大連市售4種鮭科魚類污染物殘留及評價(jià)

姜 鵬 飛， 于 文 靜， 王 紳， 尚 珊， 李 皎 月， 董 秀 萍

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院， 遼寧 大連 116034；2.大連工業(yè)大學(xué) 國家海洋食品工程技術(shù)研究中心， 遼寧 大連 116034；3.大連市甘井子區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 大連 116039 )

0 引 言

鮭科魚類(Salmonidae)是典型的冷水性魚類，以極高的營養(yǎng)價(jià)值和清爽的口感著稱，屬于世界三大養(yǎng)殖魚類之一[1]。其富含多不飽和脂肪酸、維生素D以及人體必需的8種氨基酸[2-3]。近年來，消費(fèi)者對魚肉中污染物殘留以及食用安全方面越來越關(guān)注。在鮭科魚類的生長過程中，生物積累不斷發(fā)生，導(dǎo)致可能易受到污染物污染，而在以往的研究中，對于食用此類受污染的鮭科魚類所產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)鮮有報(bào)道[4]。

許多含有高蛋白的魚類因重金屬的富集，成為濃縮毒物的載體[5-6]。由于重金屬相較于其他污染物較難降解，進(jìn)入水體后，雖然濃度較低，但也會在泥和水藻中積累。當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生改變，重金屬可能會從環(huán)境中釋放，導(dǎo)致在生物體內(nèi)富集。重金屬的毒性不但能直接危害到水產(chǎn)品，而且會經(jīng)飲食被吸收到人體內(nèi)，在人體內(nèi)富集，對人體產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)。雖然水產(chǎn)品中重金屬含量一般較低，但長期食用重金屬含量超標(biāo)的水產(chǎn)品會對人體健康產(chǎn)生一定的影響[7-11]。多氯聯(lián)苯(polychlorinated biphenyls，PCBs)是一類典型的持久性有機(jī)污染物，其異構(gòu)體有209種。近年來，關(guān)于多氯聯(lián)苯對水產(chǎn)品的污染問題也備受關(guān)注。

本實(shí)驗(yàn)以中國、智利、挪威和澳洲4種不同產(chǎn)地的鮭科魚類作為研究對象，使用綜合污染指數(shù)法和單因子污染指數(shù)法等方法，對多氯聯(lián)苯和重金屬在4種鮭科魚類中殘留情況進(jìn)行評價(jià)，并分析它們的食用安全性。

1 材料與方法

1.1 材 料

樣品采集于遼寧省大連市，中國鮭科魚類、智利鮭科魚類，澳洲鮭科魚類，挪威鮭科魚類4類鮭科魚類。在海鮮市場隨機(jī)選取剝皮去骨后的鮭科魚類背部肌肉，隨后將魚肉冷藏運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室，密封在聚乙烯封口袋中，置于-20 ℃的冷庫保存?zhèn)溆谩Ｖ亟饘俸亢投嗦嚷?lián)苯含量均取用背部肌肉預(yù)處理備用樣品進(jìn)行測定。

ICP-MS 7500電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國Agilent公司；TL 2010組織破碎器，北京鼎昊源科技有限公司；MDS-8G微波快速消解系統(tǒng)，上海新儀微波化學(xué)科技有限公司；ER-30恒溫電熱板，上海善志儀器設(shè)備有限公司；Agilent 7890A/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)，美國安捷倫公司；HitachiF-2700熒光分光光度計(jì)，日本日立公司。

1.2 方 法

1.2.1 重金屬元素含量的測定

1.2.1.1 樣品預(yù)處理

檢測鮭科魚類魚肉樣品消解液中的Pb、Cd、Ni、Zn、Cu、Cr 6種重金屬元素，將魚肉用組織破碎器進(jìn)行勻漿，稱取0.5 g置于消解罐中，分別加入2.0 mL過氧化氫和5.0 mL濃硝酸浸泡1 h，將消解罐置于微波快速消解系統(tǒng)中進(jìn)行消解。消解過程參數(shù)設(shè)置為1 200 W(功率100%)，溫度200 ℃，升溫時(shí)間5 min，消解15 min。待消解結(jié)束后冷卻，置于恒溫電熱板上除酸，倒入50 mL容量瓶內(nèi)，用1%濃硝酸定容[12]。

