淀山湖水產(chǎn)品的重金屬分布特征與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

徐 青

（上海市浦東新區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，上海200135）

近幾十年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)活動(dòng)不斷加劇，導(dǎo)致我國(guó)環(huán)境中的重金屬、有機(jī)物污染日趨嚴(yán)重[1]。重金屬污染物可以通過(guò)工農(nóng)業(yè)及生活廢水的排放、降水徑流、受污染底泥的釋放及大氣沉降等途徑進(jìn)入水體，在水體中累積到一定程度會(huì)對(duì)水-水生植物-水生動(dòng)物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，并可通過(guò)飲水、食物鏈等途徑直接或間接地影響到人類的自身健康[2]。

人體對(duì)污染物的攝入途徑主要包括皮膚、呼吸以及攝入受污染的食物。有研究證明[3]，皮膚和呼吸并不是主要的途徑，而超過(guò)90%的污染物來(lái)自于食物。在眾多食物中，魚類雖然只占據(jù)了飲食攝入的10%左右甚至更少，但它卻是污染物的主要來(lái)源之一[4]。

淀山湖是上海市最大的天然淡水湖泊，也是黃浦江上游的重要水源保護(hù)地，其水質(zhì)、水量狀況對(duì)上海市飲用水水源安全具有重要作用。改革開放以來(lái)，我國(guó)的城市化進(jìn)程明顯加快，城市人口不斷向郊區(qū)地帶遷移，導(dǎo)致土地等各項(xiàng)資源被二次開發(fā)，而作為城鄉(xiāng)結(jié)合部的淀山湖地區(qū)受到城市化發(fā)展的影響尤為明顯，因此淀山湖地區(qū)在發(fā)展的同時(shí)也面臨著城市化所帶來(lái)的不良影響，已有研究指出淀山湖的水質(zhì)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重[5]，而目前關(guān)于淀山湖水產(chǎn)品中各類污染物的研究報(bào)道較少?；诖耍瑸榱肆私獾砩胶飳?duì)重金屬的累積效應(yīng)，本研究通過(guò)分析Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg和As等7種重金屬在淀山湖的水生生物體內(nèi)的濃度水平和生物分布特征，探討其可能的生態(tài)和健康風(fēng)險(xiǎn)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

于2010年7月在淀山湖采集了12種共18條野生魚類和1個(gè)蝦、1個(gè)螺螄、1個(gè)河蚌、1個(gè)蜆樣品，標(biāo)記分裝后冷藏保存直至分析。

1.2 樣品預(yù)處理

魚用純水洗凈，量取體重、體長(zhǎng)，去皮，取肌肉組織勻漿，將勻漿后肌肉組織冷凍干燥，研磨成粉狀待用，其間進(jìn)行含水率的測(cè)定。

1.3 樣品分析

重金屬的測(cè)定：樣品經(jīng)微波消解后用石墨爐原子吸收光度計(jì)（ZEEnit600，yena）測(cè)定Cd、Pb、Cr和Cu的濃度，采用等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-AES，Leemanprodigy）測(cè)定Zn，冷原子測(cè)汞儀測(cè)定Hg，氫化物原子熒光光度法測(cè)定As。

1.4 計(jì)算

1.4.1 每周攝入量（weeklyintake，WIestimate）計(jì)算

WIestimate： 人 群 單 位 體 重 的 周 攝 入 量（μg/week/kg（BW））；Ci：水產(chǎn)品中污染物的濃度（μg/g濕重）；IR：水產(chǎn)品的日攝入量（g/d）；t：每周攝入時(shí)間（7d/week）；BW：人群標(biāo)準(zhǔn)體重（kg）。

其中，淡水魚的日人均消費(fèi)量為40.8g/人/天，蝦的日人均消費(fèi)量為14.5g/人/天（上海統(tǒng)計(jì)年鑒，2010），標(biāo)準(zhǔn)體重為61.9kg[6]。

1.4.2 非致癌風(fēng)險(xiǎn)危害商數(shù)（hazardquotientonnoncarcinogenicrisk，HQ）計(jì)算

HQ：非致癌風(fēng)險(xiǎn)危害商數(shù)；Ci：水產(chǎn)品中污染物的濃度（mg/g濕重）；IR：水產(chǎn)品的日攝入量（g/d）；FI：污染食物占總食物的比例，100%；EF：暴露頻率（365d/a）；ED：暴露期（30a）；BW：人群標(biāo)準(zhǔn)體重（kg）；AT：平均暴露時(shí)間（365×30d）；RfD：經(jīng)口攝入?yún)⒖紕┝浚╩g/day/kg（BW））。

