9 种近海鱼重金属污染状况及食用安全性评价

郑瑞生，王巧燕,，张冰泉，李丹萍，邹菊琴,3，郑宗平,*

（1.泉州师范学院 近海资源生物技术福建省高校重点实验室，福建 泉州 362002；2.中纺检测（福建）有限公司，福建 泉州 362002；3.安记食品股份有限公司，福建 泉州 362000）

近年来，随着沿海城市工业化的发展，重金属等污染物进入水体，不仅危害到水生生物的生长，也会通过食物链进入人体，造成健康危害。近海鱼类一方面直接从海域环境中吸收大量的重金属，另一方面作为海洋生态系统食物链上层鱼类吸收重金属并富集到体内。因此近海鱼类体内重金属残留检测成为国内外学者的研究热点。Alam等对马来西亚兰加特河流域罗非鱼的重金属含量进行研究，发现铬（Cr）存在不同程度的超标。Dvořák等研究了捷克Dyje河流域中下游水体、沉积物和鱼肉中重金属含量，显示Cr、镉（Cd）、汞（Hg）、锌（Zn）和铅（Pb）含量存在不同程度的超标。Dayananda等发现斯里兰卡部分内陆鱼肉中沉积物重金属的浓度是鱼背肌肉的1 000 倍。国内关于鱼类重金属超标也有许多研究，Yi Yujun等发现长江上游鱼类中Cd、铜（Cu）和Pb均出现超标现象。张菲菲等对上海市常见7 种垂钓鱼中的重金属进行测定，发现20%左右垂钓鱼样品中存在Cr、Cd、Pb和Hg超标。Jiang Xiaoming等发现从洞庭湖采集的底层鱼类比远洋鱼类显示出更高浓度的Cu、Zn、Cd和Pb。徐承香等研究表明贵阳花溪农贸市场的食用鱼类中的Cr、砷（As）、Zn存在超标现象。

蓝圆鲹（又名巴浪鱼）、蓝点马鲛（又名鲅鱼）、鲭鱼（又名鲭花鱼）、日本真鲈（又名海鲈鱼）、卵形鲳鲹（又名金鲳鱼）、大黄鱼（又名大黄花）、金线鱼（又名红三鱼）、黄鳍鲷（又名黄脚立）和沙丁鱼（又名萨丁鱼）皆为近海暖水性鱼类。近海海域环境是整个海域环境中与人类生活接触最为密切的，所受污染最为直接，污染程度最为严重。因此，以这9 种近海鱼为研究对象，利用电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）法、液相色谱-原子荧光光谱法（liquid chromatography-atomic fluorescence spectrometry，LC-AFS）法和原子荧光光谱（atomic fluorescence spectrometry，AFS）法对这些鱼类6 个部位（头、尾、皮、骨、鱼肉和内脏）的5 种重金属（Pb、Cd、Cr、总As、无机As和总Hg）含量进行测定，探讨重金属分布情况，并采用污染指数法和健康风险评价等方法进行食用安全性评价，以期为近海鱼的日常食用及其下脚料回收再利用提供重金属方面的安全评价。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝圆鲹（）（300～350 g/条）、蓝点马鲛（）（500～800 g/条）、鲭鱼（）（450～500 g/条）、日本真鲈（）（450～550 g/条）、卵形鲳鲹（）（200～250 g/条）、大黄鱼（）（250～300 g/条）、金线鱼（）（100～150 g/条）、黄鳍鲷（）（200～250 g/条）、沙丁鱼（）（200～250 g/条），2020年10月购于福建泉州大润发超市。用滤纸擦拭表面杂物和血液，分解鱼体，取头、尾、皮、骨、鱼肉、内脏后分别搅碎，编号并分别装入自封塑料袋（共54 组样品），置于－20 ℃贮藏备用。

硝酸、硫酸（均为优级纯） 德国Meker公司；双氧水（BV-III级） 北京化学试剂研究所；氢氧化钾、硼氢化钾（均为优级纯） 国药集团化学试剂有限公司；铼（Re）、锗（Ge）、铑（Rh）、钪（Sc）的多元素内标贮备液、Pb、Cd、Cr、As、钡（Ba）、硼（B）、钙（Ca）、钴（Co）、锰（Mn）等25 种元素的多元素标准贮备液（每种元素质量浓度均为1 000 mg/L）、亚砷酸盐、砷酸盐标准储备液（质量浓度均为100 mg/L）、Hg标准贮备液（质量浓度1 000 μg/mL）国家标准物质研究中心；超纯水（电阻率≥18.2 MΩ·cm）为实验室自制。

