辽东湾菲律宾蛤仔肌肉和内脏中重金属浓度分布与健康风险评价

徐家玉，姜玖颃，刘金婷，徐艺倬，杨松，刘永华

（锦州医科大学畜牧兽医学院，辽宁 锦州 121000）

辽东湾是渤海北部的半封闭水体,渤海三大海湾之一。辽东湾与公海之间的水交换缓慢，污染物不易从辽东湾运出。许多河流（如大凌河、小凌河、辽河和大辽河等）汇入辽东湾。辽东湾周边有不同规模的城市，大部分沿海地区都是港口和工业区，沿海还分布着许多水产养殖业，人类活动干扰严重。大量生活污水和含有各种污染物的工业废水排入辽东湾，如重金属等[1,2]。

重金属具有持久性、稳定性、毒性，不可生物降解和生物累积性，可在生物体中累积并引起许多疾病[3]。海洋环境中的重金属对水生生物和消耗水生生物的人类构成健康风险。确定水生生物体中的重金属浓度，了解食用重金属污染的海产品对人类造成的健康风险十分必要[4]。

菲律宾蛤仔（俗称花蛤子、杂色蛤）Ruditapes philippinarum 通常生活在淤泥和沉积物中，能累积沉积物中的重金属[5]。菲律宾蛤仔味道鲜美、营养丰富，深受广大消费者喜爱，消费量很大，是世界和辽东湾常见的重要食用贝类和广为养殖的贝类之一。菲律宾蛤仔品质的优劣直接影响消费者的身体健康。确定辽东湾沿岸菲律宾蛤仔中重金属浓度，有助于了解水生环境中重金属的污染情况和评估食用后的健康风险。本研究测定了辽东湾沿岸菲律宾蛤仔肌肉和内脏中As、Cd、Cu 和Pb 的浓度，分析重金属的组织分布，评价对消费者的潜在健康风险。

1 材料和方法

1.1 样品采集和准备

2017 年7 月和8 月，在辽东湾沿岸河流入海口、市政排污口和工业企业集中的区域设置7 个采样点（S1-S7）（图1），按《海洋监测规范》GB 17378-2007 采集各点壳长＞2.5 cm 的样品，约2 kg。用刷子除去样品表面附着的污物，清水冲洗后收集肌肉和内脏组织。将3 个个体的肌肉组织混合形成单个样品，15 个个体的内脏混合形成单个样品[8]。将样品冻干，研磨成粉末。

图1 辽东湾采样点Fig.1 Map of sampling sites at the Liaodong Bay,China

将0.2 g 干燥样品置于含有3 mL HNO3（65%）（Suprapur；Merck，Damstadt，Germany）和1 mL H2O2（35%）（Suprapur；Merck）的管中。然后将管置于微波消解仪（CEM，Buckingham，UK）中消化。用超纯水将消化物稀释至50 mL，用0.45 μm 膜滤器过滤。用原子吸光光度仪（Agilent 220FS，USA），无火焰原子吸光光度法测定Cd、Cu、Pb 的浓度，火焰原子吸光光度法测定As 的浓度，并与国标GB18421-2001 规定的分类标准进行比较。

1.2 数据分析

结果用平均值±标准偏差表示，用SPSS 18.0软件分析数据，P＜0.05 差异显著。用单因素方差分析确定重金属浓度在不同采样点的空间分布差异，用t 检验确定重金属浓度在肌肉和内脏中的分布差异。

1.3 人体健康风险评估

使用THQs 和CRmaxs评估菲律宾蛤仔中重金属对人类健康的风险[6]。使用以下公式计算THQ 和CRmax（本研究中选用肌肉样品中的重金属浓度）：

其中C 是重金属浓度[mg/kg 湿重（wet weight,ww）]，Wclam是成年人每日摄入菲律宾蛤仔的量（38.9 g/d）[7]，ED 是暴露持续时间（74.8 y，预期平均寿命）[8]，EF 是暴露频率（365 d/y），BW 是平均体重（成人63 kg）[9]，RfD 是重金属的平均口服参考剂量[10]，Atn 是非致癌物的平均暴露时间（ED 365 d/y），10-3是单位换算系数。

2 结果与分析

2.1 菲律宾蛤仔肌肉和内脏中的重金属浓度

菲律宾蛤仔肌肉和内脏样本中的重金属浓度如图2 所示。各采样点样品中的Cd 浓度非常高，特别是S6 和S7 的Cd 浓度远高于Cd 的III 类标准。S1、S3 和S4 位点的样品中Cd 浓度超过了II 类标准。S2 和S5 的样品中Cd 浓度接近II 类标准。世界卫生组织在1982 年设定的最大允许含量为2 mg/kg·ww，相当于II 类标准[11]。S7 内脏样品中的As浓度超过了II 类标准。所有样品中的Cu 浓度都较低，低于Cu 的I 类标准。S5 点样品的Pb 浓度高于其他点，但低于Pb 的II 类标准。

图2 各采样点菲律宾蛤仔样本不同组织中的重金属浓度Fig.2 Concentration ranges of heavy metals in different tissues of Manila clam（Ruditapes philippinarum）at different sampling sites

2.2 菲律宾蛤仔中重金属生物累积的组织特异性

不同重金属在菲律宾蛤仔不同组织中的生物累积模式具有特异性（图3）。内脏样品中As、Cu 和Pb 的浓度显著高于肌肉样品（P＜0.05），而肌肉样品中Cd 浓度显著高于内脏（P＜0.05）。