其中，Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg和As的RfD分別為1、3.5、1500、300、40、0.7和50μg/kg/day。

1.4.3 致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)（carcinogenicriskratio，R）計(jì)算

R：致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；Ci:水產(chǎn)品中致癌物的濃度（mg/g濕重）；IR：水產(chǎn)品的日攝入量（g/d）；FI：污染食物占總食物的比例，100%；EF：暴露頻率（365d/a）；ED：暴露期（30a）；BW:人群標(biāo)準(zhǔn)體重（kg）；AT：平均暴露時(shí)間（365×70d）；SF為經(jīng)口攝入的致癌斜率因子（（mg·kg-1·d-1）-1）。

2 結(jié)果與討論

2.1 濃度水平

魚樣中Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg、As的濃度范圍分別為3.67ng/g-111.44ng/g濕重（中值：8.64，平均值：17.02）、nd-202.35ng/g（檢出率為：22.7%）、35.16ng/g-241.55ng/g（中值：73.97，平均值：90.91）、5.20μg/g-79.49μg/g（中值：9.22，平均值：19.33）、250.04ng/g-8157.91ng/g（中值：435.53，平均值：1752.68）、3.37ng/g-54.46ng/g（中值：13.31，平均值：19.00）、8.48ng/g-260.58ng/g（中值：31.56，平均值：57.79）（圖1）。

與國(guó)內(nèi)的研究相比，本研究中淡水魚體內(nèi)各金屬的平 均 濃 度 分 別 為0.0079μg/g、0.032μg/g、0.074μg/g、7.74μg/g、0.41μg/g、0.024μg/g、0.026μg/g濕重，總體小于我國(guó)其他地方的研究結(jié)果。我國(guó)南方的淡水魚體內(nèi)的各重金屬的平均濃度為0.08μg/g、0.18μg/g、0.45μg/g干重）、13.1μg/g、0.042μg/g、0.33μg/g濕重[7-9]；北方地區(qū)的Cd、Pb、Cr、Zn、Cu平均濃度分別為0.12μg/g、0.14μg/g、0.13μg/g、9.61μg/g、0.42μg/g濕重[10]；大連市、天津市和上海市的超市魚類和貝類中DDTs的平均值為28.9ng/g濕重[11]。與國(guó)外相比，淀山湖的重金屬平均含量相對(duì)處于較低水平，與西班牙淡水魚體內(nèi)的檢測(cè)結(jié)果較為接近[12-13]。由此可見，淀山湖水產(chǎn)品受重金屬的污染較輕。

2.2 分布特點(diǎn)

根據(jù)我國(guó)、歐盟和FAO的限量標(biāo)準(zhǔn)，22個(gè)樣品中的Cr、Hg含量均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)；河蚌的測(cè)定值超過(guò)了Cd的標(biāo)準(zhǔn)和歐盟的Pb濃度標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)約為1倍和2倍；螺螄、河蚌和蜆的As濃度超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)值，超標(biāo)倍數(shù)達(dá)到1-2倍多。由此可見，淀山湖的水產(chǎn)品中貝類生物受重金屬污染較嚴(yán)重，而淡水魚類的重金屬污染較輕。

本次研究采集的生物樣共分為3大類，包括淡水魚類、貝類（螺螄、河蚌、蜆）和甲殼類（蝦），對(duì)這3類生物的濃度進(jìn)行差異性分析，發(fā)現(xiàn)除Cr外，Cd、Zn、Cu、Hg、As濃度的物種差異性顯著（p=0.026、0.036、0.009、0.015、0.015，p＜0.05），其中，Cd、Zn和As：貝類＞甲殼類＞魚類；Cu：甲殼類＞貝類＞魚類；Hg：魚類＞貝類＞甲殼類，這可能是由于物種對(duì)于重金屬特定的生物富集性或者是元素的性質(zhì)所決定的[14]。Cr在各類物種中的水平相當(dāng)。Pb只在5個(gè)生物樣中檢測(cè)出來(lái)，其中在3個(gè)貝類中的檢出率為100%，另外在花*（魚+骨）和泥鰍中檢測(cè)到，以河蚌的濃度為最高。

圖1 生物的金屬濃度分布

2.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.3.1 平均攝入量

根據(jù)公式（1）估算當(dāng)?shù)鼐用裢ㄟ^(guò)食用水產(chǎn)品可能引起的Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg、As暴露量，見表1，同時(shí)表1也列出了不同的食物來(lái)源對(duì)各種污染物的暴露量。