1.2.1.2 原子熒光分光光度計(jì)分析

使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定氧化物含量。As和Hg元素含量檢測采用原子熒光分光光度計(jì)[13]，最終表示為魚類濕重的質(zhì)量比(mg/kg)。

1.2.2 多氯聯(lián)苯含量的測定

1.2.2.1 樣品提取

準(zhǔn)確稱量魚肉樣品2 g，再將2 ng回收內(nèi)標(biāo)2，4，5，6-四氯-間二甲苯加入體積比1∶1的二氯甲烷和正己烷混合溶液，振蕩5 min，再經(jīng)30 min的超聲提取。

1.2.2.2 樣品凈化

采用濃硫酸除脂，經(jīng)水浴將上清液旋蒸到15 mL，轉(zhuǎn)移到分液漏斗，加入10 mL濃硫酸，充分振蕩靜置分層。將底層的硫酸除去，重復(fù)幾次，直至上層有機(jī)相澄清。將上層有機(jī)相轉(zhuǎn)移至100 mL 錐形瓶，與5 mL正己烷清洗分液漏斗合并，再旋蒸至1～2 mL。將濃縮液轉(zhuǎn)移至LC-Si固相萃取柱，用乙酸乙酯的混合溶液和9 mL正己烷分3次洗脫。利用氮吹洗脫液至1 mL，轉(zhuǎn)移至色譜分析樣品瓶中，將氮吹至近干，再將2 ng定量內(nèi)標(biāo)PCB-209加入其中，用正己烷定容至0.2 mL，用GC-MS檢測[14]。

1.2.2.3 GC-MS分析

利用GC-MS測定多氯聯(lián)苯。采用不分流進(jìn)樣的進(jìn)樣方式，進(jìn)樣量1 μL。程序升溫條件：起始溫度80 ℃，保持2 min；以15 ℃/min的速度升溫至180 ℃，以3 ℃/min的速度升溫至240 ℃，以10 ℃/min的速度升溫至300 ℃，保持8 min。離子源溫度300 ℃，載氣為氮?dú)?。用離子模式測定多氯聯(lián)苯單體，選擇內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量[15]。

2.3 污染評價(jià)方法

2.3.1 污染程度評價(jià)

使用單因子污染指數(shù)法[16-18]對不同產(chǎn)地鮭科魚類重金屬的污染程度進(jìn)行評價(jià)：

P=w/ws

(1)

式中：P為污染物的質(zhì)量指數(shù)；w為污染物的實(shí)測質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/kg；ws為污染物評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/kg。

對不同產(chǎn)地鮭科魚類之間重金屬污染的總體差異進(jìn)行比較[12]：

MPI=(w1w2w3…wn)1/n

(2)

式中：MPI為綜合污染指數(shù)；n為評價(jià)重金屬個(gè)數(shù)。

2.3.2 不同產(chǎn)地鮭科魚類的食用安全性評價(jià)

由大連市居民每周水產(chǎn)品消耗量乘以水產(chǎn)品重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算成人實(shí)際每周攝入量[12]：

AWI=wmWC

(3)

式中：AWI為成人每周重金屬實(shí)際攝入量，mg；mWC為居民人均每周水產(chǎn)品消耗量，kg。

根據(jù)2020年11—12月在大連進(jìn)行的調(diào)查，水產(chǎn)品日人均攝入量為107.13 g，以每周0.75 kg 計(jì)算，成人每周可耐受攝入量[12]：

PTWIA=PTWI·mA

(4)

式中：PTWIA為成人每周可耐受攝入量，mg；PTWI為污染物每周可耐受攝入量，mg/kg；mA為成人體重，kg。

根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織，世界衛(wèi)生組織，食品添加劑聯(lián)合專家委員會聯(lián)合制定的污染物可耐受每周攝入量對食用安全性進(jìn)行評價(jià)[19]，PTWI參考JECFA、EFSA等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[20-21]，采用60 kg作為成人體重計(jì)算，用AWI占PTWIA比例評價(jià)其食用安全性，占比越高，食用安全性越低[22]。