1.2 仪器与设备

EXPEC 7000型ICP-MS谱仪 北京吉光仪器公司；LC-AFS9760液相色谱-原子荧光联用仪 北京海光仪器公司；MASTER 40微波消解仪、ECH-20微机控温加热板上海新仪微波化学公司；CTH-YA523电子分析天平福州华志科学仪器公司；Simplicity超纯水机 美国密理博公司；MJ-BL25B3搅拌机 广东美的公司；BG2-146恒温干燥箱 上海博讯实业公司医疗设备厂；H2050R离心机 湖南湘仪仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

1.3.1.1 Pb、Cd、Cr、总As和总Hg测定前处理

称取样品0.500 g到聚四氟乙烯消解罐中，加入6.0 mL 65%硝酸溶液，于加热板上100 ℃预消解10 min，冷却至室温，加入1 mL双氧水进行微波消解。微波消解程序分3 段进行：120 ℃恒温10 min；150 ℃恒温10 min；190 ℃恒温10 min；升温时间均为5 min，微波功率为2 000 W。消解后于加热板上100 ℃赶酸至无烟冒出，用超纯水定容消化液至50 mL。按上述步骤做试剂空白实验（不加样品）。

1.3.1.2 无机As测定前处理

称取样品1.000 g置于50 mL离心管，加入20 mL 0.15 mol/L硝酸溶液，放置过夜。次日于90 ℃恒温箱中热浸提2.5 h。冷却至室温，以8 000 r/min离心15 min，取5 mL上清液于含5 mL正己烷的离心管中，振摇1 min，再以8 000 r/min离心15 min，弃上层正己烷。重复操作取下清液，经0.45 μm有机滤膜过滤及C小柱净化后上机测定。按上述步骤做试剂空白实验（不加样品）。

1.3.2 样品重金属及标准曲线的测定

Pb、Cd、Cr、总As和总Hg的测定参照GB 5009.268ü2016《食品中多元素的测定》中ICP-MS法。无机As的测定参照GB 5009.11ü2014《食品中总砷及无机砷的测定》中LC-AFS法。总Hg和甲基Hg的测定分别参照GB 5009.17ü2014《食品中总汞及有机汞的测定》中AFS法和LC-AFS法。Pb、Cd、Cr、总As、无机As、总Hg的检出限分别为0.05、0.005、0.2、0.005、0.08、0.01 mg/kg。

Pb、Cd、Cr、总As、无机As、总Hg等重金属的标准曲线配制参照上述国标，标准溶液质量浓度见表1。无机As标准溶液的配制：质量浓度为1.00 mg/L的亚砷酸盐、砷酸盐混合标准溶液逐级稀释为0、10、20、30、40 μg/L和50 μg/L。总Hg标准溶液的配制：由质量浓度为50 μg/L的Hg标准溶液逐级稀释为0.4、0.8、1.2、1.6、2 μg/L，标准溶液随配随用。

表1 待测元素的质量数、内标元素、标准曲线质量浓度Table 1 Internal standards and concentrations of standard curves for four heavy metals

1.3.3 回收率测定

称取鲭鱼皮样品，按1.3.1节进行样品预处理，加入2 μg/L的多元素标准贮备液，进行回收率的测定。

1.3.4 ICP-MS条件

等离子体条件：射频功率1.20 kW；采样深度5.0 mm；等离子体气流速8.0 L/min；辅助气流速1.10 L/min；载气流速0.70 L/min。池条件：池气体流速6.0 mL/min；池电池电压－21.0 V；能量过滤器电压5.0 V。积分时间分割10 次。雾化室温度5 ℃。蠕动泵转速20～60 r/min。

1.3.5 LC-AFS条件

1.3.5.1 LC-AFS测定无机砷条件

色谱条件：Hamilton PRP-X100阴离子交换色谱柱（250 mmh4.1 mm，10 µm）；流动相为1.79 g/L磷酸氢二钠＋6.05 g/L磷酸二氢钾的溶液，pH值约5.92；等度洗脱；流速1 mL/min；进样体积10 μL。

