中國南海貝類重金屬污染狀況及健康風險評價

許道艷 張悅 李詩菲 邢慶會 于彩芬 雷威 劉長安

摘 要：該研究分析了我國南海19個地區貝類生物體中重金屬汞、鎘、鉛、鉻、銅及砷污染狀況，利用美國環保署提出的人體健康風險評價模型進行了健康風險評價。結果表明，依據《食品安全國家標準食品中污染物限量GB2762-2017》的污染物限量要求，僅深圳南澳近岸海域無機砷含量超標;依據《農產品安全質量無公害水產品安全要求GB18406.4-2001》的最高限量要求，部分地區的鉛、鎘和總砷含量超標。南海19個地區鎘、砷污染健康風險等級未超過Ⅲ級，低于國際輻射防護委員會和美國環境保護署要求的最大可接受風險值，健康風險強度處于可以接受水平。汞、鉛、鉻、銅污染風險值均遠低于荷蘭建設和環境部規定的可忽略風險水平，符合健康風險評價Ⅰ級標準，健康風險強度可以忽略。

關鍵詞：健康風險;重金屬污染;南海;評價

中圖分類號 X83 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2021）23-0100-06

Shellfish Pollution Status and Health Risk Assessment of Heavy Metals in South China Sea

XU Daoyan et al.

（National Marine Environmental Monitoring Center， Dalian 116023， China）

Abstract： The pollution status of Hg， Cd， Pb， Cr， As and Cu in shellfish in 19 areas of South China Sea was analyzed，and health risk for Hg， Cd， Pb， Cr， As and Cu pollution was conducted using the human health risk assessment model proposed by the Environmental Protection Agency （EPA）. The results showed that only the inorganic As contents of shellfish in Nearshore Sea of Nan′ao exceeded the limit of GB2762-2017. the Pb， Cd and total As contents of shellfish in some coastal areas exceeded the limit of GB18406.4-2001. The health risk for Cd and As pollution in 19 areas were lower than the maximum acceptable risk limit of the International Radiation Protection Association （IRPA） and the EPA， the risk grade was III， and the health risk intensity for Cd and As pollution was acceptable. The health risk for Hg， Pb， Cr and Cu pollution were well below the negligible risk limit of the Netherlands Ministry of Construction and Environment， the risk grade wasⅠ， and the health risk intensity for Hg， Pb， Cr and Cu pollution was negligible.

Key words： Health risk; Heavy metal pollution; South China Sea;Evaluation

近幾年來，海洋環境污染尤其是重金屬污染暴露對人群健康產生的風險強度越來越受到重視。重金屬是一類具有嚴重生理毒性的化學物質，入海后通過沉淀作用、吸附作用、絡合與螯合作用和氧化還原作用在水體中不斷遷移轉化，或被海洋生物吸收后隨食物鏈積累與放大[1]。貝類在海洋中分布廣、適應性強，且對多種污染物特別是重金屬具有較強的富集能力，因而，許多國家把貝類生物作為海洋污染程度的重要指示物種，其體內重金屬生物累積及食品安全問題受到人們的廣泛關注[2]。《“健康中國2030”規劃綱要》中指出：“應實施環境與健康風險管理。劃定環境健康高風險區域，開展環境污染對人群健康影響的評價，探索建立高風險區域重點項目健康風險評估制度。”

南海作為中國遼闊的海洋疆域，所處地理位置特殊，多國接壤，交通要塞，在整個中國乃至世界政治、經濟、軍事布局中都有著重要作用。隨著南海周邊各國對南海資源的深入開發，南海的生態環境污染越來越嚴重，研究表明陸源污染是海洋生態環境污染的重大原因、南海周邊工農業廢水、生活和養殖污水等各種污染物質紛紛以各種渠道和形式排入南海，加之監管不力等原因，大量污水并未達到處理標準，為南海的生態系統安全及人群健康帶來了極大威脅[3]。

為此，筆者通過開展南海19個地區貝類汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅污染健康風險評價研究，及時掌握我國南海重金屬污染對人群健康的風險強度，有利于從源頭預防、加強南海重金屬污染主動管理，對于提高南海污染治理水平、保護南海生態環境及食品安全、推進健康中國建設具有重要的現實意義。

1 數據來源與方法

1.1 數據來源 選取我國南海19個地區的貝類海產品開展汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅污染狀況分析及健康風險評價，貝類海產品中汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅含量數據來自國家海洋環境監測中心2018年全國海洋環境監測數據。若同一地區有多個不同站位的貝類海產品汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅含量數據，則取其平均值。