图3 辽东湾菲律宾蛤仔肌肉和内脏中重金属浓度的比较Fig.3 Comparison of the heavy metal concentrations（mg/kg dry wt）in muscle and viscera of Manila clam（Ruditapes philippinarum）from Liaodong Bay

2.3 菲律宾蛤仔中重金属对消费者的健康风险

菲律宾蛤仔肌肉组织中的重金属浓度以及国家和国际重金属安全限量见表1。S1、S3、S4、S6 和S7的肌肉样本中Cd 浓度（2.45～5.18 mg/kg·ww）超过了Cd（1～2 mg/kg·ww）的相关限值。S4 和S7 的样品中的As 浓度（分别为0.6 mg/kg·ww和3.84 mg/kg·ww）超过了中国国家指标0.5 mg/kg·ww。Cu 和Pb 浓度（分别为0.98～2.76mg/kg·ww和0.04～0.71mg/kg·ww）均在相关限度内（分别为0.5～1.0 mg/kg·ww 和1.0～1.5 mg/kg·ww）。

表1 辽东湾菲律宾蛤仔肌肉组织中重金属浓度Tab.1 Heavy metal concentrations（mg/kg w.w.）in the muscle tissues of Manila clam（Ruditapes philippinarum）from Liaodong Bay

用肌肉中重金属浓度计算THQs 和CRmax，评价菲律宾蛤仔中重金属对人类的潜在健康风险（表2、表3）。无机砷比有机砷毒性更大，且假设无机砷占总砷浓度的3%进行计算[3]。

表2 危害商数评价Tab.2 Estimated target hazard quotient（THQ）for Manila clam

表3 菲律宾蛤仔最大日消费量评价Tab.3 Estimated maximum consumption rates（CRmax）of Manila clam

THQ≤1 表明没有对人类造成风险；THQ＞1 意味着对人类构成风险[3]。所有采样点Cd 的THQs（2.189～6.397）均高于其他金属。除Cd 外，所有采样点的菲律宾蛤仔的重金属浓度对人类没有显著风险（THQ＜1）。

重金属可在菲律宾蛤仔中积累，消费一定量的受污染的菲律宾蛤仔可能会对健康造成不良影响。因此计算了菲律宾蛤仔中重金属的CRmax。Pb 的CRmax 较高，为887.32～15 750.00 g·ww。Cd 的CRmaxs（6.08～17.70g·ww）低于其他重金属的CRmaxs，这意味着消费辽东湾菲律宾蛤仔Cd 的健康风险概率高于其他重金属。

3 讨论

3.1 菲律宾蛤仔中的重金属

辽东湾水完全交换的周期为15 年。许多河流（包括复州河、大凌河、小凌河、辽河、大辽河和五里河等）排入辽东湾。这些河流是辽东湾重金属的重要来源[11]。所有采样点样品中Cd 的浓度非常高，S6点的肌肉样品中的浓度超过了Cd 的III 类标准。这表明需要关注辽东湾的Cd 污染。S5 点样品中的Pb浓度高于其他位点，但低于II 类标准。S7 点内脏样品中的As 浓度超过了II 类标准。这些结果表明，上述位点可能被这些重金属污染。铅浓度不高，但铅及其盐会导致肾脏、神经系统受损，即使食物中的浓度低也不容忽视[12]。

3.2 重金属浓度的组织特异性差异

菲律宾蛤仔的重金属往往效地积聚在内脏中[13]。肝胰脏和肾脏在重金属吸收、运输、储存和排泄中起重要作用。肌肉组织中的重金属可以相对快速地去除。本研究中As、Cu 和Pb 主要累积在内脏中。而Cd 主要累积在肌肉中。这与之前的研究相符[14]。在水生环境中Cd 主要处于溶解相，可能很容易被与之接触的菲律宾蛤仔组织吸收，如外套膜[8]，从而导致Cd 在肌肉中累积的比内脏中多。

3.3 潜在健康风险评价

所有采样点的Cd 的THQ 均大于1。Cd 的CRmax（6.08～17.70 g ww）低于其他重金属的CRmax。这些结果表明，Cd 会对辽东湾菲律宾蛤仔的消费者造成健康风险。

工业和人类活动是Cd 进入环境的主要原因。Cd 可以有效地积累在蛤蜊中。Cd 对人体有毒，会严重影响骨骼、中枢神经系统（包括大脑）、肾脏、肺、肝脏和胎盘的结构和功能。菲律宾蛤仔受到镉污染，生活在辽东湾附近并长期食之的人可能面临镉风险。虽然菲律宾蛤仔味道鲜美、营养丰富、产量巨大，但鉴于Cd 带来的健康风险，对长期食用者应限制用量，防止Cd 中毒。

本研究进行的风险评估中，菲律宾蛤仔是人类重金属的唯一来源，其他来源如其他类型的海鲜、大米、蔬菜和水，并未包括在风险评估中。如果考虑所有可能的重金属来源，在风险评估中重金属给人类带来的健康风险会更大。

3.4 结论

辽东湾菲律宾蛤仔中Cd 浓度较高。S7 的As，S5 的Pb 也不容忽视。菲律宾蛤仔中的重金属具有典型的组织特异性生物累积模式。Cd 倾向于在肌肉中积累，而As、Cu 和Pb 在内脏更有效地积累。Cd是消费辽东湾花蛤引起健康风险的主要来源，其最大日消费量为6.08～17.70 g ww。