唐山和秦皇島近岸海域貝類體內(nèi)PAHs含量與健康風(fēng)險(xiǎn)

李廈，劉憲斌，田勝艷，張耀丹，任麗君，褚帆

（天津科技大學(xué) 天津市海洋資源與化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457）

PAHs是一類具有難降解性、致癌性、環(huán)境累積性及非揮發(fā)性的典型持久性有機(jī)污染物，由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有疏水性和較高脂溶性，極易吸附在水中懸浮顆粒物的表面，隨之沉積到水底，因而在海洋環(huán)境中，沉積物被認(rèn)為是其主要?dú)w宿之一（Luo etal，2008；程遠(yuǎn)梅等，2009）。不同生活習(xí)性的海洋生物對(duì)PAHs的富集能力不同，與底泥直接接觸的海洋生物對(duì)PAHs的富集能力往往強(qiáng)于與水體直接接觸的水生生物（Baumard etal，1998）。海洋貝類由于其特殊的棲息環(huán)境和生活特性，同時(shí)對(duì)海洋環(huán)境中的有機(jī)物、生物毒素具有較強(qiáng)的耐受力和富集能力，因此常被作為海洋環(huán)境的指示生物（Fang etal，2004；勵(lì)建榮等，2007；楊維東等，2005）。PAHs主要通過(guò)皮膚吸收、呼吸作用和食物攝入3種途徑進(jìn)入人體，其中通過(guò)飲食的攝入量約占90%以上（吳文婧等，2008）。海產(chǎn)品雖只占人類飲食的10%左右，卻是PAHs進(jìn)入人體的主要途徑之一（Binellietal，2003）。因此，開(kāi)展海洋生物體內(nèi)，尤其是底棲生物類PAHs殘留的人體暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)意義重大。

目前已有研究學(xué)者對(duì)巢湖、青島近岸海域、臺(tái)州灣等地區(qū)生物體內(nèi)PAHs含量做過(guò)研究（秦寧等，2013；江錦花等，2007；連子如等，2010），對(duì)渤海海域水、沉積物及魚(yú)類體內(nèi)PAHs亦有報(bào)道（江錦花等，2007；聶利紅等，2008；孫瑞霞等，2012），但是對(duì)渤海河北近岸海域貝類體內(nèi)PAHs研究還鮮有報(bào)道。本文在唐山、秦皇島近岸海域采集經(jīng)濟(jì)型食用貝類樣品，分析檢測(cè)了貝類體中16種PAHs含量，并對(duì)貝類生物體中PAHs進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，為貝類食用安全和海洋環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和預(yù)處理

于2010年10月在唐山與秦皇島近岸海域的7個(gè)站位使用拖網(wǎng)采集貝類生物體樣品，采樣站位如圖1所示，其中2、3號(hào)站位位于秦皇島港附近，5、6號(hào)站位位于京唐港附近，1、5號(hào)站位位于河口區(qū)。采樣種類和數(shù)量如表1所示。選取大小基本一致的貝類樣品在現(xiàn)場(chǎng)用海水沖洗干凈后放入聚乙烯袋中，壓出袋內(nèi)空氣，封緊袋口，放入裝有冰塊的泡沫箱里保存運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。將所有貝類的軟組織取出，冷凍干燥后研磨待測(cè)。

圖1 采樣站位分布圖

表1 捕獲樣品名稱及個(gè)體數(shù)

1.2 儀器與試劑

儀器：氣質(zhì)聯(lián)用儀（Agilent6890GC/5973MSD）、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-2000）、氮吹儀（HGC-12A）。