AFS检测条件：载流为体积分数7%的硝酸溶液；还原剂为质量分数2%的硼氢化钾＋质量分数0.6%的氢氧化钾；B道元素（As）；B道主电流60 mA；B道辅电流30 mA；载气流量300 mL/min；屏蔽气流量900 mL/min；蠕动泵转速60 r/min；负高压300 V；采样频率10 Hz。

1.3.5.2 LC-AFS测定甲基泵条件

色谱条件：Venusil MP C色谱柱（150 mmh 4.6 mm，5 µm）；流动相为体积分数5%的甲醇＋4.62 g/L乙酸铵＋1.2 g/L半胱氨酸的溶液；等度洗脱；流速1 mL/min；进样体积10 μL。

AFS检测条件：载流为1.647 mol/L硝酸溶液；还原剂为质量分数2%的硼氢化钾＋质量分数0.6%的氢氧化钾；A道元素（Hg）；A道主电流30 mA；A道辅电流0 mA，载气流量300 mL/min；屏蔽气流量900 mL/min；蠕动泵转速60 r/min；负高压300 V，采样频率10 Hz。

1.3.6 AFS条件

A道元素（Hg）；总灯电流30 mA；辅助极灯电流0 mA；光电倍增管负高压289 V；原子化器高度8 mm；载气流量400 mL/min；屏蔽气流量1 000 mL/min。进样时间10 s；进样泵转速100 r/min；进样时间18 s，进样泵转速120 r/min。

1.4 数据评价标准与方法

1.4.1 单因子污染指数法

采用单因子污染指数法评价9 种近海鱼体内的重金属污染状况，计算公式如下：

式（1）中：为所测重金属的污染指数；为该重金属的含量/（mg/kg）；为该重金属的限量值/（mg/kg）。

参照GB 2762ü2017《食品中污染物限量》，单因子污染指数分级标准为：未受污染＜0.2；轻微污染0.2≤＜0.6；中度污染0.6≤＜1.0，重度污染≥1.0。

1.4.2 综合污染指数法

采用综合污染指数法全面评价9 种近海鱼中重金属的污染水平，计算公式如下：

式（2）中：为综合污染指数；为平均值；为最大值。

综合污染指数分级标准为：未受污染≤1.0；轻度污染1.0＜≤2.0；中度污染2.0＜≤3.0；重度污染＞3.0。

1.4.3 近海鱼类食用安全性评价

采用目标危害系数（target hazard quotient，THQ）评价鱼类体内重金属对人体健康的影响，单一重金属健康风险THQ计算公式如下：

式（3）中：为暴露频率，365 d/年；为暴露时间，75.76 年；为日常近海鱼类摄入率（63.41 g/d）；为待测样品重金属含量/（mg/kg）；为参考剂量/（mg/（kg·d））；为人体平均体质量，60 kg；为平均暴露时间，25 550 d。其中（Pb）＝0.004 mg/（kg·d）、（Cd）＝0.001 mg/（kg·d）、（Cr）＝0.003 mg/（kg·d）、（As）＝0.000 3 mg/（kg·d）、（Hg）＝0.000 3 mg/（kg·d）。

美国环保署设定非致癌目标风险商的控制标准为1，若单一重金属THQ≤1，说明污染物对暴露人群没有明显的健康风险；若THQ＞1，则存在健康风险。THQ值越大，污染物对人体健康风险越大。

