市售鯉魚和羅非魚中重金屬元素對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張海燕+劉宇+王雷+何再炳+邵玉萍+楊亞麗

摘 要：采集云南省玉溪市紅塔區(qū)8個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和超市的鯉魚、羅非魚樣品，利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）對(duì)魚體肌肉中As、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb的含量進(jìn)行測(cè)定。用Excel 2007和SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，結(jié)合單因子污染指數(shù)、均值型綜合污染指數(shù)和目標(biāo)危害系數(shù)（THQs）進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。結(jié)果表明，在所測(cè)魚體樣品中，Cu的含量高于其他5種元素，羅非魚肌肉中As、Cd、Cr、Hg和Pb的含量均高于鯉魚。鯉魚和羅非魚樣品中As的含量范圍為0.039～0.203 mg/kg，除部分魚體As的含量超出限量值（0.1 mg/kg）外，其余元素含量低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)。6種元素的每周評(píng)估攝入量（EWI）均低于世界衛(wèi)生組織提出的暫定每周允許攝入量（PTWI）；經(jīng)THQs評(píng)價(jià)，食用市售的鯉魚和羅非魚對(duì)人體潛在健康風(fēng)險(xiǎn)不明顯。

關(guān)鍵詞：市售魚類；重金屬；目標(biāo)危害系數(shù)；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)等行業(yè)給人類帶來物質(zhì)文明的同時(shí)，也給人類帶來了污染[1]。大量研究表明，水生生物對(duì)環(huán)境污染物尤其是重金屬具有較強(qiáng)的富集作用[2，3]，媒體報(bào)道的水產(chǎn)品中重金屬超標(biāo)已屢見不鮮，重金屬已然成為了水生生態(tài)系統(tǒng)最危險(xiǎn)的物質(zhì)之一[4]。魚類因其肉質(zhì)細(xì)嫩，味道鮮美，含有豐富優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、維生素和微量元素，成為人們生活中的主要副食之一，因而魚類食品的安全性也備受關(guān)注[5]。我國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)[6，7]和農(nóng)業(yè)部[8]等部門頒布了一系列的關(guān)于水產(chǎn)品的質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)，眾多學(xué)者對(duì)水產(chǎn)品[9，10]、養(yǎng)殖水域水質(zhì)[11]、底泥[12]等做了分析研究，并對(duì)重金屬的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

本研究選取了云南省玉溪市8個(gè)大型集貿(mào)市場(chǎng)和超市銷售的人工養(yǎng)殖鯉魚及羅非魚樣品，分析了魚體肌肉中As、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb的含量，評(píng)價(jià)了兩種魚類中6種元素對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以期為人們提供市場(chǎng)上鯉魚和羅非魚的膳食風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和預(yù)測(cè)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 鯉魚和羅非魚樣品于2015年11月采集自云南省玉溪市的8個(gè)大型菜市場(chǎng)及超市。樣品詳細(xì)信息如表1所示。

1.1.2 主要儀器與試劑 主要儀器：CP214型萬分之一分析天平（奧豪斯儀器有限公司，上海），MARS6微波消解儀（CEM公司，美國(guó)），NexION 300x電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（PerkinElmer公司，美國(guó)）。

主要試劑：65%硝酸（HNO3，GR，Mreck，德國(guó)），30%過氧化氫（H2O2，GR，Mreck，德國(guó)），無水乙醇（CH3CH2OH，AR，西隴化工股份有限公司），待測(cè)元素標(biāo)準(zhǔn)液（10 mg/L，PerkinElmer公司，美國(guó)）。

1.2 方法

1.2.1 樣品預(yù)處理 魚體采集后，測(cè)量記錄其質(zhì)量、體長(zhǎng)和體高并拍照。帶回實(shí)驗(yàn)室后，去除鱗片和內(nèi)臟，洗凈，以超純水沖洗6次，再以75%的酒精溶液擦拭魚體和魚腹，對(duì)魚體進(jìn)行消毒，晾干后將魚體解剖，分離出可食用的魚肉部分，置于恒溫干燥箱中烘干至恒重，記錄烘干前后魚體肌肉質(zhì)量，用于水分的計(jì)算，魚肉烘至恒重后，用搗碎機(jī)搗碎，混勻待測(cè)。

1.2.2 樣品前處理 準(zhǔn)確稱取0.200 0 g樣品，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL硝酸、3 mL水、2 mL過氧化氫，將消解罐放入微波消解儀，按表2所示程序進(jìn)行消解。消解完成并冷卻后，將消解液無損地轉(zhuǎn)移至50 mL塑料容量瓶中，定容搖勻后放置澄清，用ICP-MS測(cè)定As、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb含量。樣品平行測(cè)定三次，同時(shí)做三個(gè)試劑空白試驗(yàn)。

