓度(ng·g-1);TEFi为多环芳烃单体i基于BaP的毒性当量因子(无量纲),BaA、BaP、BbF、BkF、InP、DbA和Chry的毒性当量因子依次为0.1、1、0.1、0.01、0.1、1和0.001[17]。
1.7.5 生物最大日食用量
在考虑生物有效性的前提下,每日允许的最大鱼摄入量可以用以下公式计算[24]:
(7)
式中:CRlim为产生致癌健康风险允许的最大日摄入量(g·d-1);ARL为最大可接受的致癌风险控制水平(10-5);B(A)Pi为污染物i的BaP毒性当量浓度;ARi为污染物i在人体肠胃中的吸收速率(%),即其生物有效性,ARi=1.9×Clipid+34.2[25]。
2 结果与讨论(Results and discussion)
2.1 多环芳烃的含量分布特征
2.1.1 表层沉积物中多环芳烃的分布特征
海珠湿地表层沉积物中的多环芳烃分布如图2所示,ΣPAHs含量范围为139.4~1 134.3 ng·g-1,其中,枯水期(10月)沉积物中含量范围为139.4~825.3 ng·g-1,丰水期(4月)沉积物中含量范围为204.0~1 134.3 ng·g-1。除S2和S3这2个站位含量相当外,其他站位沉积物中多环芳烃含量均为丰水期高于枯水期。从站位分布来看,2个季节的沉积物样品中,多环芳烃含量最高值均出现在S8、S9和S10这3个站位。S8(西江涌)和S9(塘涌)2个站位为珠江贯穿海珠湿地的典型河涌水系,河道水面狭窄,水体交换缓慢且周围村庄密集,大量的生活和生产污水直接排入河涌,使多环芳烃在涌内累积造成沉积物中多环芳烃浓度较高;而S10站位(黄埔涌)坐落于适合旅游观光的黄埔古村,人口相对集中,车辆产生的尾气加重了该区域多环芳烃的污染。
图2 海珠湿地表层沉积物中多环芳烃的空间分布Fig. 2 Spatial distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in surface sediments from the Haizhu Wetland
图3为海珠湿地表层沉积物中多环芳烃的组成特征。从组成上来看,所有沉积物中,多环芳烃主要以4环和5环为主,分别占到总量的35.4%~49.1%和20.0%~37.4%,Zhang等[26]的研究也发现类似的趋势。分析原因可能主要由于高分子量多环芳烃具有更多排放源[27],其溶解度和蒸气压比低分子量多环芳烃低,而辛醇-水分配系数(Kow)、有机碳归一化系数(Koc)值都较高,且水相迁移能力较弱,因此,在其迁移分配的过程中,高环多环芳烃更易于富集在沉积物中[28]。
图3 海珠湿地表层沉积物中15种多环芳烃的组成特征Fig. 3 The composition of 15 PAHs in surface sediment of the Haizhu Wetland
表1列出了国内外一些研究区域表层沉积物中多环芳烃的含量,通过对比可以发现海珠湿地表层沉积物中PAHs含量处于中等水平,高于扎龙湿地(31.9~290 ng·g-1)[31]、米埔(85~373 ng·g-1)[32]以及长江口(31.8~384 ng·g-1)[33]沉积物中的含量;与白洋淀[29](163~861 ng·g-1)、尼罗河(723~1 078 ng·g-1)[35]及珠江口(189~637 ng·g-1)[30]表层沉积物中含量相当;远远低于太湖流域(337~7 398 ng·g-1)[34]和纽约港(1 900~7 000 ng·g-1)[36]表层沉积物中的含量。
图4 表层沉积物中总有机碳(TOC)与多环芳烃总量之间的相关性(n=18)Fig. 4 Correlations of total organic carbon (TOC) with PAHs in the sediments (n=18)
