徐志華,劉熠,劉崇萬(wàn),任娣,耿雪冰,葛筱琴 ,朱曉華*
(1.江蘇省淡水水產(chǎn)研究所/江蘇省漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京 210017;2.江蘇省水產(chǎn)質(zhì)量檢測(cè)中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(南京),南京 210017)
多環(huán)芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)指分子中含有兩個(gè)以上苯環(huán)的碳?xì)浠衔铮且活惖湫偷某志眯杂袡C(jī)污染物,可以在環(huán)境中持久存在,難以降解。目前有150 余種PAHs,其中16 種被美國(guó)環(huán)保局(USEPA)列為優(yōu)先控制的污染物[1?3]。該類化合物能夠通過(guò)多種途徑(如廢水排放、大氣沉降、地表徑流及原油泄漏等)進(jìn)入水體[4]。由于魚(yú)類處于水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的頂端,水環(huán)境中的PAHs 能通過(guò)魚(yú)的鰓、皮膚或飼料等途徑進(jìn)入魚(yú)體內(nèi)累積,進(jìn)而導(dǎo)致人類食用后具有一定的健康風(fēng)險(xiǎn)[5]。水體沉積物被認(rèn)為是PAHs 的最終歸宿之一,富集在沉積物中的PAHs 可通過(guò)食物鏈傳遞給高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物,通過(guò)再懸浮作用釋放到環(huán)境中,從而造成“二次污染”[6?7]。因此研究水產(chǎn)品及養(yǎng)殖環(huán)境中水體和沉積物PAHs 的濃度分布、污染特征及其健康風(fēng)險(xiǎn)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。目前研究主要集中在水體和水產(chǎn)中PAHs的含量和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[5,8?10],或沉積物及水產(chǎn)中 PAHs 的殘留與風(fēng)險(xiǎn)分析[7,11],如張光貴[7]、王曉迪等[8]分別研究了大通湖表層沉積物和大慶湖泊群水體、淡水魚(yú)含量及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。由于水體的受污染程度與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān),目前大部分地區(qū)的水體都不同程度地受到PAHs 的污染[12?13]。江蘇屬于東部沿海經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū),目前PAHs 主要研究領(lǐng)域在長(zhǎng)江太湖等熱點(diǎn)水域,對(duì)江蘇重點(diǎn)水產(chǎn)品養(yǎng)殖區(qū)污染監(jiān)測(cè)較少,以漁業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境(水體、水產(chǎn)品、底泥)作為研究方向的則更少,因此本文以江蘇重點(diǎn)水產(chǎn)品養(yǎng)殖區(qū)為研究對(duì)象。斑點(diǎn)叉尾鮰屬于鮰科魚(yú)類[14],是我國(guó)斑點(diǎn)叉尾鮰產(chǎn)業(yè)的主要品種[15],鑒于近兩年來(lái)商品鮰產(chǎn)品在營(yíng)養(yǎng)和市場(chǎng)消費(fèi)方面的優(yōu)勢(shì),斑點(diǎn)叉尾鮰國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)被逐步打開(kāi),帶動(dòng)斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖形勢(shì)逐年向好。2019年,江蘇斑點(diǎn)叉尾鮰主養(yǎng)區(qū)的斑點(diǎn)叉尾鮰池塘精養(yǎng)面積約6 667 hm2,產(chǎn)量達(dá)到1 400 t[16],因此選用斑點(diǎn)叉尾鮰典型養(yǎng)殖區(qū)具有較強(qiáng)的地域代表性。本研究根據(jù)生長(zhǎng)周期分3次(3月、7月、10月)采集2020年江蘇典型斑點(diǎn)叉尾鮰5 個(gè)養(yǎng)殖區(qū)水體、底泥、斑點(diǎn)叉尾鮰樣品,測(cè)定PAHs 含量,探明其污染現(xiàn)狀及污染特征,并對(duì)水體和底泥進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰樣品進(jìn)行食用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),以期為養(yǎng)殖區(qū)PAHs污染防治提供基礎(chǔ)資料,這對(duì)保障食品安全、科學(xué)防范健康風(fēng)險(xiǎn)具有指導(dǎo)作用。