試劑：16種PAHs標(biāo)準(zhǔn)品，奈（Nap，2環(huán)）、苊烯（Acy，3環(huán)）、苊（Ace，3環(huán)）、芴（Flo，3環(huán)）、菲 （Phe，3環(huán)）、蒽 （Ant，3環(huán)）、熒蒽（Fla，4環(huán)）、芘 （Pyr，4環(huán)）、苯并[a]蒽 （Baa，4環(huán)）、屈 （Chr，4環(huán)）、苯并[b]熒蒽 （Bbf，5環(huán)）、苯并[k]熒蒽 （Bkf，5環(huán)）、苯并[a]芘 （BaP，5環(huán)）、茚并[123-cd]芘 （IcdP，6環(huán)）、二苯并[a,h]蒽（DahA，5環(huán)）、苯并[ghi]苝（BghiP，6環(huán)）；回收指示物：D10-菲，內(nèi)標(biāo)：六甲基苯，均購(gòu)自美國(guó)AcrosOrganics。

層析硅膠（正己烷超聲萃取30min，然后在16℃下烘烤18 h活化，放于干燥器中密封保存）；無(wú)水硫酸鈉（550℃馬弗爐干燥4 h，在干燥器中冷卻至室溫）。

1.3 樣品分析

稱取每種研磨后貝類樣品2.0 g，加入20 g無(wú)水Na2SO4脫水劑和D10-菲回收率指示物；用150mL正己烷和二氯甲烷 （1∶1）在索氏提取器中（75℃-80℃）提取24 h，然后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)將有機(jī)相濃縮至2-3mL；加入濃硫酸進(jìn)行脫脂，離心取上清液；上清液通過(guò)2 g硅膠柱凈化，用80mL二氯甲烷-正己烷（1∶1）洗脫得到多環(huán)芳烴組分，洗脫液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至2mL，轉(zhuǎn)入2mL進(jìn)樣瓶，氮吹濃縮至0.5mL，然后加入1mL色譜純正己烷，再氮吹至1mL進(jìn)行溶劑替換，加入內(nèi)標(biāo)物六甲基苯，GC-MS上機(jī)測(cè)試，每個(gè)樣品重復(fù)3次。

氣質(zhì)條件：載氣為氦氣（99.999%），流速1.0 mL/min，分離毛細(xì)管柱為 VF-5 ms（30×0.25 mm×0.25μm），進(jìn)樣口溫度為280℃，分流比10∶1，進(jìn)樣量1μL，柱初始溫度60℃保持3 min，然后以10℃·min-1升到285℃，保持10 min；離子源為EI源，離子阱溫度220℃，掃描方式SIM。

1.4 質(zhì)量控制與質(zhì)量保證（QC/QA）

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，進(jìn)行方法空白、加標(biāo)空白、基質(zhì)加標(biāo)、基質(zhì)加標(biāo)平行樣、樣品平行分析，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。PAHs指示物回收率為75%-110%，相對(duì)偏差為6.85%-11.50%。目標(biāo)化合物回收率為80%-92%?；衔锒ㄐ酝ㄟ^(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品圖譜對(duì)比得到，定量通過(guò)內(nèi)標(biāo)法得到。

1.5 評(píng)價(jià)方法

采用美國(guó)EPA推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法（USEPA，1989；董繼元等，2009）。致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)考慮了致癌效應(yīng)，用致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)CRI（Cancer Risk Index）表示，定義為長(zhǎng)期攝入劑量與致癌斜率因子的乘積，表示暴露于該物質(zhì)下而導(dǎo)致的一生中超過(guò)正常水平的癌癥發(fā)病率。

致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（CRI）計(jì)算公式（孫瑞霞等，2012）如下：

式中：Ci為污染物暴露濃度（ng·g-1）；CR為人均食用量（kg·a-1），根據(jù)2010年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒，人均食用量為5 kg·a-1；ED為暴露歷時(shí)，致癌物通常取70 a；CSF（Cancer Slope Factor）為致癌強(qiáng)度系數(shù)，對(duì)于多環(huán)芳烴常采用CSFBaP=7.3 kg·d·mg-1（劉新等，2011）。BW為平均人體體重，取60 kg；AT為總平均暴露時(shí)間（70 a×365 d·a-1）；當(dāng)CRI≤10-4時(shí)，認(rèn)為該致癌風(fēng)險(xiǎn)是可接受的（孫瑞霞等，2012）。