多种重金属复合风险系数（total target hazard quotient，TTHQ）为各元素的THQ之和，计算公式如下：

1.5 数据处理

2 结果与分析

2.1 重金属标准曲线及相关系数

由表2可知，5 种元素的标准曲线相关系数均达0.999以上，线性关系良好。

表2 标准曲线方程及相关系数Table 2 Calibration curve equations and correlation coefficients

2.2 9 种近海鱼不同部位中5 种重金属的测定结果分析

比较5 种重金属超标情况（表3），54 组样品中有2 组Pb超标，超标率3.70%，主要集中在鱼头和鱼尾；但除蓝点马鲛外，其他鱼类鱼皮、鱼肉中均未检出。有7 组样品Cd超标，6 组在内脏，1 组在鱼骨中，超标率高达12.96%，但鱼肉部位均未检出。有9 组样品Cr超标，超标率高达16.67%，集中在鱼的头、尾、骨、皮及内脏中，其中沙丁鱼内脏Cd超标5.33 倍。由此可见，Cr污染相对较为严重，应引起重视。蓝圆鲹所有部位、鲭鱼皮和内脏、日本真鲈皮、金线鱼头、鱼肉和内脏中总As含量均超过无机As的限量值。无机As测定结果显示，只有鲭鱼皮，沙丁鱼皮、内脏被检出，但均未超标。可能是因为鱼体中总As大部分以无毒性的有机As存在。9 种近海鱼各部位样品中总Hg含量均低于甲基Hg的限量值，均未超标，这与Liu Yuan等研究结果相似。

比较鱼体6 个部位重金属超标情况（表3），54 组样品中鱼内脏有7 组超标，超标率12.96%。鱼头、鱼尾均各有3 组超标，超标率均为5.56%。鱼骨有2 组超标，超标率3.70%。鱼皮有1 组超标，超标率1.85%。鱼肉均未超标。由此可见，鱼内脏重金属超标最为严重，其次是鱼头、鱼尾，鱼肉中重金属含量相对较低，这与徐承香等研究结果一致，由于鱼类靠腮呼吸，水中重金属离子易进入腮部，同时通过进食、吸附或渗透等方式进入鱼体参与代谢后在内脏富集。

表3 近海鱼不同组织的重金属含量（湿质量）Table 3 Heavy metal concentrations in different tissues of offshore fish(on a wet mass basis)mg/kg

2.3 元素回收率测定分析

由表4可知，所测重金属的相对标准偏差为2.1%～4.9%，表明所用方法的精密度良好；加标回收率为98.3%～103.3%，表明所用方法的准确度较高，能够满足检测分析的要求。

表4 重金属元素回收率测定结果Table 4 Recoveries of heavy metal elements in spiked samples

2.4 近海鱼重金属污染评价

如表5所示，从单因子污染指数分析，有9 组样品Cr，7 组样品Cd，2 组样品Pb的值超过1，属于重度污染。其中沙丁鱼内脏中Cd的值最高，达到5.333。其次是鲭鱼、蓝圆鲹、蓝点马鲛和金线鱼内脏中Cd的值较高，分别达到3.700、3.556、3.160、3.130。再次是蓝点马鲛尾Pb的值为2.660。卵形鲳鲹内脏、大黄鱼头、金线鱼尾中Cr的值分别达到2.345、2.211、2.005，均处于重度污染水平。由此可见，鱼内脏中Cd、Cr污染水平最高，其次鱼尾中Pb、Cr和鱼头Cr污染水平较高。由表5可知，无机As和总Hg的值均低于1。鱼肉中，除黄鳍鲷Cr的为0.244属于轻微污染外，其余鱼肉中Pb、Cd、Cr、As和Hg均处于无污染状态，这与曾欢等研究结果相似。但Leung等检测珠江三角洲11 种食用鱼的重金属含量，发现鱼肌肉中存在不同程度的As、Pb、Cd、镍（Ni）、Zn、Cr、Cu、Mn等污染，尤其是Pb污染最为显著。这可能与珠三角地区重金属在水环境中稳定存在，继而在生物体内富集，其污染具有高毒性、环境持久性、隐蔽性、生物蓄积性等特征，被认为是危害最严重的污染物之一。