采集設(shè)備:多參數(shù)水質(zhì)分析儀(美國(guó)YSI);柱狀采泥器(北京普雷德儀器設(shè)備有限公司)。主要前處理設(shè)備:GPC?ULTR GPC 凝膠凈化濃縮系統(tǒng)(德國(guó)LC tech 公司);R?81 脂肪測(cè)定儀、R?200 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士步琦公司);TurbovapⅡ全自動(dòng)濃縮工作站(英國(guó)Caliper 公司)。樣品分析設(shè)備:Agilent7890A/5975C氣相色譜?質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)Agilent公司)。
16 種PAHs 混合標(biāo)準(zhǔn)品[萘(Nap)、苊(Ace)、苊烯(Acy)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、熒蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、苗屈(Chr)、苯并[b]熒蒽(BbF)、苯并[k]熒蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚酚[1,2,3?cd]芘(Inp)、二苯并[a,h]蒽(DahA)和苯并(g,h,i)苝(BghiP),200 mg·L?1,購(gòu)自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所];內(nèi)標(biāo)苝?d124.0 mg·L?1、苊?d104.0 mg·L?1、菲?d120.2 mg·L?1、苗屈?d124.0 mg·L?1(美國(guó) Accustan?dard公司)。
1.3.1 樣品采集
選取5 個(gè)示范基地(圖1),根據(jù)生長(zhǎng)周期分3 次(3 月、7 月、10 月)采集同一池塘樣品,每個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)根據(jù)池塘數(shù)采集1~2 個(gè)樣品,共計(jì)72 個(gè)樣品。采樣信息見(jiàn)表1。
表1 采樣地點(diǎn)及經(jīng)緯度Table 1 Sampling location,longitude and latitude
1.3.2 樣品制備
魚(yú)體:每個(gè)樣點(diǎn)采集斑點(diǎn)叉尾鮰魚(yú)樣若干(至少3條),取可食部分約200 g,用高速萬(wàn)能粉碎機(jī)制成魚(yú)糜,冷凍貯存,供前處理使用。
水樣:每個(gè)樣點(diǎn)采集2 L 水樣,過(guò)0.45μm 孔徑玻璃纖維濾膜,去除懸浮物,待前處理。
底泥:每個(gè)樣點(diǎn)抽取池塘底泥2 kg(池塘對(duì)角線平均取3 點(diǎn)),用金屬抓斗式采樣器采集池塘底表層沉積物樣品,帶回實(shí)驗(yàn)室后經(jīng)過(guò)自然風(fēng)干、均一,研磨過(guò)0.15 mm孔徑(100目)銅篩,待前處理。
1.3.3 樣品前處理
水樣前處理:用C18固相萃取柱(6 mL,0.5 g,美國(guó)Supelco 公司)萃取PAHs,將萃取柱帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行洗脫與分析。魚(yú)體、底泥參照徐志華等[17]關(guān)于漁業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境及水產(chǎn)品中16 種PAHs 測(cè)定方法,氣相色譜?質(zhì)譜聯(lián)用儀上機(jī)檢測(cè)。
標(biāo)準(zhǔn)溶液:使用正己烷配制成含16種PAHs 濃度為 1.0、5.0、25.0、50.0、100、250 μg·L?1,內(nèi)標(biāo)濃度為100μg·L?1的標(biāo)準(zhǔn)溶液,以標(biāo)準(zhǔn)溶液中被測(cè)組分峰面積和內(nèi)標(biāo)物質(zhì)峰面積的比值為縱坐標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)溶液中各種PAHs 的濃度和內(nèi)標(biāo)物質(zhì)濃度的比值為橫坐
標(biāo)[17?18]。
質(zhì)量控制:取同批次的底泥、養(yǎng)殖用水、斑點(diǎn)叉尾鮰,分別加入1.0 μg·kg?1混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個(gè)濃度設(shè)置6 個(gè)平行。加標(biāo)及相對(duì)偏差分別為:底泥52.4%~110.7%、0.64%~8.94%;養(yǎng) 殖 用 水 74.1%~116.7%、0.52%~8.91%,水產(chǎn)品70.3%~126.4%、0.14%~8.91%;平均檢出限為0.017~0.171 μg·kg?1[17?18]。
