遼東灣菲律賓蛤仔肌肉和內臟中重金屬濃度分布與健康風險評價

徐家玉，姜玖頏，劉金婷，徐藝倬，楊松，劉永華

（錦州醫科大學畜牧獸醫學院，遼寧 錦州 121000）

遼東灣是渤海北部的半封閉水體,渤海三大海灣之一。遼東灣與公海之間的水交換緩慢，污染物不易從遼東灣運出。許多河流（如大凌河、小凌河、遼河和大遼河等）匯入遼東灣。遼東灣周邊有不同規模的城市，大部分沿海地區都是港口和工業區，沿海還分布著許多水產養殖業，人類活動干擾嚴重。大量生活污水和含有各種污染物的工業廢水排入遼東灣，如重金屬等[1,2]。

重金屬具有持久性、穩定性、毒性，不可生物降解和生物累積性，可在生物體中累積并引起許多疾病[3]。海洋環境中的重金屬對水生生物和消耗水生生物的人類構成健康風險。確定水生生物體中的重金屬濃度，了解食用重金屬污染的海產品對人類造成的健康風險十分必要[4]。

菲律賓蛤仔（俗稱花蛤子、雜色蛤）Ruditapes philippinarum 通常生活在淤泥和沉積物中，能累積沉積物中的重金屬[5]。菲律賓蛤仔味道鮮美、營養豐富，深受廣大消費者喜愛，消費量很大，是世界和遼東灣常見的重要食用貝類和廣為養殖的貝類之一。菲律賓蛤仔品質的優劣直接影響消費者的身體健康。確定遼東灣沿岸菲律賓蛤仔中重金屬濃度，有助于了解水生環境中重金屬的污染情況和評估食用后的健康風險。本研究測定了遼東灣沿岸菲律賓蛤仔肌肉和內臟中As、Cd、Cu 和Pb 的濃度，分析重金屬的組織分布，評價對消費者的潛在健康風險。

1 材料和方法

1.1 樣品采集和準備

2017 年7 月和8 月，在遼東灣沿岸河流入海口、市政排污口和工業企業集中的區域設置7 個采樣點（S1-S7）（圖1），按《海洋監測規范》GB 17378-2007 采集各點殼長＞2.5 cm 的樣品，約2 kg。用刷子除去樣品表面附著的污物，清水沖洗后收集肌肉和內臟組織。將3 個個體的肌肉組織混合形成單個樣品，15 個個體的內臟混合形成單個樣品[8]。將樣品凍干，研磨成粉末。

圖1 遼東灣采樣點Fig.1 Map of sampling sites at the Liaodong Bay,China

將0.2 g 干燥樣品置于含有3 mL HNO3（65%）（Suprapur；Merck，Damstadt，Germany）和1 mL H2O2（35%）（Suprapur；Merck）的管中。然后將管置于微波消解儀（CEM，Buckingham，UK）中消化。用超純水將消化物稀釋至50 mL，用0.45 μm 膜濾器過濾。用原子吸光光度儀（Agilent 220FS，USA），無火焰原子吸光光度法測定Cd、Cu、Pb 的濃度，火焰原子吸光光度法測定As 的濃度，并與國標GB18421-2001 規定的分類標準進行比較。

1.2 數據分析

結果用平均值±標準偏差表示，用SPSS 18.0軟件分析數據，P＜0.05 差異顯著。用單因素方差分析確定重金屬濃度在不同采樣點的空間分布差異，用t 檢驗確定重金屬濃度在肌肉和內臟中的分布差異。

1.3 人體健康風險評估

使用THQs 和CRmaxs評估菲律賓蛤仔中重金屬對人類健康的風險[6]。使用以下公式計算THQ 和CRmax（本研究中選用肌肉樣品中的重金屬濃度）：

其中C 是重金屬濃度[mg/kg 濕重（wet weight,ww）]，Wclam是成年人每日攝入菲律賓蛤仔的量（38.9 g/d）[7]，ED 是暴露持續時間（74.8 y，預期平均壽命）[8]，EF 是暴露頻率（365 d/y），BW 是平均體重（成人63 kg）[9]，RfD 是重金屬的平均口服參考劑量[10]，Atn 是非致癌物的平均暴露時間（ED 365 d/y），10-3是單位換算系數。

2 結果與分析

2.1 菲律賓蛤仔肌肉和內臟中的重金屬濃度

菲律賓蛤仔肌肉和內臟樣本中的重金屬濃度如圖2 所示。各采樣點樣品中的Cd 濃度非常高，特別是S6 和S7 的Cd 濃度遠高于Cd 的III 類標準。S1、S3 和S4 位點的樣品中Cd 濃度超過了II 類標準。S2 和S5 的樣品中Cd 濃度接近II 類標準。世界衛生組織在1982 年設定的最大允許含量為2 mg/kg·ww，相當于II 類標準[11]。S7 內臟樣品中的As濃度超過了II 類標準。所有樣品中的Cu 濃度都較低，低于Cu 的I 類標準。S5 點樣品的Pb 濃度高于其他點，但低于Pb 的II 類標準。

圖2 各采樣點菲律賓蛤仔樣本不同組織中的重金屬濃度Fig.2 Concentration ranges of heavy metals in different tissues of Manila clam（Ruditapes philippinarum）at different sampling sites

2.2 菲律賓蛤仔中重金屬生物累積的組織特異性

不同重金屬在菲律賓蛤仔不同組織中的生物累積模式具有特異性（圖3）。內臟樣品中As、Cu 和Pb 的濃度顯著高于肌肉樣品（P＜0.05），而肌肉樣品中Cd 濃度顯著高于內臟（P＜0.05）。