1.2 健康風險評價方法 本研究選取美國環保署推薦的人體健康風險評價模型，包括致癌化學物質健康風險評價和非致癌化學物質健康風險評價[4]。

致癌化學物質健康風險評價模型：

[Rci=1-exp -Di×qi/L]

其中，[Rci]為致癌化學物質[i]通過食入途徑的平均個人致癌年風險，無量綱;[Di]為致癌化學物質[i]通過食入途徑的單位體重日均暴露計量，單位為mg/kg;[qi]為致癌化學物質[i]經食入途徑的致癌強度系數;L為人的平均壽命，根據《2018年我國衛生健康事業發展統計公報》公布數據，到2018年，我國人均壽命為77歲，因此本研究L取77。

非致癌化學物質健康風險評價模型：

[Rni=Di×10-6/RfDi×L]

其中，[Rni]為非致癌化學物質[i]通過食入途徑所致健康危害的平均個人年風險，無量綱;[Di]為非致癌化學物質[i]通過食入途徑的單位體重日均暴露計量;[RfDi]為非致癌化學物質[i]經食入途徑進入人體并且不會對人體造成不利影響的化學物質的最高參考計量;L為人的平均壽命，根據《2018年我國衛生健康事業發展統計公報》公布數據，到2018年，我國人均壽命為77歲[5]，因此本研究L取77;[10-6]為USEPA標準調整數值。

化學物質通過食入途徑的單位體重日均暴露計量評價模型：

[Di=QiCiα/W]

其中，[Di]為致癌化學物質/非致癌化學物質[i]通過食入途徑的單位體重日均暴露計量，單位為mg/kg;[Qi]為成年人每天消費的某種食物的量，2015年我國居民每天平均攝入水產品量為0.0286kg[6];[Ci]為致癌化學物質/非致癌化學物質[i]在某種食物中的含量，單位為mg/kg;[α]為致癌化學物質/非致癌化學物質經口攝途徑的人體吸收率，本研究默認為1;[W]為人的平均體重，《中國居民營養與慢性病狀況報告（2015）》中顯示，我國成年男性平均體重為66.2kg，成年女性為57.3kg[7]，取成年男女平均值為61.75kg。

1.3 致癌化學物質強度系數及非致癌化學物質參考劑量 本研究選取了美國環保署綜合風險信息系統（IRIS）和加利福尼亞州環境健康危害評估辦公室數據庫（OEHHA）提供的強度系數和參考計量[4，8-10]。有毒化學物質致癌性評價見表1。

在人體健康風險評價中，由于鉻的致癌途徑為吸入式，而本研究集中在海產品食入途徑，因此，將鉻歸為非致癌物質;鉛的致癌證據由于只在動物試驗中，人體致癌證據不足，因此，將鉛歸為非致癌物質。本研究中，將鎘和砷列為致癌物質，而汞、銅、鉛、鉻列為非致癌物質。致癌化學物質強度系數、非致癌化學物質危害參考計量分別見表2、表3。

1.4 健康風險評價標準 國際上有關機構推薦的健康風險評價標準，即社會公眾成員最大可接受風險水平和可忽略風險水平見表4，本研究的健康風險評價標準分為6個等級（見表5）[4]。

2 結果與分析

2.1 貝類生物體汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅平均含量 南海19個地區貝類生物體汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅含量如圖1～圖6所示，汞含量在0.30×10-2～0.03mg/kg，鎘含量在0.02～1.24mg/kg，鉛含量在0.03～0.73mg/kg，鉻含量在0.19×10-3～1.19mg/kg，砷含量在0.02～2.00mg/kg，銅含量在0.25～28.07mg/kg。東海海域大部分地區（18個地區，占比94.74%）貝類生物體中銅的含量最高，可能是因為銅是海洋生物生命必需的元素，貝類血液運載的主要是含銅的血藍蛋白，因此，銅優先被貝類選擇性吸收，然而貝類對重金屬的排出率大致相同，從而導致貝類生物體中銅的含量較其他重金屬更高[11-12]。19個地區貝類生物體中汞含量均為最低，可能是由于貝類棲息環境中沉積物的汞含量較低，海洋環境中的汞主要存在于沉積物中[13]，2017年監測結果顯示，我國南海海域沉積物中汞含量均符合第一類海洋沉積物質量標準[14]，余駿等[15]研究貝類中汞的生物富集情況發現，其全組織中總汞和甲基汞含量與對應沉積物中總汞和甲基汞含量均呈顯著正相關。