色譜條件:DB35?MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm);進(jìn)樣口溫度260 ℃;載氣為99.999%高純氮?dú)猓徊环至鬟M(jìn)樣,進(jìn)樣量 1 μL;流量 1.0 mL·min?1;柱升溫程序:初始溫度70 ℃(1 min),15 ℃·min?1升至 190 ℃(1 min),25 ℃·min?1升至 200 ℃;5 ℃·min?1升至 230 ℃(4 min),2.5 ℃·min?1升至250 ℃(3 min),2 ℃·min?1升至280 ℃(3 min),20 ℃·min?1升至310 ℃(2 min)[17?18]。
質(zhì)譜條件:EI源;離子源溫度160 ℃;四極桿溫度150 ℃;傳輸線溫度280 ℃;選擇離子檢測(cè)(Selectedion recording,SIM)模式;各種PAHs及內(nèi)標(biāo)物的定性、定量離子參考文獻(xiàn)[17?18]。
GPC 條件:TACS TM 系統(tǒng)參數(shù):油浴溫度 40 ℃,流速 5.0 mL·min?1,樣品定量環(huán) 5 mL,前運(yùn)行時(shí)間1 140 s,主運(yùn)行時(shí)間 2 000 s,后運(yùn)行時(shí)間120 s,真空參數(shù):階段 1 為 17 kPa,階段 2 為 21 kPa,后運(yùn)行時(shí)間120 s[17?18]。
1.6.1 池塘水體生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究實(shí)際情況與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,本文參考 KALF 等[19]和 TONGO 等[20]的研究,采用風(fēng)險(xiǎn)商法(商值法)進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),該方法具有可操作性強(qiáng)和結(jié)論明確的特點(diǎn)[21]。
16種PAHs總的風(fēng)險(xiǎn)商值公式如下:
式中:RQ為風(fēng)險(xiǎn)商值;CPAHs為水體中某PAHs 單體濃度,ng·L?1;CQV為水體中某 PAHs 單體的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)值,ng·L?1;CQV(NCs)為最低風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)值,ng·L?1;CQV(MPCs)為最高風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)值,ng·L?1;RQNCs為最低風(fēng)險(xiǎn)商值;RQMPCs為最高風(fēng)險(xiǎn)商值。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分見(jiàn)表2。
表2 單體PAHs和∑PAHs生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分Table 2 Risk classification of individual of PAHs and total PAHs
1.6.2 底泥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
采用沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)法(SQGs)對(duì)底泥中PAHs生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)展評(píng)價(jià)。根據(jù)LONG等[22]和張嘉雯等[23]提出的沉積物中有機(jī)污染物潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)區(qū)間低值(Effects range low,ERL)和效應(yīng)區(qū)間中值(Effects range median,ERM),當(dāng)污染物含量小于ERL時(shí),對(duì)生物毒副作用不顯著(風(fēng)險(xiǎn)幾率<10%);當(dāng)污染物含量大于ERM 時(shí),對(duì)生物會(huì)產(chǎn)生毒副作用(風(fēng)險(xiǎn)幾率>50%),可能會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面生態(tài)效應(yīng);當(dāng)污染物含量在ERL 與ERM 之間時(shí)(風(fēng)險(xiǎn)幾率介于10%~50%),偶爾會(huì)產(chǎn)生負(fù)面生態(tài)效應(yīng)[23?24]。
采用美國(guó)環(huán)保局(USEPA)推薦的終生致癌風(fēng)險(xiǎn)(Incremental life time cancer risk,ILCR)模型評(píng)價(jià)斑點(diǎn)叉尾鮰消費(fèi)健康風(fēng)險(xiǎn)[25]。