圖3 遼東灣菲律賓蛤仔肌肉和內臟中重金屬濃度的比較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 菲律賓蛤仔中重金屬對消費者的健康風險

菲律賓蛤仔肌肉組織中的重金屬濃度以及國家和國際重金屬安全限量見表1。S1、S3、S4、S6 和S7的肌肉樣本中Cd 濃度（2.45～5.18 mg/kg·ww）超過了Cd（1～2 mg/kg·ww）的相關限值。S4 和S7 的樣品中的As 濃度（分別為0.6 mg/kg·ww和3.84 mg/kg·ww）超過了中國國家指標0.5 mg/kg·ww。Cu 和Pb 濃度（分別為0.98～2.76mg/kg·ww和0.04～0.71mg/kg·ww）均在相關限度內（分別為0.5～1.0 mg/kg·ww 和1.0～1.5 mg/kg·ww）。

表1 遼東灣菲律賓蛤仔肌肉組織中重金屬濃度Tab.1 Heavy metal concentrations（mg/kg w.w.）in the muscle tissues of Manila clam（Ruditapes philippinarum）from Liaodong Bay

用肌肉中重金屬濃度計算THQs 和CRmax，評價菲律賓蛤仔中重金屬對人類的潛在健康風險（表2、表3）。無機砷比有機砷毒性更大，且假設無機砷占總砷濃度的3%進行計算[3]。

表2 危害商數評價Tab.2 Estimated target hazard quotient（THQ）for Manila clam

表3 菲律賓蛤仔最大日消費量評價Tab.3 Estimated maximum consumption rates（CRmax）of Manila clam

THQ≤1 表明沒有對人類造成風險；THQ＞1 意味著對人類構成風險[3]。所有采樣點Cd 的THQs（2.189～6.397）均高于其他金屬。除Cd 外，所有采樣點的菲律賓蛤仔的重金屬濃度對人類沒有顯著風險（THQ＜1）。

重金屬可在菲律賓蛤仔中積累，消費一定量的受污染的菲律賓蛤仔可能會對健康造成不良影響。因此計算了菲律賓蛤仔中重金屬的CRmax。Pb 的CRmax 較高，為887.32～15 750.00 g·ww。Cd 的CRmaxs（6.08～17.70g·ww）低于其他重金屬的CRmaxs，這意味著消費遼東灣菲律賓蛤仔Cd 的健康風險概率高于其他重金屬。

3 討論

3.1 菲律賓蛤仔中的重金屬

遼東灣水完全交換的周期為15 年。許多河流（包括復州河、大凌河、小凌河、遼河、大遼河和五里河等）排入遼東灣。這些河流是遼東灣重金屬的重要來源[11]。所有采樣點樣品中Cd 的濃度非常高，S6點的肌肉樣品中的濃度超過了Cd 的III 類標準。這表明需要關注遼東灣的Cd 污染。S5 點樣品中的Pb濃度高于其他位點，但低于II 類標準。S7 點內臟樣品中的As 濃度超過了II 類標準。這些結果表明，上述位點可能被這些重金屬污染。鉛濃度不高，但鉛及其鹽會導致腎臟、神經系統受損，即使食物中的濃度低也不容忽視[12]。

3.2 重金屬濃度的組織特異性差異

菲律賓蛤仔的重金屬往往效地積聚在內臟中[13]。肝胰臟和腎臟在重金屬吸收、運輸、儲存和排泄中起重要作用。肌肉組織中的重金屬可以相對快速地去除。本研究中As、Cu 和Pb 主要累積在內臟中。而Cd 主要累積在肌肉中。這與之前的研究相符[14]。在水生環境中Cd 主要處于溶解相，可能很容易被與之接觸的菲律賓蛤仔組織吸收，如外套膜[8]，從而導致Cd 在肌肉中累積的比內臟中多。

3.3 潛在健康風險評價

所有采樣點的Cd 的THQ 均大于1。Cd 的CRmax（6.08～17.70 g ww）低于其他重金屬的CRmax。這些結果表明，Cd 會對遼東灣菲律賓蛤仔的消費者造成健康風險。

工業和人類活動是Cd 進入環境的主要原因。Cd 可以有效地積累在蛤蜊中。Cd 對人體有毒，會嚴重影響骨骼、中樞神經系統（包括大腦）、腎臟、肺、肝臟和胎盤的結構和功能。菲律賓蛤仔受到鎘污染，生活在遼東灣附近并長期食之的人可能面臨鎘風險。雖然菲律賓蛤仔味道鮮美、營養豐富、產量巨大，但鑒于Cd 帶來的健康風險，對長期食用者應限制用量，防止Cd 中毒。

本研究進行的風險評估中，菲律賓蛤仔是人類重金屬的唯一來源，其他來源如其他類型的海鮮、大米、蔬菜和水，并未包括在風險評估中。如果考慮所有可能的重金屬來源，在風險評估中重金屬給人類帶來的健康風險會更大。

3.4 結論

遼東灣菲律賓蛤仔中Cd 濃度較高。S7 的As，S5 的Pb 也不容忽視。菲律賓蛤仔中的重金屬具有典型的組織特異性生物累積模式。Cd 傾向于在肌肉中積累，而As、Cu 和Pb 在內臟更有效地積累。Cd是消費遼東灣花蛤引起健康風險的主要來源，其最大日消費量為6.08～17.70 g ww。