福建沿海市售海產貝類重金屬污染調查與健康風險分析

汪 靖， 鄢靈君， 陳金發， 曾毅丹， 陳 華， 吳小南，3

福建沿海市售海產貝類重金屬污染調查與健康風險分析

汪 靖1,2， 鄢靈君1， 陳金發1,2， 曾毅丹1,2， 陳 華1， 吳小南1，3

目的 調查福建沿海市售海產貝類重金屬的污染狀況，評估居民攝入海產貝類的健康風險。 方法 2016年6月分別在福建省寧德、福州、莆田、廈門4個沿海城市采集市售牡蠣、螠蟶、菲律賓蛤仔和紫貽貝等4種海產貝類共128份，采用電感耦合等離子體質譜法測定其中鎘(Cd)、鉻(Cr)、銅(Cu)及鉛(Pb)含量，采用氫化物原子熒光法測定總汞(Hg)含量。運用單因子污染指數(Pi)和綜合污染指數(Pc)評價樣品中重金屬污染程度，采用成人暫定每周允許攝入量(PTWIABW)分析評估福建沿海居民食用海產貝類的健康風險。 結果 128份貝類樣品中，Cd，Cr及Cu等3種重金屬存在超標，總體超標率為Cu>Cr及Cd。Pi值顯示，牡蠣中Cd及Pb為輕污染水平，Cu達到中污染水平；螠蟶中Pb和紫貽貝中Cd為輕污染水平。Pc值顯示，牡蠣、紫貽貝為輕污染水平。健康風險分析結果顯示，以重金屬最大含量計，食用牡蠣和紫貽貝所攝入的Cd超過PTWIABW，分別為PTWIABW的144.905%和106.019%。 結論 福建沿海市售部分海產貝類受到重金屬的輕微污染，居民攝入海產貝類存在Cd暴露的潛在健康風險。

金屬，重； 貝類； 質譜分析法； 離子； 健康狀況； 風險調節

海產貝類具有脂肪含量低、營養豐富、食用簡單以及風味獨特等優點[1]。近年來，隨著沿海經濟的迅速發展，大量污染物隨工業廢水和生活污水排放入河流、湖泊并最終入海，海洋納污量日益增加[2]。海產貝類作為非選擇濾食性生物，通常為棲埋型、附著型和固著型，其成體移動性差，當生存海域環境條件惡化時，不可避免地從水體中吸入污染物，尤其是水體及其沉積物中的重金屬可經食物鏈傳遞作用而逐漸富集于貝類體內，作為終極消費者的人類若食用這些受重金屬污染的海產貝類，健康將會受到直接威脅[3]。

福建是海產大省，常見貝類如牡蠣、螠蟶、菲律賓蛤仔、紫貽貝等歷來為福建沿海居民獲取優質蛋白質的重要來源之一。為了解福建沿海常見食用貝類重金屬的污染狀況，本研究選取福建沿海市售海產貝類作為調查對象，測定其中的總汞(Hg)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、銅(Cu)及鉛(Pb)等重金屬含量，并結合第4次中國總膳食研究，評估福建沿海居民經食用海產貝類重金屬暴露的健康風險，為福建沿海海產貝類重金屬污染防治與福建沿海居民海產貝類膳食攝入選擇提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品采集 2016年6月于福建省4個沿海城市(寧德、福州、莆田、廈門)各選取大型農貿市場、水產批發市場、連鎖超市和海鮮商店2個為采樣點，采集產自本地的牡蠣、螠蟶、菲律賓蛤仔和紫貽貝，共計128份，每份樣品采集數20～40個(不少于300 g)。取樣后，迅速將樣品做好編號標記，低溫運送，當日內送實驗室-20 ℃保存待檢。

1.1.2 儀器與試劑 電感耦合等離子體質譜儀(NexION 350X，美國PerkinElmer公司)；微波消解儀(WX-4000，上海屹堯儀器科技發展有限公司)；原子熒光分光光度計(AFS-9700，北京海光儀器有限公司)；多元素標準溶液(100 μg/mL，批號：N9300281，美國PerkinElmer公司)；硝酸(優級純，中國國藥集團化學試劑有限公司)。

1.2 樣品檢測 將貝類用超純水洗凈瀝干，用陶瓷刀剔出可食部分，勻漿后取0.5 g樣品，經微波消解法消解，用1%(體積分數)硝酸定容至50 mL容量瓶中待測，同時制作消解空白溶液。采用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定樣品溶液中的Cd,Cr,Cu及Pb的含量。采用原子熒光光譜法(GB 5009.17-2014)[4]測定總Hg含量。