根據《食品安全國家標準食品中污染物限量GB2762-2017》及《農產品安全質量無公害水產品安全要求 GB18406.4-2001》中貝類水產品的污染物限量要求（見表6），南海19個地區貝類生物體中汞、鉻、銅的含量均不超標;19個地區鉛含量均不超過GB2762-2017的污染物限量要求，僅珠江口和廣西茅尾海近岸海域鉛含量超過GB18406.4-2001的最高限量要求;鎘含量均不超過GB2762-2017污染物限量要求，但有6個地區（分別為大亞灣近岸海域、深圳南澳近岸海域、珠江口、珠海桂山港海域、廣西茅尾海近岸海域和西沙珊瑚礁海域，占比31.58%）鎘含量超過GB18406.4-2001的最高限量要求，有研究表明，貝類中鎘的“替代吸收”較強，進而鎘濃度相應提高，且有可能在人體中進一步富集，因此環境中的鎘對貝類食品安全威脅更大，應該引起足夠重視[16];本研究中的貝類砷含量為總砷含量，有3個地區（分別為大亞灣近岸海域、深圳南澳近岸海域和珠海桂山港海域，占比15.79%）總砷含量超標，毒性較強的無機砷含量占總砷含量的5%-30%[16]，如果按30%來計算，僅深圳南澳近岸海域無機砷含量超標。2017年監測結果顯示，我國南海海域海水中砷含量均優于二類海水水質標準限值[17]，沉積物中砷含量均符合第一類海洋沉積物質量標準[14]，但本研究中仍有部分地區的砷含量超標，這可能與海洋貝類對海水中砷元素高達1.2×103～1.9×103累積系數 [18]有關，當累積系數超過1000時，被認為可能具有潛在的生物累積危害[19]，因而海洋貝類砷污染問題引起了國內外學者的重視。

2.2 汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅污染健康風險 國際癌癥研究中心（IARC）認為，鎘、砷是人類的致癌物。鎘及其化合物均有一定的毒性，鎘對胃腸粘膜有刺激作用，可引起肺或腎器官的損害，長期暴露于高鎘環境，可引起腹瀉、休克、肺氣腫和腎功能障礙等癥狀，嚴重可導致肺癌、前列腺癌及腎癌。砷具有神經毒性，長期砷暴露可觀察到中樞神經系統抑制癥狀，包括頭痛、嗜睡、煩躁、記憶力下降等，嚴重可導致肺癌。一般認為口攝暴露途徑中，汞、鉛、鉻、銅為非致癌化學物。汞及其化合物毒性都很大，尤其是甲基汞，曾引起著名的水俁病公害事件，長時間暴露在高汞環境中可導致腦損傷和死亡，汞污染還可導致心臟病和高血壓等心血管疾病的發生，并可影響人類的肝、甲狀腺和皮膚的功能[20]。鉛是一種慢性和累積性毒物，主要從消化道進入人體，長期暴露在鉛污染環境中，往往會造成體內血鉛濃度升高，引起貧血、認知缺損、聽力減弱和維生素D代謝紊亂、腹部疼痛等問題[21]。一般認為六價鉻通過呼吸途徑對人體產生的毒性較強，可導致肺癌，長期通過口攝途徑暴露于高鉻環境，可造成慢性中毒，刺激和腐蝕消化道，引起惡心、嘔吐、腹痛等癥狀。銅是生命所必需的微量元素，但過量的銅會造成人體呼吸系統、消化系統和內分泌系統病變，出現咳嗽、胸痛、嘔吐、腹瀉、非分泌性腦垂體腺瘤等癥狀。

2018年，我國南海海域19個地區貝類汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅污染健康風險評價結果顯示（見表7），致癌化學物鎘污染風險值在7.52×10-7～4.38×10-5，砷污染風險值在1.80×10-7～1.80×10-5，盡管本研究中大部分地區鎘、砷含量符合食品安全要求，但仍大于瑞典環境保護局、荷蘭建設和環境部及英國皇家協會等機構要求的最大可接受風險值，該風險水平相較于美國環境保護署和國際輻射防護委員會要求的最大可接受風險水平更為嚴格。根據本國本國國情，本研究選用國際輻射防護委員會要求的最大可接受風險值作為健康風險評價Ⅲ級標準，因此，盡管還有部分地區的貝類鎘、砷含量超標，但19個地區鎘、砷污染健康風險等級均不超過Ⅲ級（見圖7），遠低于美國環境保護署要求的最大可接受風險值，鎘、砷污染健康風險強度可以接受。非致癌化學物汞污染風險值在6.02×10-11～5.01×10-10，鉛污染風險值在1.10×10-10～3.13×10-9，鉻污染風險值在2.16×10-13～2.39×10-9，銅污染風險值在4.06×10-11～5.54×10-9，風險值均遠低于荷蘭建設和環境部規定的可忽略風險水平（見圖8），風險等級均符合健康風險評價Ⅰ級標準，健康風險可以忽略。

