中國養(yǎng)殖中華絨螯蟹中重金屬鉻的殘留現(xiàn)狀及膳食風(fēng)險評估

汪倩 ，宋超 *，裘麗萍 ，孟順龍 ，李丹丹 ，陳家長 *

1. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心，江蘇 無錫 214081；2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品質(zhì)量安全環(huán)境因子風(fēng)險評估實驗室（無錫），江蘇 無錫 214081；

3. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江下游漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 無錫 214081

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各類污染物質(zhì)的排放量與日俱增。由于重金屬污染相較于其他污染物質(zhì)不易降解，且會通過食物鏈傳遞產(chǎn)生生物富集效應(yīng)（賀亮等，2006；彭加喜等，2014a；彭加喜等，2014b），因此公眾對于食品中重金屬污染的關(guān)注度不斷提高。重金屬鉻即是一類有蓄積毒性的重金屬，其作為人體必需的微量元素中的一員，攝入過多則會通過消化道、呼吸道系統(tǒng)最終積累在人體內(nèi)，嚴(yán)重影響人體健康，具有致癌性和致突變性（牛麗麗，2015；徐青，2013）。

中華絨螯蟹，又稱河蟹，肉味鮮美，營養(yǎng)豐富，因其特殊的棲息水層和食性特點，導(dǎo)致其對重金屬的富集能力明顯高于魚類（姚清華等，2014）?，F(xiàn)有研究表明，重金屬鉻富集水平最高的水產(chǎn)動物是甲殼類，其中淡水水系的甲殼類水產(chǎn)品中重金屬鉻濃度由于富集效應(yīng)而越來越高，中國最新頒發(fā)的《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）食品污染物限量規(guī)定甲殼類水產(chǎn)動物的鉻限量指標(biāo)為2 mg·kg-1。有研究學(xué)者（Borah et al.，2018；Wang et al.，2012；Zhao et al.，2018；梁峰，2011；張聰，2015；張聰?shù)龋?015）指出，目前淡水水體中重金屬鉻對水生態(tài)系統(tǒng)具有一定的生態(tài)風(fēng)險，而對于淡水水體中作為人類可食用部分的甲殼類水產(chǎn)品受重金屬鎘的污染程度目前研究較少。因此，對淡水水體中華絨螯蟹重金屬鉻進行風(fēng)險評估顯得尤為重要。

以高郵邵伯湖（GY），固城湖（GC），洪澤湖（HZ），太湖（TH），陽澄湖（YC），長蕩湖、滆湖（CD），以及黃河（HE）、遼河（LH）地區(qū)的中華絨螯蟹養(yǎng)殖池塘中的螃蟹為研究對象，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）分析了中華絨螯蟹中可食部分重金屬鉻的含量，評價了中華絨螯蟹對人體的健康風(fēng)險，為中國主要淡水水產(chǎn)品中質(zhì)量安全評估提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 儀器與試劑

7800 ICP-MS（美國安捷倫科技有限公司）；Ethos D微波消解儀（新儀微波化學(xué)科技有限公司）；Master-Q UT水純化系統(tǒng)（上海和泰儀器有限公司）。

10.0 mg·L-1混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液（美國安捷倫科技有限公司），用2%硝酸逐級稀釋配制成不同梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液；100.0 mg·L-1內(nèi)標(biāo)溶液（美國安捷倫科技有限公司）；1.00 μg·L-1質(zhì)譜調(diào)諧液（美國安捷倫科技有限公司）。

實驗過程中所用各種酸及試劑均為優(yōu)級純；所有玻璃器皿均用5%硝酸浸泡24 h并用純水清洗干凈備用；實驗室用水均由超純水機提供。

1.2 樣品采集與前處理

1.2.1 樣品采集

2017年9-10月（中華絨螯蟹成熟期）分別在江蘇省地區(qū)的高郵邵伯湖（GY），固城湖（GC），洪澤湖（HZ），太湖（TH），陽澄湖（YC），長蕩湖、滆湖（CD），以及黃河（HE）、遼河（LH）地區(qū)的中華絨螯蟹養(yǎng)殖池塘中采集螃蟹樣品，其中，采樣區(qū)具體的信息以及各采樣區(qū)域的樣本點數(shù)量如表1所示（由于長蕩湖與滆湖相接壤，在采樣過程中將此歸為一類地區(qū)進行樣品采集與分析），共計86個采樣點，且在每個采樣點采集30只螃蟹，公母各半。