已有研究表明,多环芳烃的含量随有机碳含量的增加而直线增加[10,37-38],海珠湿地表层沉积物中有机碳的含量范围为0.28%~2.76%。总体来看,与多环芳烃含量相类似,丰水期沉积物中有机碳含量高于枯水期。总有机碳含量与多环芳烃含量分布的相似性,表明在海珠湿地范围内,有机碳对多环芳烃的归宿有一定的影响。将研究区域内表层沉积物中有机碳含量和不同环数的多环芳烃含量进行回归分析(图4),其中S10位点样品中的有机碳含量未测,此处样品数只有18个,结果表明,不同环数的多环芳烃与TOC含量均存在着显著的相关性(P<0.01),其中2环、3环、4环、5,6环以及ΣPAHs与TOC相关系数分别为0.73、0.76、0.66、0.69和0.72,说明有机碳对于多环芳烃在沉积物中的吸附/解吸中,确实起着非常重要的作用。
图5 海珠湿地鱼类肌肉中多环芳烃的空间分布Fig. 5 Spatial distribution of PAHs in the muscles of fishes from the Haizhu Wetland
2.1.2 鱼类肌肉中多环芳烃的分布特征
鱼类肌肉中多环芳烃的分布如图5所示,其组成特征见图6。可以发现,ΣPAHs的平均含量范围为11.1~33.9 ng·g-1ww,其中,大头鱼(27.8~31.0 ng·g-1ww)和罗非鱼(29.3~33.6 ng·g-1ww)含量相当,略高于白鲢(16.3~33.9 ng·g-1ww),其次为广东鲂(16.5 ng·g-1ww)和麦鲮(11.1~15.8 ng·g-1ww),鲤鱼肌肉中ΣPAHs含量最低(11.2 ng·g-1ww)。15种多环芳烃中,芴、菲和蒽的含量最高,占总多环芳烃含量的比重依次为14.3%、25.8%和13.5%。PAHs主要以3环和4环为主,分别占多环芳烃总量的33.0%~59.9%和10.1%~27.7%。对于不同采样点的同一种鱼而言,其肌肉中ΣPAHs的含量与沉积物中ΣPAHs含量变化趋势基本一致,说明不同鱼类之间多环芳烃的含量差别除了与其饮食习惯和生活习性相关外,还受到其外界环境污染程度的影响。
表1 不同研究区域表层沉积物中多环芳烃的污染状况Table 1 Summary of total PAHs in surface sediments from various estuary and coastal regions
图6 海珠湿地鱼类肌肉中15种多环芳烃的组成特征Fig. 6 The composition of 15 PAHs in the muscles of fishes from the Haizhu Wetland
表2列出了国内外一些区域生物体中多环芳烃的含量水平,结果发现,海珠湿地鱼类肌肉中多环芳烃含量处于中等水平,略高于米埔(50~57 ng·g-1dw)[32]和那不勒斯湾(5.45~17.9 ng·g-1)[39]的含量;与小白洋淀(7.5~62.4 ng·g-1)[40]及安徽巢湖(25.9~90.6 ng·g-1)[41]生物体中含量相当;低于太湖流域(8.3~325 ng·g-1)[42]、珠江三角洲(1.91~130.7 ng·g-1)[43]和厦门湾(49.6~251 ng·g-1)[44]生物体中的含量。
2.2 表层沉积物中多环芳烃的来源辨析
表层水体沉积物中的多环芳烃一般存在如下输入途径,如水气交换、航运、大气干湿沉降以及油类的泄漏。只有充分了解不同环境中多环芳烃的主要来源,才能够找到控制和减少其排放的科学方法。因此,笔者根据沉积物中多环芳烃同系物比值做PAHs的来源诊断图,如图7所示。结果表明,Flu/202值在海珠湿地沉积物大部分样品中均介于0.4~0.5之间,只有个别采样点小于0.4或大于0.5,表明了研究区域表层沉积物中多环芳烃的主要来源可能是液体燃料燃烧,同时存在少量石油排放和高温燃烧来源;BaA/228值在所有采样点中都大于0.35,说明煤和生物质等高温燃烧也是海珠湿地表层沉积物中多环芳烃的主要来源之一;计算了海珠湿地表层沉积物中InP/276值,结果表明,除个别站点介于0.2~0.5之间外,大部分都大于0.5,进一步证实该研究区域存在着液体燃料燃烧和生物质燃烧的混合来源。
