豬膽粉中重金屬污染特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)*

廖予菲，盧昌晶，王 萍，張瑞瑞

（1.陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院，陜西 西安 712046；2.陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院/陜西省中藥綠色制造技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，陜西 西安 712046；3.陜西新絲路質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)評(píng)估有限公司，陜西 西安 712046）

中藥材及其飲片的質(zhì)量直接影響臨床用藥的安全性與有效性。重金屬是重要的中藥外源性污染物之一，容易在中藥材種植、采收、加工等環(huán)節(jié)引入[1]。中藥材一旦被重金屬污染，且污染物難以被降解，在人體中積蓄，可能會(huì)危害健康，尤其對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)影響較大，嚴(yán)重影響安全用藥[2-7]。但也應(yīng)注意，重金屬污染與重金屬超標(biāo)不可混為一談。判定中藥檢出的重金屬是否存在風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法定量計(jì)算其暴露值，再判斷是否存在不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。因此，精準(zhǔn)識(shí)別中藥中重金屬元素，開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作對(duì)于制定中藥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)，采取有效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施具有指導(dǎo)性意義。

豬膽作為人類飼養(yǎng)豬的副產(chǎn)品使用已有數(shù)千年歷史[8]。民間使用及現(xiàn)代臨床應(yīng)用表明，豬膽粉具有較好的清熱解毒、止咳平喘作用，治療黃疸、百日咳、滴蟲性陰道炎、結(jié)腸炎等癥具有良好療效[9-10]。隨著我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的迅速發(fā)展和集約化程度的不斷提高，部分微量重金屬元素作為飼料添加劑被廣泛用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，然而某些養(yǎng)豬場(chǎng)飼料中重金屬的添加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出動(dòng)物的需要量。豬采食后，部分重金屬被吸收并蓄積在動(dòng)物組織內(nèi)，給豬膽粉藥材應(yīng)用帶來較大的安全隱患[11-12]。

現(xiàn)豬膽粉重金屬元素殘留引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的報(bào)道較少，本研究采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）測(cè)定17批豬膽粉中8種重金屬元素含量，對(duì)重金屬污染等級(jí)和對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，以期為該類藥材質(zhì)量控制、安全應(yīng)用及高質(zhì)量資源開發(fā)提供依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器 ICAP RQ ICP-MS電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（賽默飛世爾科技公司）；Multi Wave PRO 41HVT56微波消解儀（安東帕中國(guó)有限公司）；SQP-SE10CURA225D-1CN電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料 鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）、汞（Hg）、銅（Cu）、銦（In）、鉍（Bi）、金（Au）單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（質(zhì)量濃度：1000 μg/mL，批號(hào)：204029-8，204046-5，207003-1，207031-1，206020-1，203044-2，204006-2，206003-1）均購(gòu)于國(guó)標(biāo)檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司；鍺（Ge）單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（質(zhì)量濃度：1 000 μg/mL，批號(hào)：207002）購(gòu)于國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；鉻（Cr）、鋅（Zn）、鎳（Ni）單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（質(zhì)量濃度：1 000 μg/mL，批號(hào)：GBW08614，GBW08620，GBW08618）均購(gòu)于中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；分析級(jí)體積分?jǐn)?shù)65%硝酸購(gòu)于德國(guó)Merck公司；其他試劑為分析純，水為超純水。

豬膽粉樣品共17批，編號(hào)1～5（產(chǎn)地安徽，批號(hào)：Y190101，Y190102，Y190103，Y190301，Y190302）；6 ～10 號(hào)（產(chǎn)地河南，批號(hào)：20180801，20190501，20190502，20190503，20190504），11～17（產(chǎn)地福建，批號(hào)：Y1-191109，Y1-191110，Y1-190912，Y1-191113，Y1-191013，Y1-191204，Y1-19004）。以上樣品經(jīng)陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院中藥學(xué)教研室鑒定為豬科動(dòng)物豬Sus scrofa domesticaBrisson.膽汁的干燥品。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 ICP-MS測(cè)定參數(shù) 采用氦氣碰撞-動(dòng)能歧視模式進(jìn)行樣品分析，RF功率：1548.6 W；接口溫度：33.89 ℃；冷卻氣流量：13.98 L/min；輔助氣流量：0.798 L/min；冷卻水流速：0.73 L/min；霧化器氣體流量：1.031 L/min；蠕動(dòng)泵泵速：40.0 L/min；駐留時(shí)間：0.05 ms；掃描次數(shù)25次；反應(yīng)池氣（He）體積流量：5.4 L/min；取樣錐：Ni錐；采樣深度：10 mm。