式中:n=16;Ci為 PAHs 組分i在斑點(diǎn)叉尾鮰樣品中的濃度,ng·kg?1;TEFi為組分i的BaP 毒性當(dāng)量因子(表3);ILCR為PAHs 在某劑量下的人群終生致癌風(fēng)險(xiǎn);TEQBaP為 PAHs 相 對(duì) 于 BaP 的 等 效 致 癌 毒 性 ,ng·kg?1;DR為每日的攝入量,根據(jù)江蘇省統(tǒng)計(jì)局 2019統(tǒng)計(jì)年鑒[26]中的魚(yú)類日均消費(fèi)量及中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒[16]中的斑點(diǎn)叉尾鮰產(chǎn)量、魚(yú)類產(chǎn)量,估算取值為 1.92×10?3kg·d?1,SF為 BaP 的致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)經(jīng)口暴露數(shù)值,7.3 kg·d?1·mg?1;CF為轉(zhuǎn)換系數(shù),10?6mg·ng?1;EF為每年暴露天數(shù),取值為 365 d;BW為成人人均體質(zhì)量,kg,取值為 61.5 kg[27];AT為人群的預(yù)期壽命,a,根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)[28]取值為76 a;ED為暴露年數(shù),非致癌物取30 a,致癌物取70 a;AT為人的預(yù)期壽命,對(duì)于非致癌物取30 a(10 950 d),對(duì)于致癌物取70 a(25 550 d)。
表3 PAHs的BaP等效因子Table 3 Toxic equivalent factors(TEFs)of PAHs
使用Excel 2007、Origin 2018、ArcGIS 10.7 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制圖。
本文對(duì)5 個(gè)主養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行了16 種PAHs 組分檢測(cè),總檢出率為100%,在魚(yú)體、養(yǎng)殖水體、底泥中,PAHs 單體 Nap、Phe、BaA、Pyr、Chr、Flu、Ace 為常見(jiàn)檢出物,其中Phe 在各組別中均有檢出,檢出率達(dá)100%,Nap 達(dá)到80%以上。菲是主要的污染物,但致癌性物質(zhì)苯并[a]芘均未檢出。從不同組別來(lái)看,5個(gè)典型養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖環(huán)境均遠(yuǎn)離工業(yè)區(qū)及城市主要生活區(qū),魚(yú)體、水體、池塘底泥總PAHs 含量無(wú)明顯差異(表4)。
表4 各養(yǎng)殖區(qū)典型池塘中斑點(diǎn)Ictalurus punctatus叉尾鮰、池塘水體、底泥中16種PAHs含量Table 4 Concentrations of 16 species PAHs in Ictalurus punctatus pond water,sediment of different aquaculture areas
魚(yú)體中總 PAHs 含量范圍在 11.8~60.0 μg·kg?1(以濕質(zhì)量計(jì),下同),整體來(lái)說(shuō),養(yǎng)殖區(qū)斑點(diǎn)叉尾鮰PAHs 含量較低,受污染程度較輕。不同魚(yú)品種的富集能力不同,長(zhǎng)江下游江段7 種不同魚(yú)體含量43.4~113.1 μg·kg?1[13],其同一流域鱖魚(yú)、鯉魚(yú)含量分別為43.42、67.70 μg·kg?1。
池塘養(yǎng)殖水總PAHs 含量范圍在0.03~0.46 μg·L?1,同為江蘇水域的太湖流域 1 月、7 月地表水中總PAHs 的濃度均值分別為 1.380、0.054 μg·L?1[29],長(zhǎng)江流域含量為 0.033 μg·L?1[30],與本研究結(jié)果具有一致性。環(huán)境中大多數(shù)PAHs 與人為來(lái)源排放有關(guān),與水域、地域具有很強(qiáng)關(guān)聯(lián)性,七大流域水系中,珠江流域高于長(zhǎng)江流域[30]。謝文平等[10]調(diào)查的廣東地區(qū)羅非魚(yú)養(yǎng)殖水體PAHs 含量平均值為0.27 μg·L?1,范圍為0.053~0.680 μg·L?1,魚(yú)體含量為 36.53~143.44 μg·kg?1,水體、魚(yú)體含量較本研究含量略高。
池塘底泥總 PAHs 含量在 24.48~145.04 μg·kg?1(以干質(zhì)量計(jì),下同),根據(jù)歐盟規(guī)定,土壤中總PAHs的濃度小于200 μg·kg?1為未污染,200~600 μg·kg?1為輕度污染[31],可見(jiàn)養(yǎng)殖區(qū)底泥污染程度屬于未污染?;春痈闪鞒练e物中PAHs 平均含量為143.30 μg·kg?1[32],駱馬湖表層沉積物總量范圍在189.2~725.9μg·kg?1,處于低?中等污染水平[33]。馬萬(wàn)里[34]研究表明,總體上我國(guó)土壤PAHs污染程度較輕。