综合以上几个指标的结果可以看出,海珠湿地表层沉积物中多环芳烃污染主要来源于石油排放和液体燃料、煤和生物质燃烧的共同作用。这与海珠湿地污染源众多且生活污染源与工业污染源混杂的情况相吻合,并且该地区交通网络密集,机动车以及船舶造成的尾气排放、油料泄露等均造成不同程度的多环芳烃污染。
2.3 表层沉积物及鱼类中多环芳烃的风险评价
2.3.1 表层沉积物中多环芳烃的生态风险评价
本研究根据公式(1),通过相平衡法计算了海珠湿地沉积物中多环芳烃的质量基准值SQC(表3),并对其产生的风险进行了评价。相平衡法SQC值与其他质量基准值存在较大差异,特别是Ace、Flo、Ant、Flu和Pyr都远大于对应的ERM值,而BaA、Chry和BaP则远低于对应的ERL值,造成这种现象的主要原因可能是由于相平衡理论认为沉积物中化学物质的生物有效性与间隙水中该物质的游离浓度有良好相关性,而与总浓度无关;认为底栖生物和上覆水生物对化学物质具有相近的敏感性,却并没有考虑不可逆吸附及底栖生物对沉积物颗粒摄取的影响。根据相平衡方法建立的沉积物质量基准值发现,几乎所有采样站位表层沉积物中BaA、Chry和BaP这3种化合物均超出了SQC值,说明沉积物中这3种有机污染物已具有潜在的生态风险,可能会对底栖生物造成威胁,需要重点关注。
表2 不同研究区域鱼肌肉中多环芳烃的污染状况Table 2 Summary of total PAHs in muscle of fishes from various estuary and coastal regions
图7 海珠湿地表层沉积物中多环芳烃的来源诊断图Fig. 7 Plots of PAHs isomer pair ratios for source identification of sediments from Haizhu Wetland
由于沉积物中PAHs环境风险评价的基准和方法尚未统一,相平衡分配法模型还存在一些不足,在实际中应用较少。目前在生态风险评价中应用最广泛的是Long等[16]提出的沉积物质量基准(sediment quality guideline, SQG)比较法。为了便于和其他研究进行比较,本研究同样也采用SQG法对海珠湿地表层沉积物中PAHs进行了生态风险评价,结果如表3所示。总体上来看,海珠湿地表层沉积物中多环芳烃的浓度与风险评价的高值相差很远,严重的生态风险在海珠湿地表层沉积物中不存在,因此,主要考虑是否超过低的风险评价标准。为此定义一低风险指标,即风险系数RCF,定义为沉积物中多环芳烃的浓度与风险评价的低值的比值,比值大于1则表明该化合物可能对该区的生物造成负面影响。表3列出了海珠湿地表层沉积物中多环芳烃的风险评价值。
表3 海珠湿地表层沉积物中PAHs生态风险评价Table 3 Ecological risk assessment of PAHs compounds in sediments of Haizhu Wetland
注:括号内数据为算术平均值,/ 表示没有这个值。SQC表示沉积物质量基准,ERL表示生物毒性效应区间低值,ERM表示生物毒性效应区间高值,RCF表示风险系数,RCF=沉积物中多环芳烃的浓度/ERL。
Note: The data in brackets are arithmetic means. / means no value was indicated. SQC represents sediment quality criteria; ERL represents effect range low; ERM represents effect range medium; RCF represents relative contaminated factor, RCF=PAHs concentration/ERL.