由于PAHs中許多化合物的評(píng)價(jià)參數(shù)并不具體，有關(guān)BaP的毒理學(xué)研究很多，為了研究PAHs總體致癌性，通常將其他PAHs與BaP的毒性相比較，得到毒性當(dāng)量因子（Toxic Equivalent Factor，TEF），利用TEF將其他PAHs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為相當(dāng)于BaP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（BaPeq）。因此，對(duì)貝類體內(nèi)PAHs進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，EPA等機(jī)構(gòu)以及很多研究者 （Peruginietal，2007；周游 等，2012；秦寧等，2013；孫瑞霞等，2012）常使用BaPeq來(lái)標(biāo)定所研究的PAHs其他組分的毒性，將其他各組分轉(zhuǎn)化成等毒性效應(yīng)時(shí)BaP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再將等效質(zhì)量分?jǐn)?shù)相加得到對(duì)應(yīng)的BaP質(zhì)量分?jǐn)?shù)。16種PAHs的BaP毒性當(dāng)量因子（秦寧 等，2013）見(jiàn)表2。

表2 PAHs的BaP毒性當(dāng)量因子

2 結(jié)果與討論

2.1 貝類體中PAHs含量及分布特征

唐山、秦皇島近岸海域貝類體內(nèi)16種PAHs含量見(jiàn)表3。在7個(gè)站位貝類體內(nèi)，Phe、Fla、Baa檢出率為100%，其它PAHs單體的檢出率分別為Nap 86%、Acy 14%、Ace 0%、Flo 86%、Ant 14%、Pyr 57%、Chr 71%、Bbf 43%、Bkf 29%、BaP 14%、IcdP 29%、DahA 57%、BghiP 14%。

表3 貝類體中PAHs含量

各站位之間PAHs含量差異較大（圖2）。7個(gè)站位貝類體內(nèi)PAHs的平均含量為177.19 ng·g-1；2號(hào)站位和 4號(hào)站位中 PAHs含量高達(dá) 300 ng·g-1以上；其次是3號(hào)站位，PAHs含量也達(dá)到228 ng·g-1，1、5站位相對(duì)較少，分別為 173 ng·g-1和 149 ng·g-1，6、7站位PAHs含量最少，分別僅為 32 ng·g-1和 17 ng·g-1?？梢蚤g接地說(shuō)明秦皇島近岸海域沉積物受PAHs污染比較嚴(yán)重，6號(hào)站位和7號(hào)站位相對(duì)污染較輕。林秀梅（林秀梅等，2005）等人研究結(jié)果表明，秦皇島近岸表層沉積物中PAHs含量較高，渤海灣近岸表層沉積物中PAHs含量較低，與本文結(jié)果一致。

圖2 各站位PAHs含量

由圖2可知，貝類體內(nèi)PAHs組分含量以4-5環(huán)為主。有學(xué)者研究矛蚌（Lanceolaria grayana）、泥螺（Bullacta exarata）、紅點(diǎn)圓趾蟹 （Ovalipes punctatus）和日本沙蠶（Nereis japomixaj）等底棲動(dòng)物中多環(huán)芳烴組分也主要由3環(huán)以上組成（趙彩平等，2010；江錦花等，2007）。高環(huán)PAHs的沉積物/水分配系數(shù)值較大，易吸附于沉積物中，難以遷移轉(zhuǎn)化，而低環(huán)PAHs相對(duì)易吸附于懸浮顆粒物上，隨水流遷移，因此，底棲動(dòng)物體內(nèi)的高環(huán)PAHs組分相對(duì)含量較高。

2.2 與國(guó)內(nèi)其他海域底棲生物體內(nèi)PAHs含量比較

與國(guó)內(nèi)其他海域底棲類生物體中PAHs總量均值相比見(jiàn)表4。

與國(guó)內(nèi)其他近岸海域生物體中PAHs含量相比，唐山近岸海域貝類體內(nèi)PAHs平均含量處于中等水平，為66 ng·g-1。秦皇島近岸海域處于中高水平，與威海近海相當(dāng)，遠(yuǎn)高于椒江、象山海域。