从综合污染指数看（表5），沙丁鱼内脏值最高，达到3.877，处于重度污染等级。蓝圆鲹、蓝点马鲛、鲭鱼和金线鱼的内脏值超过2，属于中度污染等级；其余样品均处于轻度污染及以下。分析鱼体各部位值，蓝圆鲹：内脏＞头＞骨＞尾＞皮＞鱼肉；蓝点马鲛：内脏＞尾＞头＞鱼肉＞骨＞皮；鲭鱼：内脏＞骨＞皮＞尾＞头＞鱼肉；卵形鲳鲹：内脏＞尾＞皮＞头＞骨＞鱼肉；日本真鲈：皮＞尾＞头＞骨＞鱼肉＞内脏；大黄鱼：头＞内脏＞尾＞骨＞皮＞鱼肉；金线鱼：内脏＞尾＞头＞骨＞鱼肉＞皮；黄鳍鲷：内脏＞尾＞鱼肉＞骨＞头＞皮；沙丁鱼：内脏＞骨＞皮＞尾＞鱼肉＞头。由此可见，除了日本真鲈外，其余8 种鱼的内脏重金属综合污染指数均较高；9 种近海鱼鱼肉组织重金属综合污染指数相对较低。日本真鲈各部位值均低于1，安全等级相对较高，Han Jianlong等从平均接触水平的风险评估表明，食用海鱼不会对这些金属元素造成健康风险。Copaja等研究表明底栖鲶鱼和湖沼型银鱼中10 种金属元素在肝脏和鳃中的浓度显著高于肌肉组织。

表5 近海鱼不同组织的重金属单因子污染指数及综合污染指数Table 5 Single factor and comprehensive pollution indexes of heavy metals in different tissues of offshore fish

2.5 近海鱼肉食用安全性评价

由表6可知，9 种近海鱼肉部位5 类重金属的THQ和TTHQ值均小于1，说明9 种近海鱼肉食用安全。这与Younis等和Tanr的结果相似。其中THQ均值从大到小依次为（表6）：总Hg＞Cr＞Pb＞Cd和无机As。TTHQ值由大到小依次为金线鱼＞黄鳍鲷＞沙丁鱼＞日本真鲈＞大黄鱼＞蓝点马鲛＞卵形鲳鲹＞鲭鱼＞蓝圆鲹。由此可见，鱼肉中总Hg的THQ值相对较高，对TTHQ值影响较大。

表6 近海鱼肉组织重金属健康风险评价Table 6 Health risk assessment of heavy metals in flesh tissues of offshore fish

3 结 论

对9 种近海鱼进行Pb、Cd、Cr、总As、无机As和总Hg检测，54 组样品中有9 组Cr含量超标，超标率达16.67%，集中在鱼的头、尾、内脏、骨和皮部位。7 组样品Cd超标，6 组在内脏，1 组在鱼骨中，超标率高达12.96%。2 组样品Pb超标，超标率3.70%，主要集中在鱼头和鱼尾。54 组样品中无机As、总Hg含量均未超标。Cr、Cd污染相对较为严重。从鱼体各部位分析表明，54 组样品中，有7 组鱼内脏样品重金属超标，超标率12.96%。各有3 组鱼头、鱼尾样品重金属超标，超标率5.56%。2 组鱼骨样品重金属超标，超标率3.70%。1 组鱼皮超标，超标率1.85%。鱼肉均未超标。鱼内脏、鱼头、鱼尾重金属超标情况较严重，但鱼肉中重金属均未超标。单因子污染评价结果显示，9 种近海鱼中Cd、Cr、Pb存在着不同程度的污染情况。有9 组样品的Cr，7 组样品的Cd，2 组样品Pb的值超过1，属于重度污染水平。Cr的污染情况最严重，Cd次之，之后是Pb。无机As及总Hg相对污染指数最低。根据综合污染指数评价可知，沙丁鱼内脏值最高，达到3.877，处于重度污染等级。蓝圆鲹、蓝点马鲛、鲭鱼和金线鱼的内脏值属于中度污染等级；其余样品均处于轻度污染及以下。日本真鲈各部位的值均低于1，安全等级相对较高。除了日本真鲈外，其余8 种鱼的内脏重金属综合污染指数均较高。从9 种近海鱼肉组织的食用安全性评价结果表明，所有鱼肉组织的单一与多种重金属复合风险系数均小于1，说明9 种近海鱼肉食用均安全。

本研究使用的方法科学，检测技术灵敏、误差范围合理，研究数据可靠，达到了预期成果。但仍存在部分问题，如采样涉及到海产品主要以海鱼为主，品种较单一，抽样较为随机，采样范围较窄。鉴于滤食性贝类存在重金属污染风险较高，今后将就海产品中几种主要经济性贝类进行重金属等元素的监测。同时增加采样范围，扩大样品数量，确保数据更加充分、准确。