2.2 對(duì)照品溶液制備 精密移取適量多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用10%的HNO3溶液稀釋，制備成含As、Cd質(zhì)量濃度0.25、0.50、1.25、2.50、5.00、10.00、25.00 ng/mL；含Pb、Cr質(zhì)量濃度0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、20.0、50.0 ng/mL；含Cu、Zn、Ni 5、10、25、50、100、200、500 ng/mL；含Hg 0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 ng/mL的系列濃度混合對(duì)照品溶液。

2.3 內(nèi)標(biāo)溶液制備 分別精密移取適量的Ge、In、Bi單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用10%的HNO3溶液稀釋，配制成質(zhì)量濃度為1 μg/mL的混合內(nèi)標(biāo)液。

2.4 供試品溶液的制備 取樣品粉末0.25 g，精密稱定，置耐壓微波消解罐中，加硝酸8 mL，密閉并按表1的消解程序進(jìn)行消解。消解完全后，泄壓冷卻，將消解罐放在電熱板上180 ℃趕酸至剩余1 mL，冷卻至室溫，轉(zhuǎn)入50 mL量瓶中，精密加入金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 μg/mL）200 μL，用水稀釋至刻度，搖勻，即得。除不加金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液外，其余同法制備試劑空白溶液。

表1 微波消解儀實(shí)驗(yàn)條件

2.5 方法學(xué)考察 分別對(duì)線性關(guān)系、檢測(cè)限、精密度、重復(fù)性、加標(biāo)回收率進(jìn)行考察，確認(rèn)方法的適用性。

2.6 樣品測(cè)定 分別精密稱取1～17號(hào)豬膽粉樣品，按“2.4”項(xiàng)下方法制備各供試品溶液，按“2.1”項(xiàng)下條件進(jìn)樣測(cè)定，按標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算各元素含量。

3 結(jié)果與分析

3.1 方法學(xué)考察結(jié)果 8種元素在對(duì)應(yīng)的濃度范圍內(nèi)，元素濃度和儀器響應(yīng)值呈良好的線性關(guān)系，其檢測(cè)限均能滿足分析要求。在痕量分析要求下，儀器精密度較好，方法重復(fù)性良好，準(zhǔn)確度高，符合分析測(cè)定要求。（見表2）

表2 方法學(xué)考察結(jié)果

3.2 豬膽粉重金屬含量特征分析 17批豬膽粉中各重金屬元素分布情況見圖1，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表3。各批次樣品中，8種重金屬元素均有檢出，各元素含量的波動(dòng)范圍均較大，波動(dòng)最為明顯的是Cd、As，分別為0～0.157 mg/kg，0.003～0.192 mg/kg，對(duì)應(yīng)變異系數(shù)達(dá)到239.7%、123.5%。以2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》[13]、GB2762-2022《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》[14]等標(biāo)準(zhǔn)中重金屬規(guī)定的最大限量值（Pb≤5.0 mg/kg、Cd≤1.0 mg/kg、As≤2.0 mg/kg、Hg≤0.2 mg/kg、Cu≤20.0 mg/kg、Zn≤25.0 mg/kg、Cr≤1.0 mg/kg、Ni≤0.4 mg/kg）為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，Cu、Cr、Ni超標(biāo)的情況比較普遍，其中6批次Cu超標(biāo)，超標(biāo)率35.3%，15批次Cr超標(biāo)，超標(biāo)率88.2%，16批次Ni超標(biāo)，超標(biāo)率94.1%。Hg也有1個(gè)批次檢出值超過限量值，其他元素未超出標(biāo)準(zhǔn)值。

圖1 17 批次豬膽粉重金屬元素含量柱狀圖

表3 豬膽粉重金屬元素含量描述性統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果（n=17）

3.3 豬膽粉重金屬污染評(píng)價(jià) 采用單項(xiàng)污染指數(shù)法[15]評(píng)價(jià)某一重金屬元素對(duì)豬膽粉藥材的污染程度，計(jì)算公式如下：