S4、S5、S8、S9和S10等站位表层沉积物中均存在化合物浓度超过了风险评价低值,即其风险系数RCF大于1,并且超标的化合物均为Ace和Flo,这些成分主要指示石油排放来源的多环芳烃[45],说明石油排放来源的PAHs在这几个站位存在着潜在的生物毒性效应,这可能与海珠湿地周边汽车和船舶等交通运输时石油类的排放及泄露有关。上述结果表明,海珠湿地表层沉积物已存在着一定的生物风险,需引起重视。
2.3.2 表层沉积物中多环芳烃的致癌风险评价
由于多环芳烃对人和生物体具有毒害性,而沉积物中的多环芳烃会通过再悬浮等作用迁移到水体中,并通过食物链在生物体内富集,因此,对沉积物中多环芳烃进行致癌风险分析显得尤为重要。根据Tsai等[46]研究所得的15种多环芳烃的TEF值来计算总的∑15TEQBaP以及7种强致癌多环芳烃(BaA、BaP、BbF、BkF、InP、DBA以及Chry)的∑7TEQBaP值,结果表明,所有沉积物中∑15TEQBaP的范围在21.1~140.2 ng·g-1之间,均值为63.3 ng·g-1,其中S8、S9和S10这3个站位的∑15TEQBaP值较高,这3个TEQ值较高的站位均为周围村庄密集、人口相对集中的位置,受人类活动影响较大。其中7种强致癌多环芳烃的∑7TEQBaP值范围在13.1~100.2 ng·g-1之间,平均值为47.3 ng·g-1,占15种多环芳烃的∑15TEQBaP值的47.0%~82.9%,7种强致癌多环芳烃中占主导地位的为BaP,占多环芳烃总量的30.2%~72.5%。海珠湿地表层沉积物中的多环芳烃已具有一定的潜在致癌风险。
2.3.3 生物肌肉中多环芳烃的健康风险评价及日食用量建议
根据公式(4)对海珠湿地不同鱼体中多环芳烃进行致癌风险评价,得出该区域不同鱼类的食用风险范围为2.25×10-6~4.23×10-6,平均值为2.95×10-6,几种鱼类食用的ILCR值均高于可接受值10-6而低于风险值10-4,其中BaP导致的健康风险最高。致癌风险最高的鱼类是麦鲮,其次是大头鱼和罗非鱼,白鲢、鲤鱼和广东鲂的风险相对较小。研究结果表明,海珠湿地鱼类食用已成为该区域居民多环芳烃暴露的主要途径之一,已对周边居民造成一定的潜在致癌风险。
根据公式(7)计算得出研究区域6种鱼类肌肉中多环芳烃产生致癌风险允许的最大日摄入量(CRlim)。结果表明,对于体重为60 kg的成年人来说,海珠湿地6种鱼类肌肉中多环芳烃的CRlim值范围为124.5~234.6 g·d-1ww,平均值为187.2 g·d-1ww。总体来说,海珠湿地所研究的6种鱼肌肉中多环芳烃产生致癌风险所允许的最大日食用量相对较高,2015年广东地区水产品人均食用量为60.3 g·d-1,远远低于这些值,所以仅考虑多环芳烃时,该区域的居民食用这几种鱼类的致癌性健康风险不大,但在日常生活中对其摄入量仍需加以注意。
综上所述:
(1)海珠湿地表层沉积物中多环芳烃总量在世界范围内属于中等水平,从组成上来看,表层沉积物中的多环芳烃主要以4环和5环为主,并且丰水期高于枯水期。
(2)多环芳烃来源分析的结果表明,研究区域表层沉积物中多环芳烃污染主要来源于石油排放和液体燃料、煤和生物质燃烧的共同作用。
(3)沉积物质量基准法对研究区域沉积物进行生态风险评估,结果表明,虽其生态风险较低,但潜在的生态风险仍不能被忽视;利用毒性当量因子(TEF)对表层沉积物中多环芳烃致癌风险评估,发现表层沉积物中的多环芳烃已具有一定的潜在致癌风险,需引起重视;终生致癌风险评价模型的结果显示,海珠湿地鱼体中多环芳烃的总致癌风险略高于US EPA推荐的最大可接受风险水平10-6,已存在潜在致癌风险;鱼体中多环芳烃产生致癌风险允许的最大日食用量均高于广东地区水产品人均食用量,该区域居民食用鱼类的致癌性健康风险相对较小。