表4 國(guó)內(nèi)不同海區(qū)近岸海域生物體內(nèi)PAHs含量比較

2.3 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

7個(gè)站位貝類體內(nèi)多環(huán)芳烴等效BaPeq濃度及CRI值見(jiàn)表5。

表5 各站位等效BaPeq濃度及CRI值

由表5可知，7號(hào)站位的CRI值最低，小于USEPA規(guī)定的最小可接受致癌值10-6，表示沒(méi)有致癌風(fēng)險(xiǎn)；而4、5和6號(hào)站位的CRI值介于USEPA規(guī)定的可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)范圍（10-6≤CRI≤10-4）之內(nèi)，表明這3個(gè)站位貝類的食用尚不具備嚴(yán)重的致癌風(fēng)險(xiǎn)，在可接受范圍內(nèi)；但是1、2和3號(hào)站位的CRI值已超過(guò)USEPA規(guī)定的可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)的上限，致癌風(fēng)險(xiǎn)較嚴(yán)重，其中2號(hào)站位CRI值與10-4相比僅超9%，1號(hào)和3號(hào)則較嚴(yán)重分別超出了183%和93%。1號(hào)和3號(hào)站位貝類的食用具備較高的致癌風(fēng)險(xiǎn)。

與其他研究相比，Moon（Moon et al，2007）等對(duì)韓國(guó)海產(chǎn)品PAHs的致癌風(fēng)險(xiǎn)做了調(diào)查，結(jié)果顯示致癌風(fēng)險(xiǎn)為2.85×10-6；秦寧，2013對(duì)巢湖水產(chǎn)品PAHs的致癌風(fēng)險(xiǎn)做了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)致癌風(fēng)險(xiǎn)均值為1.25×10-5；趙彩平，2010等調(diào)查了淮河中下游貝類體內(nèi)多環(huán)芳烴的含量，得出致癌風(fēng)險(xiǎn)值為6.55×10-3。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，唐山近岸海域貝類攝入的致癌風(fēng)險(xiǎn)略高于韓國(guó)的海產(chǎn)品，與巢湖水產(chǎn)品相當(dāng)，而遠(yuǎn)低于淮河中下游貝類樣品。秦皇島近岸海域貝類攝入致癌風(fēng)險(xiǎn)高于韓國(guó)和巢湖水產(chǎn)品，而低于淮河中下游貝類樣品。

3 結(jié)論

（1）7個(gè)站位貝類體內(nèi)PAHs的平均含量為177.19 ng·g-1；2號(hào)站位和4號(hào)站位中PAHs含量高達(dá)300 ng·g-1以上；其次是3號(hào)站位，PAHs含量也達(dá)到228 ng·g-1，1、5站位相對(duì)較少，分別為173 ng·g-1和 149 ng·g-1，6、7站位 PAHs含量最少，分別僅為 32 ng·g-1和 17 ng·g-1。

（2）貝類體內(nèi)PAHs組分含量以4-5環(huán)為主。與國(guó)內(nèi)其它近岸海域生物體中PAHs含量相比，唐山近岸海域貝類體內(nèi)PAHs平均含量處于中等水平，為66 ng·g-1。秦皇島近岸海域處于中高水平，與威海近海相當(dāng)，遠(yuǎn)高于椒江、象山海域。

（3）唐山海域貝類體內(nèi)PAHs致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)較低，在可接受致癌風(fēng)險(xiǎn)范圍之內(nèi)；而秦皇島海域貝類體內(nèi)PAHs致癌風(fēng)險(xiǎn)高，高于致癌風(fēng)險(xiǎn)最高限值。如果食用則存在致癌風(fēng)險(xiǎn)。

致謝：國(guó)家海洋局秦皇島海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站在采樣方面提供了幫助，特此致謝。

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