式中：Pi為某種重金屬i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)值；Si為重金屬i的限量標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)Pi≤1時(shí)，未被污染；Pi＞1時(shí)，即被某一重金屬元素污染。

為了全面了解8種重金屬元素對(duì)豬膽粉藥材的綜合污染程度，突出體現(xiàn)高濃度重金屬元素的影響，本研究在單項(xiàng)污染指數(shù)法的基礎(chǔ)上引入綜合污染指數(shù)法[16]，計(jì)算公式如下：

式中：Pz為綜合污染指數(shù)；（Pi）2max為8種重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)中最大值的平方；（Pi）2ave為樣品中8種重金屬中單項(xiàng)污染指數(shù)均值的平方。PZ≤0.7為安全級(jí)，0.7＜PZ≤1為警戒級(jí)，1＜PZ≤2為輕度污染；2＜PZ≤3為中度污染、PZ＞3為重度污染。

本研究根據(jù)單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)樣品的重金屬污染程度并劃分污染等級(jí)，結(jié)果見表4。單項(xiàng)指數(shù)從大到小排序?yàn)椋篘i＞Cr＞Cu＞Zn＞Hg＞As＞Pb＞Cd。豬膽粉藥材主要受到Ni、Cr、Cu 3種元素的污染。其中污染程度最深的為Ni，16批次樣品的Pi＞1，其中編號(hào)為1、4、5的樣品，Pi分別達(dá)到6.189、5.173、5.570。Cr次之，15批次樣品Pi＞1，受到Cu污染樣品有6批次。從污染等級(jí)來看，豬膽粉受8種重金屬污染的等級(jí)均達(dá)到了警戒級(jí)及以上，其中輕度污染7批次、中度污染2批次、重度污染4批。

表4 豬膽粉重金屬污染等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果

3.4 豬膽粉的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 通過對(duì)豬膽粉污染評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)批次藥材已受到不同程度的重金屬污染，為探究藥材服用后對(duì)人體可能引發(fā)潛在健康風(fēng)險(xiǎn)，本研究采用美國(guó)環(huán)保署（U.S. Environmental Protection gency, US EPA）推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（hazard quotient, HQ）評(píng)價(jià)模型對(duì)豬膽粉所產(chǎn)生的重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)估，計(jì)算公式為[17]：

公式中，Ci為豬膽粉中重金屬含量（mg/kg）；FIR為豬膽粉成年人的日均攝入量（kg/d）。參照2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》中用量，以最大值進(jìn)行計(jì)算，取值6.0×10-4kg/d；EF為暴露頻率（d/a），取值365 d/a；ED為暴露年限（a），成年人取值70 a；BW成年人平均體質(zhì)量，取值為60 kg[18]；AT為平均暴露時(shí)間（a），通常取值為ED×365；RfD為重金屬每日允許攝取最大量[mg/（kg·d）]，參照于美國(guó)環(huán)保署規(guī)定的安全限量和世界衛(wèi)生組織暫定的每周可耐受攝入量，Pb、Cd、As、Hg、Cu、Zn、Cr、Ni的RfD分別為3.5×10-3、0.001、3.0×10-4、3.0×10-4、0.04、0.3、1.5、0.2 mg/（kg·d）[19]。HI為危害指數(shù)，當(dāng)HQ≤1和HI≤1時(shí)，表明沒有非致癌風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)HQ＞1或HI＞1時(shí)，表明存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)。

其中，被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)認(rèn)定具有致癌風(fēng)險(xiǎn)的重金屬有Cd、Cr、As等，個(gè)體在一生中暴露于致癌物質(zhì)得癌癥的概率可用致癌物質(zhì)的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)Riski來表示，計(jì)算公式如下[20]：

式中，SF為經(jīng)口途徑致癌強(qiáng)度因子，結(jié)合2014年我國(guó)發(fā)布的《污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 25.3-2014），Cd、Cr、As分別取值6.1、0.5、1.5 mg/（kg·d）[21]。當(dāng)1×10-6＜Riski＜1×10-4時(shí)，不具備致癌風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)Riski＞1×10-4時(shí)，存在致癌風(fēng)險(xiǎn)。