1.2.3 評(píng)價(jià)方法

食用安全性評(píng)價(jià)采用單因子污染指數(shù)法和均值型綜合污染指數(shù)法[13]。其計(jì)算公式如下：Pi=Ci/Li

式中，Pi為重金屬i的單因子污染指數(shù)；Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)濃度；Li為重金屬i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，As、Cd、Cr、Hg和Pb以GB 2733-2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品》中的限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，Cu以NY 5073-2006《無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》中的限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

P綜合=（∑ni=1Pi）/n

式中，P綜合為均值型綜合污染指數(shù)；Pi為重金屬i的單因子污染指數(shù)；n為重金屬的種類數(shù)。

根據(jù)均值型綜合污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果，將重金屬污染水平等級(jí)[14]劃分為如表3所示的等級(jí)。

相當(dāng)一部分檢出值超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍或幾十倍

運(yùn)用目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)（target hazard quotients，THQs）評(píng)價(jià)食用養(yǎng)殖鯉魚和羅非魚對(duì)人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)。具體計(jì)算公式如下：

THQ=EF×ED×FIR×CRfD×WAB×TA10-3

式中，EF為人群暴露頻率（365 d/a），ED為暴露時(shí)間（通常取平均壽命70 a），F(xiàn)IR為食品攝入率（g/d，《中國(guó)居民膳食指南（2016）》[15]建議成人每天平均攝入水產(chǎn)類40～75 g，本文取最高值75 g進(jìn)行計(jì)算），C為食物中的重金屬含量（mg/kg），RfD為口服參考劑量（mg/kg·d，依據(jù)USEPA（2009）[16]的標(biāo)準(zhǔn)，As、Cd、Cr、Cu、Hg、和Pb的RfD分別為3×10-4、0.001、1.5、0.04、5×10-4和0.004 mg/kg·d），WAB為人體平均體重（kg，60 kg），TA為非致癌性暴露平均時(shí)間（d），取值為365ED。

THQ比值小于1時(shí)認(rèn)為暴露人群無明顯健康風(fēng)險(xiǎn)，反之，則認(rèn)為存在健康風(fēng)險(xiǎn)。

世界衛(wèi)生組織（WHO）提出了暫定每周允許攝入量（Provisional tolerable weekly intake，PTWI）的概念，并為每種重金屬推薦攝入量的安全閾值。重金屬每周評(píng)估攝入量（Estimated weekly intake，EWI）的表達(dá)式如下：endprint

EWI=FIR×C×7WAB

式中，F(xiàn)IR為食品攝入率（g/d），C為食物中的重金屬含量（mg/kg），WAB為人體平均體重（kg）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析。采用單因素方差分析（One-Way ANOVA）和最小顯著差異法（LSD）檢驗(yàn)測(cè)定元素在不同魚體間的差異，P<0.05時(shí)認(rèn)為差異性顯著。圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果

2.1 重金屬元素含量

不同魚體中As、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb的含量如表4所示。由表4可知，在所采集的鯉魚和羅非魚樣品中，元素含量差異較大，就平均值而言，Cu含量最高，分別為0.876 mg/kg和0.821 mg/kg，其次是Cr>As>Pb>Hg，Cd含量最低；鯉魚肌肉中Cu的含量高于羅非魚，其余元素含量均低于羅非魚樣品；統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在同一種魚體魚肉中，不同采集地的同種元素含量有顯著差異。

2.2 食用安全性評(píng)價(jià)

與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的限量值相比，Cd、Cr、Cu、Hg和Pb的含量均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的限值，但是，鯉魚和羅非魚肌肉中As的含量分別為0.039～0.188 mg/kg和0.039～0.203 mg/kg，部分魚體As的含量高于限量值0.1 mg/kg。

鯉魚和羅非魚肌肉中重金屬元素的單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)如表5所示，As的單因子污染指數(shù)為0.390～2.026，Cd、Cr、Cu、Hg和Pb的單因子污染指數(shù)分別為0.003～0.054、0.011～0.178、0.005～0.032、0～0.085、0.005～0.097；鯉魚樣品中，LY-4的綜合污染指數(shù)為0.084，各元素含量均低于限量值，處于未污染水平（P≤0.1）；LY-6、LY-7、LY-8的綜合污染指數(shù)分別為0.264、0.334、0.280，As含量超出限量標(biāo)準(zhǔn)，處于輕度污染水平；其余樣品As含量接近限量值，綜合污染指數(shù)為0.100～0.169，為微污染水平（0.1≤P<0.2）。羅非魚樣品中LFY-3綜合污染指數(shù)為0.085，各元素含量均低于限量值，處于未污染水平（P≤0.1）；LFY-1、LFY-4、LFY-5、LFY-6、LFY-8的綜合污染指數(shù)分別為0.382、0.238、0.335、0.227、0.233，As含量超出限量標(biāo)準(zhǔn)，處于輕污染水平（0.2≤P<0.5），LFY-2、LFY-7的綜合污染指數(shù)分別為0.147和0.138，As含量接近限量值，處于微污染水平。