進(jìn)一步分析單體PAHs,如Nap 主要源于原油及原煤的燃燒[35],Pyr、Phe、Fla 可作為煤炭燃燒指示物[36],表明環(huán)境中存在原油、煤炭等污染來(lái)源。因此,從單體來(lái)源上可推測(cè)養(yǎng)殖區(qū)PAHs 污染來(lái)源主要為石油、煤炭燃燒。
根據(jù)PAHs 結(jié)構(gòu)差異,可以將PAHs 分為低環(huán)(2~3 環(huán))、中環(huán)(4 環(huán))、高環(huán)(5~6 環(huán))。對(duì)5 個(gè)主要養(yǎng)殖區(qū)PAHs 結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)斑點(diǎn)叉尾鮰魚(yú)體、養(yǎng)殖水體以2~4 環(huán)為主要成分,5 環(huán)以上未檢出(低于檢出限)。其中水體中低環(huán)PAHs 含量高于高環(huán);底泥結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,以3~4 環(huán)為優(yōu)勢(shì)組分,底泥中低環(huán)PAHs 與高環(huán)PAHs 含量比值較水體中低(圖2)。
由于PAHs 在魚(yú)體內(nèi)累積程度與其水環(huán)境中的背景濃度相一致[37],魚(yú)體和水體在PAHs 結(jié)構(gòu)上也具有相似性,以中低環(huán)為主。汪紅軍等[5]調(diào)查了漢江下游水樣及相應(yīng)江段典型魚(yú)魚(yú)體,發(fā)現(xiàn)PAHs 結(jié)構(gòu)組成呈現(xiàn)以低中環(huán)為主、高環(huán)最低的規(guī)律,秦寧等[9]對(duì)巢湖水體的研究也得出巢湖水體PAHs 以低環(huán)和中環(huán)為主的結(jié)論。
養(yǎng)殖區(qū)池塘水體與底泥PAHs 結(jié)構(gòu)不同,分析發(fā)現(xiàn)底泥PAHs結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,以3~4環(huán)作為優(yōu)勢(shì)組分,且底泥中低環(huán)PAHs 與高環(huán)PAHs 含量比值較水體中低。底泥結(jié)構(gòu)不同可能是因?yàn)樗w低環(huán)PAHs 的產(chǎn)生來(lái)源比高環(huán)PAHs 廣泛,且高環(huán)PAHs 的疏水性較強(qiáng),與之相比,低環(huán)PAHs 在水體中的溶解度較高,最終導(dǎo)致水體中低環(huán)PAHs 濃度較高[38?39]。而底泥中低環(huán)PAHs 與高環(huán)PAHs 含量比值較水體中低,是因?yàn)楦攮h(huán)PAHs 在水中的溶解度較小,促使高環(huán)PAHs 從水相中分配到生物體內(nèi)或底泥中,且微生物只能利用吸收底泥液相中的有機(jī)物,而難以利用固相中的有機(jī)物,這造成4 環(huán)或4 環(huán)以上的PAHs 難以被生物降解而在底泥中累積[39],從而呈現(xiàn)低環(huán)濃度較低的結(jié)果。
通常認(rèn)為不同分子量PAHs 的相對(duì)豐度可以反映其來(lái)源[37],一般4 環(huán)以下的低分子量PAHs 主要來(lái)源于石油類污染及木材、煤等在低至中溫范圍內(nèi)的燃燒,4 環(huán)以上高分子量的PAHs 主要來(lái)源于化石燃料的高溫燃燒,從環(huán)數(shù)結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步驗(yàn)證了本文養(yǎng)殖區(qū)PAHs污染來(lái)源主要是石油類污染及木材、煤低、中溫燃燒[38]。
2.3.1 水體生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
據(jù)PAHs 的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分(表2),結(jié)合養(yǎng)殖區(qū)池塘水體PAHs 的RQ值(表5)發(fā)現(xiàn),主要養(yǎng)殖區(qū)池塘水體總PAHs最高風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)值(RQMPCs)為0,最低風(fēng)險(xiǎn)濃度風(fēng)險(xiǎn)商值(RQMPCs)小于800,表明生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)為低風(fēng)險(xiǎn)程度,各單體產(chǎn)生的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)均未達(dá)到嚴(yán)重生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平。