1.3 質量控制 采用國家標準物質GBW-10024(GBS-15)扇貝為質控樣品對測定結果進行監測。每批次隨機抽取32個樣品，共4個批次進行檢測，每批樣品至少測定2個實驗空白和2個質控樣品，同時取該批次12.5%比例的樣品進行平行樣測定，平行樣品相對標準偏差不超過20%。

1.4 重金屬污染評價方法 以GB 2762-2012《食品中污染物限量》[5]和NY 5073-2006《無公害食品水產品中有毒有害物質限量》[6]中Cd，Cr，Cu，Hg和Pb的限量標準為依據，采用單因子污染指數(Pi)和內梅羅綜合污染指數(Pc)分別評價海產貝類單個重金屬污染狀況與重金屬綜合污染狀況[7-9]。

1.5 健康風險分析 重金屬健康風險分析采用成人每周實際攝入量(actual weekly intake,AWI)與成人暫定每周允許攝入量(provisional tolerable weekly intake,PTWIABW)比較，分析評估目標人群的食用安全性。其計算公式如下：

AWI=Ci×WC

(1)

式(1)中，AWI為成人每周實際重金屬攝入量(mg)；Ci為貝類中重金屬i實測值的均值(mg/kg)；WC為人均每周海產貝類消費量(weekly consumption)，依照第4次中國總膳食研究，以福建省居民海產貝類實際消費量0.246 kg/周計[10]。

PTWIABW=PTWI×ABW

(2)

式(2)中，PTWIABW為成人暫定每周允許攝入量(mg)；PTWI為暫定每周允許攝入量(mg·kg-1·BW-1)，數值依據參考文獻[11-12]，其中Cd依據2010年聯合國糧農組織食品添加劑聯合專家委員會建議，調整為按暫定每月允許攝入量(provisional tolerable monthly intake,PTMI)25 μg·kg-1·BW-1計算；ABW為成人體質量(adult body weight)，依照第4次中國總膳食研究，以63 kg計[10]。

以AWI占PTWIABW的百分比評價貝類食用安全性，所占百分比越高，食用安全性越低。

1.6 統計學分析 采用Stata13.0統計軟件分析。采用Kruskal-Wallis非參數檢驗的方法進行各重金屬元素組間差別的比較，組間差別有統計學意義時，則進一步經秩變換后，運用Scheffe法進行兩兩比較分析，以P<0.05為差別具有統計學意義。

2 結 果

2.1 海產貝類重金屬污染狀況

2.1.1 海產貝類重金屬檢測結果 4種海產貝類中，除Cr的檢出率為51.56%外，其余重金屬的檢出率均為100%。Cd，Cr及Cu均有部分超標，總體超標率為Cu>Cr及Cd(表1)。

表1 重金屬含量范圍、平均值、檢出率與超標率

Tab 1 The range, average, detection rate and over-standard rate of heavy metal content

重金屬ρ含量范圍(mg·kg-1)ρ平均值(mg·kg-1)檢出率%超標率%鎘0．001～2．1700．3231000．781鉻ND～2．6070．40651．5630．781銅0．599～198．3509．6941003．906鉛0．070～0．7570．2851000總汞0．020～0．0990．0461000

ND：未檢出．

2.1.2 不同貝類重金屬含量比較分析 4種海產貝類中，Cu含量最高，Hg含量最低。牡蠣中Cu含量顯著高于螠蟶、菲律賓蛤仔和紫貽貝(P<0.05)；牡蠣和紫貽貝中Cd的含量顯著高于螠蟶和菲律賓蛤仔(P<0.05)；菲律賓蛤仔中Pb含量低于與其他3種海產貝類(P<0.05)(表2)。

表2 福建沿海4種海產貝類中重金屬含量比較

牡蠣及紫貽貝中鎘含量與螠蟶及菲律賓蛤仔比較，△：P<0.05；牡蠣中銅含量與其他海產貝類比較，☆：P<0.05；菲律賓蛤仔中鉛含量與其他海產貝類比較，◇：P<0.05．