2.3 重金屬元素的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

不同魚體肌肉中重金屬元素的目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)（THQs）如表6所示。鯉魚和羅非魚樣品中所測(cè)的6種重金屬元素中目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)均小于1，暴露人群無明顯健康風(fēng)險(xiǎn)。6種元素的每周評(píng)估攝入量（EWI）均低于世界衛(wèi)生組織提出的暫定每周允許攝入量（PTWI）；部分鯉魚和羅非魚中As的含量超出限量標(biāo)準(zhǔn)，其EWI分別為0.847和0.969，EWI/PTWI為5.65%和6.46%，適量食用不會(huì)帶來As中毒的風(fēng)險(xiǎn)；Cr的EWI分別為0.957和1.557，占PTWI的14.28%和23.24%，元素Cr的含量雖未超出限量值，但其EWI/PTWI超過10%[17]，可認(rèn)定食用過多的鯉魚和羅非魚存在人體Cr中毒的潛在風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)控制攝入量，降低因Cr帶來的危害。

3 討論

3.1 元素含量的差異性

本研究表明，所測(cè)6種元素在魚體中含量差異較大。Cu的含量較其他5種元素高，這可能是因?yàn)镃u是魚類必需微量元素而更容易被生物吸收，為大多數(shù)有機(jī)體生理調(diào)節(jié)機(jī)制所必需[17]。除Cu外，羅非魚肌肉中As、Cd、Cr、Hg和Pb的含量均高于鯉魚。研究表明生物的生活習(xí)性是影響生物體內(nèi)重金屬含量的重要因素之一[10]。在大多數(shù)情況下，生物體內(nèi)的金屬含量與其所屬的營(yíng)養(yǎng)級(jí)并不相關(guān)，而是取決于該物種或種群的生理特征以及金屬的生物功能，生物的攝食習(xí)慣，體內(nèi)存在的解毒機(jī)制及代謝機(jī)理和金屬的物理化學(xué)形態(tài)[18]。鯉魚和羅非魚均屬于雜食性魚類，但羅非魚對(duì)砷（As）有較強(qiáng)的蓄積能力[19]，不排除羅非魚對(duì)其余重金屬也有較強(qiáng)的富集作用，有關(guān)機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

3.2 魚體肌肉的食用安全性

所測(cè)6種元素中，部分鯉魚、羅非魚魚體As的含量高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的0.1 mg/kg，其余元素在所測(cè)的樣本中均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。綜合污染系數(shù)顯示，除小部分魚體為輕污染外，其余魚體均為未污染-微污染，結(jié)合元素的每周評(píng)估攝入量（EWI）和世界衛(wèi)生組織提出的暫定每周允許攝入量（PTWI）可認(rèn)定食用市售的鯉魚和羅非魚對(duì)人體潛在健康風(fēng)險(xiǎn)不明顯，可放心食用。但食用過多的市售鯉魚和羅非魚存在人體Cr中毒的潛在風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)控制攝入量，降低因Cr帶來的危害。

市場(chǎng)提高監(jiān)管力度，對(duì)魚體來源進(jìn)行調(diào)查，出售符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)的魚體是消費(fèi)者健康的保障。消費(fèi)者也可適量食用市售鯉魚、羅非魚，選擇合適的烹飪方式，以降低潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

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Potential risks of heavy metals from the market Cyprinus carpio and Tilapia mossambica to health

ZHANG Haiyan，LIU Yu，WANG Lei，HE Zaibing，SHAO Yuping，YANG Yali

（College of resources and environment of Yuxi Normal University，Yuxi 653100，China）

Abstract：The Cyprinus carpio and Tilapia mossambica samples were collected from seven local farmers markets and one super market of Yuxi City，Yunnan Province.The contents of heavy metals such as As，Cd，Cr，Cu，Hg and Pb in muscle of common carp（Cyprinus carpio） and tilapia（Tilapia mossambica）were measured by ICP-MS（Inductively coupled plasma mass spectrometry） after microwave digestion.The data were analysed by Excel 2007 and SAS 9.0 software.The methods of single factor pollution index，comprehensive pollution index and target hazard quotient（THQs） were used to assess pollution levels and Human health risk assessment.The results indicated that the contents of Cu in samples were higher than other five elements，contents of As，Cd，Cr，Hg and Pb in tilapia were higher than those in carp.In all the samples， contents of As ranged from 0.039 up to 0.207 mg/kg， the contents of metals were not exceeded the standard limits for aquatic foods，except that of As.The estimated weekly intake（EWI） of all the selected elements were lower than provisional tolerable weekly intake（PTWI）； according to the result of THQs，the risk to health was not obvious，when people eat carp or tilapia sold in the studied area.

Key words：Market fish； Heavy Metals； Target hazard quotient； Potential Risks to healthendprint