其中Nap、Phe 以及部分池塘中Ace、Pyr、Fla的RQNCs大于1,而RQMPCs小于1,說(shuō)明這些單體PAHs處于中等風(fēng)險(xiǎn)水平,需要進(jìn)一步研究相應(yīng)控制和修復(fù)措施;其余單體PAHs 的RQNCs小于1,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響可以忽略。江蘇主要水域中,太湖流域地表水中PAHs 造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較小[29];長(zhǎng)江中下游支流水體中未發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn),除DahA 單體外,其余單體PAHs 造成的污染可列為中等水平[40]。郭廣慧等[41]研究了中國(guó)七大流域地表水系,也得出了部分如單體Bap、Ant、Flua和Pyr對(duì)水生生物具有潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)論。因此從長(zhǎng)期的環(huán)境暴露角度出發(fā),應(yīng)采取一定的控制措施,以降低PAHs的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
表5 主要養(yǎng)殖區(qū)池塘水體PAHs的RQNCS和RQMPCsTable 5 RQNCs and RQMPCs of PAHs in ponds of main aquaculture area
2.3.2 表面沉積物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
采用效應(yīng)區(qū)間低、中值法(ERL/ERM)對(duì)各個(gè)主要養(yǎng)殖區(qū)池塘表面沉積物中PAHs 進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。據(jù)表6 中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)得出沉積物中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值可知,各個(gè)主要養(yǎng)殖區(qū)各單體PAHs 和PAHs 總量最高值都低于ERL,總體上表明PAHs 對(duì)生物毒副作用不顯著(風(fēng)險(xiǎn)幾率<10%)。分析斑點(diǎn)叉尾鮰5 個(gè)主要養(yǎng)殖區(qū)的數(shù)據(jù),整體上PAHs 均有檢出,檢出率為100%,以Nap、Pyr、Phe、Fla等單體PAHs在池塘底泥環(huán)境中檢出率較高,經(jīng)過(guò)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)單體PAHs的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值較小,但環(huán)境中長(zhǎng)期存在的PAHs 仍然可能會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生毒副作用。查閱江蘇相關(guān)流域沉積物資料,發(fā)現(xiàn)太湖總體不存在嚴(yán)重的PAHs 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),局部點(diǎn)位芴、菲可能具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[42];淮河干流沉積物中PAHs平均含量遠(yuǎn)低于潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的效應(yīng)區(qū)間低值ERL(風(fēng)險(xiǎn)幾率<10%),極少產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)[32],與本文結(jié)果一致。
表6 主要養(yǎng)殖區(qū)池塘表面沉積物中PAHs生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(μg·kg?1)Table 6 Ecological risk assessment of PAHs in surface sediments of ponds in main aquaculture areas(μg·kg?1)
2.3.3 斑點(diǎn)叉尾鮰健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