2.3.3 水產(chǎn)品重金屬殘留食用健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

對水產(chǎn)品重金屬殘留經(jīng)食用途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，以風(fēng)險(xiǎn)度作為評價(jià)指標(biāo)將水產(chǎn)品重金屬污染和人體健康相聯(lián)系。參考大連市居民的水產(chǎn)品攝入量，使用美國環(huán)境保護(hù)局采用的評價(jià)模型[23]，評價(jià)重金屬經(jīng)食用途徑產(chǎn)生的化學(xué)致癌和非化學(xué)致癌風(fēng)險(xiǎn)。非化學(xué)致癌物風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)公式[24]：

Rng=(Dg×10-6)/(PADg×70)

(5)

PADg=RfDg/H

(6)

式中：Rng為非致癌物經(jīng)食入途徑所致健康危險(xiǎn)的平均個(gè)人年風(fēng)險(xiǎn)，a-1；Dg為化學(xué)致癌物經(jīng)食入途徑的單位體重日均暴露劑量，mg/(kg·d)；PADg為非致癌物經(jīng)食入途徑的調(diào)整劑量，mg/(kg·d)；RfDg為非化學(xué)致癌污染物食入途徑的參考劑量，mg/(kg·d)；70為人均壽命，a；H為安全因子，取值10。非化學(xué)致癌物的RfDg取值見表1。

表1 重金屬的致癌強(qiáng)度系數(shù)和參考劑量Tab.1 Carcinogenic intensity coefficient and referencedose of heavy metals

參照大連市居民平均水產(chǎn)品攝入量，計(jì)算日平均水產(chǎn)品攝入量[24]：

Dg=107.13w/mA

(7)

式中：Dg為化學(xué)致癌物經(jīng)食入途徑的單位體重日均暴露劑量，mg/(kg·d)；mA為成人體重，kg。

化學(xué)致癌物所致健康危害的風(fēng)險(xiǎn)模型計(jì)算公式[25]：

(8)

式中：Rcg為化學(xué)致癌物經(jīng)食入途徑的平均個(gè)人致癌年風(fēng)險(xiǎn)，a-1；qg為化學(xué)致癌物經(jīng)食入途徑致癌強(qiáng)度系數(shù)，mg/(kg·d)；qg取值見表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同產(chǎn)地鮭科魚類重金屬污染水平評價(jià)

由表2可知，Cr、Cd、Pb、Ni、As 5種重金屬在4種不同產(chǎn)地的鮭科魚類檢測中均未超出檢測限，Hg在澳洲鮭科魚類和中國鮭科魚類種含量均約為0.02 mg/kg。Cu、Zn在4種不同產(chǎn)地鮭科魚類種均有檢出，其中，Zn在不同產(chǎn)地的鮭科魚類中含量最高，含量均超過3 mg/kg，Cu在不同產(chǎn)地鮭科魚類中含量差異不大。

表2 不同產(chǎn)地鮭科魚類重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)Tab.2 The contents heavy metals in salmon from different regions mg/kg