2.2 海產貝類重金屬污染評價 Pi值結果顯示，4種海產貝類Cr及Hg含量為正常背景值水平；牡蠣中Cd及Pb為輕污染水平，Cu達到中污染水平；螠蟶中Pb為輕污染水平；紫貽貝中Cd為輕污染水平。Pc值結果顯示，牡蠣、紫貽貝為輕污染水平，海產貝類重金屬污染程度排序為牡蠣>紫貽貝>螠蟶>菲律賓蛤仔(表3)。

2.3 海產貝類重金屬污染健康風險分析 以各海產貝類重金屬平均含量計算，5種重金屬AWI均未超過PTWIABW，若以重金屬最大含量計算，通過食用牡蠣所攝入的Cd超過PTWIABW，為PTWIABW的144.905%；通過食用紫貽貝所攝入的Cd超過PTWIABW，為PTWIABW的106.019%(表4)。

表3 福建沿海海產貝類重金屬單因子污染指數和綜合污染指數

Cd：鎘； Cr：鉻； Pb：鉛； Hg：總汞； Cu：銅.

表4 福建省沿海海產貝類重金屬食用安全性評價

Cd：鎘； Cr：鉻； Pb：鉛； Hg：汞； Cu：銅. PTWI：JECFA制定的暫定每周允許攝入量；PTWIABW：成人暫定每周允許攝入量，成人體質量以63 kg計；AWImean：成人每周重金屬平均攝入量；AWImax：成人每周重金屬最大攝入量． △：Cd按照暫定每月允許攝入量計算．

3 討 論

隨著我國沿海地區城市化和工業化進程的加速，近岸海域的環境污染問題日益嚴重，尤其是重金屬污染問題日顯突出。以Cd，Cr，Pb及Hg等為代表的重金屬是典型的不可降解持久性環境污染物，其通過食物鏈在各類海產品中富集與累積造成的健康安全風險不容忽視。20世紀90年代末至本世紀初，對福建沿海主要貝類養殖區貝類體內重金屬的含量調查結果表明，福建沿海貝類基本未受到重金屬污染或屬輕微污染[13-14]。但阮金山等研究發現，雖然福建沿海海水中重金屬濃度很低，但魚、蝦、貝類對各種重金屬都有較強的富集能力，特別是貝類對Cu及Cd的富集能力大于魚類，不同類別的水產生物體內重金屬的含量差別較大，其順序是貝類高于蝦類高于魚類[15]。這提示隨著海洋重金屬污染的不斷累積，海產品重金屬污染的健康風險加大，尤其是貝類。近幾年，屢有報道福建沿海貝類重金屬污染超標[16-19]。本研究選擇直接采集福建沿海市售環節主要海產貝類進行重金屬污染檢測，能更直接地反映居民攝入的海產貝類質量安全性和健康風險。結果表明，福建沿海市售貝類總Hg，Cd，Cr，Cu及Pb平均含量低于我國海洋食用貝類總Hg，Cd，Cr，Cu及Pb平均水平[20]，未超出我國GB 2762-2012《食品中污染物限量》和NY 5073-2006《無公害食品-水產品中有毒有害物質限量》中重金屬污染限值，但福建沿海市售部分海產貝類中Cd，Cr，Cu存在一定的超標現象。應用Pi和Pc評價貝類的重金屬污染水平，發現福建沿海市售4種海產貝類中重金屬污染程度不盡相同，貝類重金屬污染程度排序為牡蠣>紫貽貝>螠蟶>菲律賓蛤仔。牡蠣的重金屬污染最為突出，Cu達到中污染水平，Cd和Pb為輕污染水平；螠蟶中Pb和紫貽貝中Cd為輕污染水平。牡蠣、紫貽貝Pc均為輕污染水平，提示牡蠣、紫貽貝更易受到重金屬污染。

不同貝類對重金屬的富集能力存在差別。本次調查發現，Cd，Cu及Pb含量在不同貝類間差別顯著，牡蠣中Cu含量明顯高于螠蟶、菲律賓蛤仔和紫貽貝；牡蠣和紫貽貝中Cd的含量顯著高于螠蟶和菲律賓蛤仔，而菲律賓蛤仔中Pb含量低于與其他3種海產貝類，說明牡蠣和紫貽貝對Cd的富集能力較強，菲律賓蛤仔對Pb的富集能力較弱。牡蠣中Cd及Cu的含量較高，且Cu和Cd存在顯著正相關性，這表明牡蠣對Cu 和Cd 的富集具有較高的選擇性，與文獻報道一致[15，20]。牡蠣中Cu含量較高，可能源于其血液中富含Cu的血藍蛋白。由于Cu對Cd的富集有協同作用，從而導致牡蠣體內Cd的含量也較高[21]。重金屬在貝類中的吸收和積累取決于諸多因素，與其生存的水體環境與棲息環境中重金屬濃度、暴露時間、化學形態以及不同貝類物種的重金屬生物積累和釋放能力相關。關于福建海產貝類中重金屬含量累積差別與其生存水體、沉積物中的重金屬的關系，有待今后做進一步深入調查研究。