近幾年來，我國不斷加大了南海海域污染治理力度，如，為全面落實廣佛跨界區域水污染防治攻堅任務要求，南海迅速構建起區、鎮（街道）、村（居）3級河長制組織體系，出臺了《區級河長會議制度（試行）》等配套制度，建立了佛山市南海區水環境綜合督導制度和成立河長制志愿服務隊等創新工作機制，以河長制和網格化監管為依托，全面摸清排水戶、工業污染源和“散亂污”工業企業（場所）、禽畜及水產養殖、入河排污口等污染源底數并登記造冊、標上地圖，查明區域內生活污水收集處理情況、重點工業源工業廢水收集處理情況及禽畜養殖糞污處理處置情況，形成工作臺賬并持續更新完善。同時，南海還出臺了《佛山市南海區水環境綜合治理工作方案》（2019-2020），以推進廣佛跨界河流污染整治為重點，深入推進南海區水污染防治工作，全面改善南海區水環境質量[22]。2017年監測結果顯示，南海區生態環境工作取得了一定成效，環境質量持續改善，南海海域海水中汞、鎘、鉛、六價鉻、砷含量均優于二類海水水質標準限值，僅部分海域出現銅超標現象[17]，沉積物質量“良好”的站位比例為94%，2007～2017年，沉積物質量“良好”的監測站位比例呈上升趨勢[14]，到2019年，南海區黑臭水治理成效顯現，廣佛跨界流域水質改善幅度超過23%[23]。本研究的評價結果也反映了目前我國南海海域汞、鉛、鉻、銅污染風險極低，鎘、砷污染風險處于可接受狀態。

本研究評價方法中，人群平均體重、平均壽命以及海產品平均每日攝入量等參數賦值均采用我國已發布的中國人均水平，非致癌有毒化學物危害參考計量和致癌有毒化學物致癌強度系數采用國際限定標準，風險等級評價采用國際有關機構推薦的風險評價限量閾值，可能不完全適用于本研究中我國南海19個地區的實際情況，從而在評價結果上可能存在一定誤差。此外，汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅污染的口攝暴露途徑人體吸收率默認為100%吸收，可能會導致評價風險值偏高。以上不確定性因素可能均會導致評價結果不夠準確，仍需進一步研究。

3 結論與討論

3.1 南海海域貝類汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅平均含量 南海海域19個地區汞含量在0.30×10-2～0.03mg/kg，鎘含量在0.02～1.24mg/kg，鉛含量在0.03～0.73mg/kg，鉻含量在0.19×10-3～1.19mg/kg，砷含量在0.02～2.00mg/kg，銅含量在0.25～28.07mg/kg。依據《食品安全國家標準食品中污染物限量GB2762-2017》的污染物限量要求，僅深圳南澳近岸海域無機砷含量超標;依據《農產品安全質量無公害水產品安全要求GB18406.4-2001》的最高限量要求，分別有2個地區、6個地區和3個地區的鉛、鎘和總砷含量超標。

3.2 南海海域貝類汞、鎘、鉛、鉻、砷、銅污染健康風險 我國南海海域致癌化學物鎘污染風險值在7.52×10-7～4.38×10-5，砷污染風險值在1.80×10-7～1.80×10-5，19個地區鎘、砷污染健康風險等級均不超過Ⅲ級，遠低于美國環境保護署要求的最大可接受風險值，健康風險強度處于可以接受水平。非致癌化學物汞、鉛、鉻和銅污染風險值分別在6.02×10-11～5.01×10-10、1.10×10-10～3.13×10-9、2.16×10-13～2.39×10-9和4.06×10-11～5.54×10-9之間，均遠低于荷蘭建設和環境部規定的可忽略風險水平，符合健康風險評價Ⅰ級標準，健康風險強度可以忽略。

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（責編：張宏民）