利用Pi對不同產(chǎn)地鮭科魚類的重金屬污染程度來評價(jià)，并采用MPI對重金屬污染狀況進(jìn)行比較，評價(jià)結(jié)果如表3和表4所示。根據(jù)文獻(xiàn)[26]常用的評價(jià)方法，P<0.2為正常背景值；當(dāng)P在0.2～0.6時(shí)，為微污染或者輕污染；當(dāng)P>1.0時(shí)為重污染，產(chǎn)品殘留超標(biāo)。根據(jù)國標(biāo)中的限量標(biāo)準(zhǔn)：Cu(w≤50 mg/kg)、Pb(w≤0.5 mg/kg)、Cd(w≤0.1 mg/kg)、Cr(w≤0.1 mg/kg)、Ni(w≤1.0 mg/kg)、Hg(w≤0.5 mg/kg)、Zn(w≤50 mg/kg)。由結(jié)果可知，除As外7種重金屬含量均不超標(biāo)，P值均小于0.2，屬于正常水平。本實(shí)驗(yàn)檢測的為總As含量，由于未有總As在水產(chǎn)品中的限量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)GB 2762—2017中無機(jī)As的限量標(biāo)準(zhǔn)(w≤0.1 mg/kg)作為總As的限量標(biāo)準(zhǔn)，4種不同產(chǎn)地的鮭科魚類污染指數(shù)均為P>1.0，屬于重度污染，4種不同產(chǎn)地鮭科魚類污染水平由高到低順序?yàn)橹袊q科魚類、澳洲鮭科魚類、挪威鮭科魚類和智利鮭科魚類。

表3 不同產(chǎn)地鮭科魚類重金屬的單因子污染指數(shù)(P)Tab.3 Single factor pollution index (P) of heavy metalsin salmonids from different habitats

MPI值反映了不同產(chǎn)地鮭科魚類之間污染程度的差異。由表4可知，中國、澳洲和挪威的鮭科魚類重金屬污染程度較高，智利的鮭科魚類重金屬污染水平較低。

2.2 不同產(chǎn)地鮭科魚類重金屬食用安全性評價(jià)

由表5可知，人均重金屬攝入量均未超過標(biāo)準(zhǔn)限定值，AWI占PTWIA比例為0～75.69%，說明大連市成人每周通過水產(chǎn)品攝入重金屬量在安全范圍內(nèi)。經(jīng)比較，As的成人每周攝入量較高，4個(gè)地區(qū)的鮭科魚類的AWI占PTWIA比例都超過10%，尤其是澳洲地區(qū)和中國地區(qū)分別為74.92%和75.69%，說明在大量食用鮭科魚類的情況下，As存在一定食用安全風(fēng)險(xiǎn)。

表4 不同產(chǎn)地鮭科魚類重金屬的綜合污染指數(shù)(MPI)Tab.4 Comprehensive pollution index (MPI) of heavymetals in salmonids from different habitats

2.3 不同產(chǎn)地鮭科魚類重金屬殘留食用健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

根據(jù)US EPA健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法分析4種不同產(chǎn)地鮭科魚類重金屬殘留健康危害年風(fēng)險(xiǎn)，見表6。對化學(xué)致癌元素As、Cd、Cr分析顯示，Cr、Cd在檢測中未檢出，As未超過重金屬通過飲食途徑最大可接受年風(fēng)險(xiǎn)水平(5×10-5/a)；非化學(xué)致癌風(fēng)險(xiǎn)分析顯示，Zn大幅超標(biāo)，Cu和Hg在標(biāo)準(zhǔn)水平左右。綜合比較，7種重金屬元素中Zn可能會影響人體健康。

3 討 論

通過對大連市售4種鮭科魚類重金屬污染水平和食用安全性進(jìn)行評價(jià)，8種重金屬只有As的含量屬于重度污染水平，其他指標(biāo)均未超標(biāo)。通過鮭科魚類重金屬食用健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，只有Zn指標(biāo)過高，可能會對人體健康產(chǎn)生影響?？傮w分析4種地區(qū)鮭科魚類重金屬污染水平由高到低順序?yàn)橹袊q科魚類、澳洲鮭科魚類、挪威鮭科魚類和智利鮭科魚類。在4種不同產(chǎn)地的鮭科魚類中均未檢測出多氯聯(lián)苯的存在，對于鮭科魚類中多氯聯(lián)苯殘留的鑒定仍需關(guān)注。綜合分析，鮭科魚類的重金屬污染問題并不突出，但As在鮭科魚類中仍存在一定風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)一步關(guān)注。

表5 每周人均實(shí)際重金屬攝入量Tab.5 Actual weekly per capita intake of heavy metals

表6 US EPA模型評價(jià)重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)Tab.6 Health risk assessment of heavy metals in freshwater fish by US EPA model a-1