表1 當(dāng)?shù)鼐用裎廴疚飻z入量估算（μg/week/kg（BW））

食用魚類和蝦、貝類水產(chǎn)品引起的Cd、Pb、Cr、Hg、As攝入量遠(yuǎn)低于WHO/FAO提出的每周最大允許攝入量（7，28，25，1.6，15，70μg/week/kg(BW)），表明對(duì)于淀山湖區(qū)域的當(dāng)?shù)鼐用駚?lái)說(shuō)，水產(chǎn)品帶來(lái)的各種重金屬污染物的暴露量非常低。和其他的暴露來(lái)源相比，由水產(chǎn)品引起的各種污染物的暴露量和飲水帶來(lái)的暴露量相當(dāng)，其中Pb和As的飲水暴露量更高，通過(guò)食用大米等糧食帶來(lái)的暴露量明顯高于水產(chǎn)品，高出約5-27倍。由此可見，對(duì)于以大米等糧食為主要膳食的亞洲人群來(lái)說(shuō)，除了水產(chǎn)品外還存在其他暴露來(lái)源，包括飲水也是主要的暴露途徑之一。因此如果綜合考慮食物攝入總量，其暴露量可能超過(guò)最大允許攝入量，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用駮?huì)產(chǎn)生一定的影響。

2.3.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

利用公式（2）（3）分別計(jì)算長(zhǎng)期攝入重金屬污染水產(chǎn)品可能引起的健康風(fēng)險(xiǎn)，包括致癌風(fēng)險(xiǎn)、非致癌風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 非致癌性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

總體來(lái)說(shuō)食用淀山湖水產(chǎn)品引起的總平均非致癌風(fēng)險(xiǎn)＜1，說(shuō)明目前水產(chǎn)品的重金屬污染情況對(duì)人體的長(zhǎng)期影響，不具有非致癌性的健康風(fēng)險(xiǎn)。由食用魚類和蝦、貝類引起的HQ總和變化順序?yàn)閆n＞Cu＞Hg＞Cd＞Pb＞As＞Cr。由不同食物來(lái)源所引起的風(fēng)險(xiǎn)值比較得知，雖然各種來(lái)源引起的風(fēng)險(xiǎn)值都＜1，均不具有非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)，但由于糧食的攝入量相對(duì)較高，因此其引起的非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)也最高。而且在考慮非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)時(shí)采用的參考劑量是食物攝入的總量，但實(shí)際攝入量中只考慮水產(chǎn)品的影響會(huì)使HQ的計(jì)算結(jié)果偏小。

表2 致癌性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表

食用淀山湖水產(chǎn)品引起的終生可能致癌風(fēng)險(xiǎn)并沒有超過(guò)國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)（ICPR）的推薦值（5×10-5）。針對(duì)致癌性風(fēng)險(xiǎn)最大可接受水平，各機(jī)構(gòu)組織給出了不同的標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)環(huán)保局將1×10-4-1×10-6定義為可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平，而歐盟成員國(guó)如英國(guó)、荷蘭等普遍采用1×10-6作為控制標(biāo)準(zhǔn)。雖然As的致癌性風(fēng)險(xiǎn)值超過(guò)了歐盟國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，但是本次研究只測(cè)定了總As含量，而起到致癌作用的是無(wú)機(jī)砷，在魚肉中大約只有10%的總As是以無(wú)機(jī)砷的形態(tài)存在[17]，因此，淀山湖水產(chǎn)品不具有致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)。從表中可知，糧食引起的致癌性風(fēng)險(xiǎn)明顯高于水產(chǎn)品和飲水引起的風(fēng)險(xiǎn)，可見，如果考慮食物攝入總量時(shí)，可能會(huì)造成一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

淀山湖的水產(chǎn)品中的重金屬的水平總體較低，貝類產(chǎn)品檢測(cè)到的重金屬水平普遍高于魚類。比較國(guó)內(nèi)外魚類產(chǎn)品的限量標(biāo)準(zhǔn)值，只有河蚌體內(nèi)的Cd、Pb和貝類的As超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，其他均未超標(biāo)。若僅考慮水產(chǎn)品食用的影響，人均Cd、Pb、Cr、Hg、As的攝入量低于WHO推薦的PTWI；對(duì)人體的長(zhǎng)期影響也不具有非致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)；As的終生可能致癌風(fēng)險(xiǎn)值小于5×10-5，不具有致癌性健康風(fēng)險(xiǎn)。

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