以世界衛生組織/聯合國糧農組織食品添加劑聯合專家委員會制定的污染物PTWI作為食用安全性評價依據，評價福建沿海城市居民因攝食海產貝類的重金屬膳食暴露風險，以各海產貝類重金屬平均含量計算，5種重金屬AWI均未超過PTWIABW，表明目前福建沿海海產貝類重金屬的食用安全性尚在可接受范圍內。但以各海產貝類重金屬最大含量計算時，通過食用牡蠣所攝入的Cd超過PTWIABW，為PTWIABW的144.905%；通過食用紫貽貝所攝入的Cd超過PTWIABW，為PTWIABW的106.019%，提示由于部分海產貝類樣品中Cd存在超標，導致Cd攝入的風險性較高，存在食用安全隱患。需要指出的是，隨著社會經濟的發展，居民水產及其制品的消費量不斷提高，第4次中國總膳食研究表明，福建省所處的南方一區居民水產及其制品的消費量由1990年的0.189 kg/周提高到2007年的0.722 kg/周[10]，增加了近4倍，而水產品中貝類重金屬污染程度高于甲殼類、頭足類和魚類[22]，食用貝類的重金屬污染暴露風險相對較高，因此貝類重金屬污染與健康風險的問題不容忽視。

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(編輯:張慧茹)

Investigation on Heavy Metal Pollution in Marine Shellfish Sold in Costal Fujian and its Health Risk

WANG Jing1,2, YAN Lingjun1, CHEN Jinfa1,2, ZENG Yidan1,2, CHEN Hua1,WU Xiaonan1,3

1. Public Health School of Fujian Medical University, Fuzhou 350122, China；2. Fujian Key Laboratory of Environmental Factors and Cancer, Fuzhou 350122, China；3. Xiamen Medical College, Xiamen 361008, China

Objective To investigate the pollution status of heavy metals in marine shellfish and evaluate the health risk for residents living in the coastal area of Fujian provice. Method A total of 128 marine shellfish samples (oyster, sinonovacula constricta, ruditapes philippinarum, and mytilus edulis) were collected from four coastal cities (Xiamen, Putian, Fuzhou, and Ningde) in June 2016. The contents of Cd, Cr, Cu and Pb were determined by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, and the total content of Hg was detected by Hydride Generation Atomic Fluorescence Spectrometry. The pollution status of heavy metals was evaluated by single factor index (Pi) and integrative index (Pc), and the health risk for marine shellfishes intake was assessed using provisional tolerable weekly intake (PTWIABW). Result In total of 128 samples of marine shellfish, Cd, Cr, Cu were found exceeding the standard, and Cu exhibited the highest over-standard rate, followed by Cr and Cd. The Pi values suggested mild pollution of Cd and Pb, as well as moderate pollution of Cu in oyster, while mild pollution of Pb in sinonovacula constricta and Cd in mytilus edulis was also assesed. The Pcvalues suggested mild pollution in oyster and mytilus edulis. Health risk assessment showed that Cd intake from oyster and mytilus edulis exceeded the PTWIABWby 44.905% and 6.019%, respectively. Conclusion Mild to moderate pollution of heavy metals were detected in some marine shellfish in Fujian coastal cities, and potential health risks of Cd exposure by marine shellfish intake existed in residents in the coastal area.

metals, heavy；shellfish；mass spectrometry；ions；health status；risk adjustment

2016-10-13

福建省中青年教師教育科研項目(JA13139)

1.福建醫科大學 公共衛生學院，福州 350122； 2.福建省環境因素與腫瘤重點實驗室，福州 350122； 3.廈門醫學高等專科學校，廈門 361008

汪 靖，男，實驗師，工程碩士

吳小南.Email：13805088465@139.com

R151.3； R155.33； R446.9； R916.3

A

1672-4194(2017)02-0103-05