表1 采樣點信息 Table 1 Sampling points information

將采集的中華絨螯蟹放入裝有冰塊的保溫箱中及時帶回實驗室，洗凈，用滅菌后的解剖工具去殼、去鰓后，將螃蟹所有可食部分全部取出，用絞肉機將同一采樣點的螃蟹樣品一起全部攪碎至均勻，裝于樣品管，于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 樣品前處理

采用微波消解法對樣品進行上機前處理：準(zhǔn)確稱取采集好的樣品(0.5±0.01) g，放入消解罐中，用移液管準(zhǔn)確量取5 mL優(yōu)級純HNO3、2 mL優(yōu)級純H2O2、1 mL超純水加入到消解罐中，且每批樣品在消解過程中均會設(shè)置一個空白對照，只加入5 mL HNO3、2 mL H2O2和1 mL超純水。打開微波消解儀電源，在控制面板上設(shè)定消解程序和參數(shù)（見表2）進行相關(guān)操作，消解約2 h。微波消解結(jié)束后待其自然冷卻至室溫，并將消化液用超純水定容至50 mL，搖勻過0.22 μm微孔水系濾膜，上機。

1.3 儀器分析

測樣點火前，先進行樣品引入與碰撞反應(yīng)池系統(tǒng)的常規(guī)維護，開啟冷卻水循環(huán)機，調(diào)節(jié)進樣管、內(nèi)標(biāo)管以及廢液管；點火成功后，當(dāng)儀器真空度達到要求時，將儀器進樣管和內(nèi)標(biāo)管放入調(diào)諧液中，進行儀器的常規(guī)調(diào)諧，待儀器靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等各項指標(biāo)達到測定要求后，編輯批處理的測定方法（選用氦模式）以及干擾方程式。優(yōu)化后的儀器操作條件見表3。

1.4 檢出限和回收率

在預(yù)實驗中對方法的可靠性和準(zhǔn)確性進行檢驗。使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）對樣品進行檢測時，鉻標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)R=0.9999，檢測限為0.0015 mg·kg-1，內(nèi)標(biāo)45Sc回收率為80%-120%，內(nèi)標(biāo)計數(shù)RSD≤3%，樣品重金屬鉻回收率為(95.502%±3.501%)。

1.5 數(shù)據(jù)處理和評價方法

數(shù)據(jù)預(yù)處理在Excel 2016中完成、繪圖在GraphPad Prism 5軟件中完成，運用JMP 7軟件對數(shù)據(jù)進行分析。數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）表示，以P＜0.05作為差異顯著水平。采用配對樣本t檢驗法進行多重比較，兩組之間有相同字母表示差異不顯著；反之，則表示差異顯著。

中華絨螯蟹作為甲殼類可食用水產(chǎn)品，依照食品中甲殼類動物污染物限量（GB2762—2017）標(biāo)準(zhǔn)，重金屬鉻的限量值為2 mg·kg-1。采用單因子污染指數(shù)法對中華絨螯蟹中重金屬鉻的污染程度進行評價分析：

表3 ICP-MS 儀器條件 Table 3 ICP-MS instrument conditions

式中，P為單因子污染指數(shù)；C為中華絨螯蟹中可食部分重金屬鉻含量，mg·kg-1；S為重金屬鉻的評價標(biāo)準(zhǔn)值，2 mg·kg-1。0≤P＜0.2為無污染水平，0.2≤P＜0.6為輕污染水平，0.6≤P＜1為中度污染水平，P≥1為重度污染水平。

依據(jù)USEPA于2000年提出的按人的平均體重建立的風(fēng)險分析方法，運用靶標(biāo)危害系數(shù)（THQ，Target hazard Quotients）評估人體通過食物攝取重金屬的風(fēng)險程度：

式中，EFr為接觸頻率（365 d·a-1）；EDtot為平均人壽（70 a）；FIR為消化食物的比率（成人螃蟹攝入率為38.9g·d-1）；C為食物中重金屬含量（mg·kg-1）；RfD為參比劑量[3 μg·(kg·d)-1]；BWa平均體質(zhì)量（63 kg）；Atn為平均接觸時間（d）。