根據(jù)USEPA 規(guī)定,可接受的致癌風(fēng)險(xiǎn)為小于10?6a?1,風(fēng)險(xiǎn)大于 10?4a?1則被認(rèn)為具有較高的風(fēng)險(xiǎn)性。ILCR 模型計(jì)算結(jié)果顯示,成人的PAHs終生致癌風(fēng)險(xiǎn)范圍為2.25×10?9~5.80×10?7a?1(表7),說(shuō)明主要養(yǎng)殖區(qū)斑點(diǎn)叉尾鮰樣品的致癌風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)小于可接受水平,處于致癌風(fēng)險(xiǎn)控制水平。從組別上分析,5 個(gè)斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖區(qū)中,SY組、CD組相對(duì)其余3個(gè)養(yǎng)殖區(qū)致癌風(fēng)險(xiǎn)更小,整體上各組別差異較小。漢江下游魚(yú)類食用健風(fēng)險(xiǎn)水平在8.00×10?7~2.08×10?6a?1,有潛在風(fēng)險(xiǎn)[4];廣東羅非魚(yú)主要養(yǎng)殖區(qū)羅非魚(yú)肌肉中8 種非致癌PAHs的總非致癌風(fēng)險(xiǎn)為2.51×10?10~1.54×10?9a?1,6種致癌PAHs 造成個(gè)人年致癌風(fēng)險(xiǎn)值范圍為2.87×10?6~1.56×10?5a?1[10]。這一方面表明江蘇主要養(yǎng)殖區(qū)食用斑點(diǎn)叉尾鮰健康風(fēng)險(xiǎn)水平較小,另一方面也說(shuō)明各地方食用魚(yú)的健康風(fēng)險(xiǎn)水平也有差異,可能是由于魚(yú)類食性、年齡、個(gè)體大小等存在差異,導(dǎo)致不同魚(yú)對(duì)PAHs的富集因子也不同[5]。
表7 各養(yǎng)殖區(qū)PAHs基于BaP的毒性當(dāng)量和終生致癌風(fēng)險(xiǎn)Table 7 Toxic equivalence and lifelong carcinogenic risk of PAHs based on BaP in main aquaculture areas
健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要特征是在整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程中的每一步都存在著一定的不確定性[2]。本文主要討論了從生長(zhǎng)階段到成魚(yú)階段的成人可食用健康風(fēng)險(xiǎn),而沒(méi)有考慮個(gè)體對(duì)污染物的吸收和利用能力,如果想要更加準(zhǔn)確地估計(jì)健康風(fēng)險(xiǎn),還需要考慮人群生理因子參數(shù)、人群行為因子參數(shù)、易感程度等。因此,本研究評(píng)價(jià)結(jié)果具有不確定性[2]。
(1)16 種 PAHs 組分在 5 個(gè)主要養(yǎng)殖區(qū)的總檢出率為100%,PAHs 單體在魚(yú)體、養(yǎng)殖水體、底泥中,Nap、Phe、BaA、Pyr、Chr、Flu、Ace 為常見(jiàn)檢出物,其中Phe 檢出率達(dá)100%,Nap 達(dá)到80%以上。魚(yú)體中總PAHs含量范圍在11.75~60.02 μg·kg?1,池塘養(yǎng)殖水含量范圍在0.03~0.46 μg·L?1,底泥含量在24.48~145.04μg·kg?1。PAHs 結(jié)構(gòu)組成上,斑點(diǎn)叉尾鮰、養(yǎng)殖水體以2~4 環(huán)為主要成分,底泥結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,以3~4 環(huán)為優(yōu)勢(shì)組分。5 個(gè)斑點(diǎn)叉尾鮰養(yǎng)殖區(qū)含量差別較小,未發(fā)現(xiàn)明顯差異性。
(2)養(yǎng)殖水體中PAHs 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度為低風(fēng)險(xiǎn),Nap、Phe 及部分池塘中Ace、Pyr、Fla 處于中等風(fēng)險(xiǎn)水平,其余單體對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響可以忽略。池塘底泥環(huán)境中,各單體PAHs 和PAHs 總量最高值都低于潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)區(qū)間低值,PAHs 對(duì)生物毒副作用不顯著。但 Nap、Pyr、Phe、Fla 等單體 PAHs 在池塘底泥環(huán)境中有檢出,還需加以重視,加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與防控。
(3)斑點(diǎn)叉尾鮰食用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,成人的終生致癌風(fēng)險(xiǎn)范圍為2.25×10?9~5.80×10?7a?1,養(yǎng)殖區(qū)斑點(diǎn)叉尾鮰樣品的致癌風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)小于最大可接受水平,處于致癌風(fēng)險(xiǎn)控制水平。
農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)2021年10期