單項(xiàng)元素健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)HQ及危害指數(shù)HI結(jié)果見表5。8種重金屬的HI與HQ平均值均小于1，即不具有非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)。HQ貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為Cu＞Hg＞As＞Pb＞Zn＞Cd＞Ni＞Cr，結(jié)合污染指數(shù)評(píng)價(jià)分析表明，雖然大部分批次藥材達(dá)到警戒級(jí)以上，但由于攝入量低，且可耐受攝入量存在差異，導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率不一樣。如重金屬Ni、Cr的污染指數(shù)最高，超標(biāo)情況最為突出，但對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)卻較低。而Cu、Hg等元素僅部分批次存在污染現(xiàn)象，但對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)值貢獻(xiàn)率較大，更值得我們關(guān)注。

表5 非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

Cd、Cr、As等是國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)認(rèn)定的致癌物質(zhì)，重金屬的致癌風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)結(jié)果（見表6）表明，Cr的Risk值高于Cd、As，可見豬膽粉中主要可能引起致癌風(fēng)險(xiǎn)的元素為Cr。各元素的Risk均小于1×10-4，說明豬膽粉藥材整體上不具備致癌風(fēng)險(xiǎn)。中藥不同于食物，并非每天都攝入，其使用頻率相對(duì)較少，引起的健康風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)理性看待，但長(zhǎng)期使用的暴露行為還應(yīng)得到重視。

表6 致癌健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

4 討論與結(jié)論

2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》涉及中藥材中重金屬限量檢查的有38種，同時(shí)新增了中藥中重金屬及有害元素的限度指導(dǎo)值。一般來講重金屬殘留有沿著食物鏈富集的特性，動(dòng)物藥中的重金屬限量值往往比植物藥高[22]。但豬膽粉無有害元素限量指標(biāo)，本研究仍參考2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》中Pb、Cd、As、Hg、Cu的限量值。豬膽粉藥材由豬膽汁經(jīng)過濾、干燥、粉粹等工藝制成，其原料飼養(yǎng)、產(chǎn)品制備加工等過程易于引入Zn、Cr、Ni等有害元素。中藥材暫未要求控制這些元素，因此本研究參考GB2762-2022《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中的限量值。

測(cè)定結(jié)果顯示，豬膽粉藥材中Ni、Cr、Cu、Hg含量超出標(biāo)準(zhǔn)限值，超標(biāo)率分別達(dá)到94.1%、88.2%、35.3%、5.9%，Ni、Cr超標(biāo)問題較為突出。這可能因?yàn)閯?dòng)物豬的生長(zhǎng)環(huán)境包括食物、水、空氣中含有重金屬元素，且豬膽作為重要的消化器官，易于富集特定的重金屬元素。建議規(guī)范化養(yǎng)殖動(dòng)物豬，減少含重金屬飼料的使用，改善豬膽粉生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、包裝等條件，避免引入不必要的重金屬。據(jù)報(bào)道，Cr是自然界中廣泛存在的元素之一。通常情況下，Cr以三價(jià)或六價(jià)的形式存在，三價(jià)鉻是人體必需的微量元素。六價(jià)鉻則具有高毒性，是公認(rèn)的致癌物[23]。過度接觸和積累Ni會(huì)造成發(fā)育毒性、遺傳毒性、免疫毒性、血液毒性、生殖毒性和神經(jīng)毒性[24]。因此有必要進(jìn)一步對(duì)豬膽粉中重金屬元素污染等級(jí)和人體健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析評(píng)估。

豬膽粉受8種重金屬污染的等級(jí)均達(dá)到了警戒級(jí)及以上，Ni、Cr、Cu 3種元素的單項(xiàng)污染指數(shù)均較高。結(jié)合健康風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)模型和致癌物質(zhì)的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)結(jié)果，雖然大部分批次藥材受到重金屬污染，但由于攝入量低，且可耐受攝入量存在差異。如重金屬Ni、Cr的污染指數(shù)最高，超標(biāo)情況最為突出，但對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的影響較低。整體來看，豬膽粉中8種重金屬元素引發(fā)的潛在健康威脅較低，但Cu、Hg等元素，因?qū)】碉L(fēng)險(xiǎn)值貢獻(xiàn)率較大，還應(yīng)重視其超標(biāo)問題。