2 結(jié)果與分析

2.1 中華絨螯蟹中重金屬鉻的含量分析

對江蘇地區(qū)高郵邵伯湖（GY），固城湖（GC），洪澤湖（HZ），太湖（TH），陽澄湖（YC），長蕩湖、滆湖（CD）7個湖泊，以及黃河（HE）、遼河（LH）2條河流片區(qū)的養(yǎng)殖池溏中華絨螯蟹進行采集檢測，發(fā)現(xiàn)所有中華絨螯蟹樣本中鉻的檢出率是75.580%（表4），鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍是nd(未檢出)-1.048 mg·kg-1，平均值為0.125 mg·kg-1，其中各地區(qū)養(yǎng)殖池溏中華絨螯蟹中重金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍依次為nd-0.156 mg·kg-1、nd-0.227 mg·kg-1、0.059-0.203mg·kg-1、nd-0.976 mg·kg-1、ND-0.519 mg·kg-1、nd-1.048 mg·kg-1、nd-0.086 mg·kg-1、nd-0.379 mg·kg-1，依據(jù)《GB2762—2017》中對甲殼類水產(chǎn)品的限值要求，鉻的限量值為2 mg·kg-1，鉻濃度均在限值范圍以內(nèi)。

表4 不同湖泊螃蟹樣品中重金屬Cr的平均值和檢出率 Table 4 The average value and detection rate of Cr in different regions’crab samples

圖1 采樣點螃蟹重金屬鉻殘留量比較 Fig. 1 The comparison of Cr residues in different regions

根據(jù)采集中華絨螯蟹樣品所屬地區(qū)不同比較鉻的殘留量（如圖1所示），結(jié)合表4，對檢測結(jié)果進行分析可以發(fā)現(xiàn)，高郵邵伯湖（GY），固城湖（GC），洪澤湖（HZ），太湖（TH），陽澄湖（YC），長蕩湖、滆湖（CD），黃河（HE），遼河（LH）中螃蟹重金屬鉻的殘留均值整體表現(xiàn)為：長蕩湖、滆湖(CD)＞太湖(TH)＞陽澄湖(YC)＞遼河(LH)＞高郵邵伯湖(GY)＞洪澤湖(HZ)＞固城湖(GC)＞黃河(HE)，其中長蕩湖、滆湖(CD)附近的河蟹體內(nèi)重金屬鉻的含量顯著高于高郵邵伯湖（GY）、洪澤湖（HZ）、太湖（TH）、陽澄湖（YC）、黃河（HE）、遼河（LH）幾個地區(qū)的河蟹內(nèi)重金屬鉻含量；且通過顯著性分析發(fā)現(xiàn)，這幾個地區(qū)的中華絨螯蟹內(nèi)Cr含量沒有顯著性差異。

2.2 重金屬鉻在中華絨螯蟹中污染程度評價

依據(jù)單因子風(fēng)險評估方法（王化泉等，1986）對采集螃蟹中重金屬鉻含量進行污染程度分析（圖2），發(fā)現(xiàn)高郵邵伯湖（GY）、固城湖（GC）、洪澤湖（HZ）、黃河（HE）、遼河（LH）5個地區(qū)的中華絨螯蟹重金屬鉻均處于正常含量水平；而太湖（TH）地區(qū)有5.26%樣品處于輕度污染，陽澄湖（YC）地區(qū)有7.69%樣品處于輕度污染，長蕩湖、滆湖（CD）地區(qū)有20%樣品處于輕度污染，其余地區(qū)樣品均處于正常水平。

圖2 采樣點重金屬鉻的污染等級 Fig. 2 Levels of Cr pollution in different regions

2.3 健康風(fēng)險評估

從甲殼類水產(chǎn)品對重金屬鉻含量濃度的控制要求角度，通過運用靶標(biāo)危害系數(shù)（Target hazard Quotients，THQ）評估此不同水體中中華絨螯蟹對人體的健康風(fēng)險，如圖3所示，所有樣品THQ值均小于0.25，且遠小于1，說明中華絨螯蟹中重金屬鉻對人體健康造成的影響不明顯，對于一般人群食用中華絨螯蟹造成的重金屬鉻不良影響的可能性不大。

3 討論

3.1 中國養(yǎng)殖中華絨螯蟹體內(nèi)重金屬鉻的污染情況

圖3 采樣點的THQ值比較 Fig. 3 The comparison of THQ in different regions

從86份全國中華絨螯蟹樣本的檢測結(jié)果來看，鉻的檢出率有75.580%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在國家標(biāo)準(zhǔn)的限值2 mg·kg-1以內(nèi)，且遼河、黃河地區(qū)河蟹中重金屬鉻含量相對較低，這與國家提出的《重金屬污染防治“十二五”規(guī)劃》目標(biāo)密不可分，其中，江蘇省作為全國14個重金屬污染綜合防治重點省份之一，截至2013年年底，江蘇省4個國家重點防控區(qū)重金屬排放總量明顯下降，治理效果逐步顯現(xiàn)（何卿等，2016）。

江蘇宜興地區(qū)的長蕩湖、滆湖附近河蟹中重金屬鉻的含量相對較高。近幾年，全國大力管控重金屬污染物的排放，有研究指出（何卿等，2016；胡冠九等，2015；王偉等，2016；謝飛等，2016；鄭浩等，2012），重金屬鉻的污染與工業(yè)活動的影響有很大關(guān)系，一方面，近幾年由于江蘇省無錫市正在大力發(fā)展經(jīng)濟，因此許多工業(yè)活動搬遷至地級市江蘇省無錫市宜興市地區(qū)，這可能是造成長蕩湖、滆湖附近河蟹中重金屬鉻的濃度相對較高的原因之一。

在其他地區(qū)中，均屬于長江三角洲片區(qū)的太湖和陽澄湖兩大湖泊中，處于輕度污染的螃蟹樣品量相對較少；而長蕩湖、滆湖作為太湖分化湖之一，輕度污染的樣品占比相對較高，其他地區(qū)中河蟹重金屬鉻含量處于正常水平，這可能是由于長蕩湖、滆湖地區(qū)受重金屬污染的地區(qū)較集中導(dǎo)致。同時，鄧愛萍等（2016）研究表明，在江蘇地區(qū)各類型農(nóng)作物可食部分中重金屬含量為鉻＞鉛＞砷＞鎘＞汞，鉻濃度含量最高，而中華絨螯蟹在養(yǎng)殖過程中會投加玉米作為其主要飼料，受重金屬鉻污染的農(nóng)作物通過食物鏈被中華絨螯蟹富集，這也有可能是造成江蘇地區(qū)太湖、陽澄湖、長蕩湖、滆湖附近河蟹中重金屬鉻輕度污染的主要原因之一。

3.2 中華絨螯蟹鉻的膳食風(fēng)險評價

采集的中華絨螯蟹樣本中重金屬鉻的THQ值均遠小于1，說明在適宜范圍內(nèi)攝入中華絨螯蟹對人體是沒有膳食影響的，其中敏感人群的食用頻率應(yīng)盡量控制。參照世界衛(wèi)生組織-食品添加劑聯(lián)合專家委員會提出的暫定每周可耐受攝入量（PTWI），重金屬鉻的PTWI值為0.0067 mg·kg-1（楊晨馳等，2013）。以成年人的體重63 kg為例，從鉻的限量角度出發(fā)，成人每周食用中華絨螯蟹的最大量為0.848 kg，一只螃蟹以150 g計算，則成人每周食用中華絨螯蟹的量最適宜不要超過5只。張聰?shù)龋?017）對太湖流域中華絨螯蟹重金屬鉻進行風(fēng)險評估，重金屬鉻的樣品大多數(shù)在輕污染及以下水平，膳食評估建議成人每周食用螃蟹最好不要超過5只，這與本文的膳食風(fēng)險評估結(jié)果一致。

4 結(jié)論

高郵邵伯湖、固城湖、洪澤湖、太湖、陽澄湖、長蕩湖、滆湖、黃河、遼河地區(qū)的中華絨螯蟹中重金屬鉻均未超標(biāo)，重金屬在河蟹體內(nèi)富集程度不明顯，且中華絨螯蟹中重金屬鉻的含量與采樣點、各水系沒有相關(guān)性。按污染等級分類，其中高郵邵伯湖、固城湖、洪澤湖、黃河、遼河5個地區(qū)的中華絨螯蟹重金屬鉻均處于未污染水平，太湖，陽澄湖，長蕩湖、滆湖地區(qū)分別有5.26%、7.69%、20%的螃蟹樣品處于輕度污染水平，且需要對長蕩湖、滆湖附近的重金屬鉻污染范圍進行更進一步的考察研究。

從健康風(fēng)險角度分析，采集的86份樣本中所有螃蟹樣品THQ值均小于0.25，中華絨螯蟹中重金屬鉻對人體健康造成的影響不明顯。