淀山湖水产品的重金属分布特征与健康风险评估

徐 青

（上海市浦东新区环境监测站，上海200135）

近几十年，随着经济的发展，工业活动不断加剧，导致我国环境中的重金属、有机物污染日趋严重[1]。重金属污染物可以通过工农业及生活废水的排放、降水径流、受污染底泥的释放及大气沉降等途径进入水体，在水体中累积到一定程度会对水-水生植物-水生动物系统产生严重危害，并可通过饮水、食物链等途径直接或间接地影响到人类的自身健康[2]。

人体对污染物的摄入途径主要包括皮肤、呼吸以及摄入受污染的食物。有研究证明[3]，皮肤和呼吸并不是主要的途径，而超过90%的污染物来自于食物。在众多食物中，鱼类虽然只占据了饮食摄入的10%左右甚至更少，但它却是污染物的主要来源之一[4]。

淀山湖是上海市最大的天然淡水湖泊，也是黄浦江上游的重要水源保护地，其水质、水量状况对上海市饮用水水源安全具有重要作用。改革开放以来，我国的城市化进程明显加快，城市人口不断向郊区地带迁移，导致土地等各项资源被二次开发，而作为城乡结合部的淀山湖地区受到城市化发展的影响尤为明显，因此淀山湖地区在发展的同时也面临着城市化所带来的不良影响，已有研究指出淀山湖的水质环境污染日趋严重[5]，而目前关于淀山湖水产品中各类污染物的研究报道较少。基于此，为了了解淀山湖水生生物对重金属的累积效应，本研究通过分析Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg和As等7种重金属在淀山湖的水生生物体内的浓度水平和生物分布特征，探讨其可能的生态和健康风险。

1 材料与方法

1.1 样品采集

于2010年7月在淀山湖采集了12种共18条野生鱼类和1个虾、1个螺蛳、1个河蚌、1个蚬样品，标记分装后冷藏保存直至分析。

1.2 样品预处理

鱼用纯水洗净，量取体重、体长，去皮，取肌肉组织匀浆，将匀浆后肌肉组织冷冻干燥，研磨成粉状待用，其间进行含水率的测定。

1.3 样品分析

重金属的测定：样品经微波消解后用石墨炉原子吸收光度计（ZEEnit600，yena）测定Cd、Pb、Cr和Cu的浓度，采用等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES，Leemanprodigy）测定Zn，冷原子测汞仪测定Hg，氢化物原子荧光光度法测定As。

1.4 计算

1.4.1 每周摄入量（weeklyintake，WIestimate）计算

WIestimate： 人 群 单 位 体 重 的 周 摄 入 量（μg/week/kg（BW））；Ci：水产品中污染物的浓度（μg/g湿重）；IR：水产品的日摄入量（g/d）；t：每周摄入时间（7d/week）；BW：人群标准体重（kg）。

其中，淡水鱼的日人均消费量为40.8g/人/天，虾的日人均消费量为14.5g/人/天（上海统计年鉴，2010），标准体重为61.9kg[6]。

1.4.2 非致癌风险危害商数（hazardquotientonnoncarcinogenicrisk，HQ）计算

HQ：非致癌风险危害商数；Ci：水产品中污染物的浓度（mg/g湿重）；IR：水产品的日摄入量（g/d）；FI：污染食物占总食物的比例，100%；EF：暴露频率（365d/a）；ED：暴露期（30a）；BW：人群标准体重（kg）；AT：平均暴露时间（365×30d）；RfD：经口摄入参考剂量（mg/day/kg（BW））。

其中，Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg和As的RfD分别为1、3.5、1500、300、40、0.7和50μg/kg/day。

1.4.3 致癌风险系数（carcinogenicriskratio，R）计算

R：致癌风险系数；Ci:水产品中致癌物的浓度（mg/g湿重）；IR：水产品的日摄入量（g/d）；FI：污染食物占总食物的比例，100%；EF：暴露频率（365d/a）；ED：暴露期（30a）；BW:人群标准体重（kg）；AT：平均暴露时间（365×70d）；SF为经口摄入的致癌斜率因子（（mg·kg-1·d-1）-1）。

2 结果与讨论

2.1 浓度水平

鱼样中Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg、As的浓度范围分别为3.67ng/g-111.44ng/g湿重（中值：8.64，平均值：17.02）、nd-202.35ng/g（检出率为：22.7%）、35.16ng/g-241.55ng/g（中值：73.97，平均值：90.91）、5.20μg/g-79.49μg/g（中值：9.22，平均值：19.33）、250.04ng/g-8157.91ng/g（中值：435.53，平均值：1752.68）、3.37ng/g-54.46ng/g（中值：13.31，平均值：19.00）、8.48ng/g-260.58ng/g（中值：31.56，平均值：57.79）（图1）。

与国内的研究相比，本研究中淡水鱼体内各金属的平 均 浓 度 分 别 为0.0079μg/g、0.032μg/g、0.074μg/g、7.74μg/g、0.41μg/g、0.024μg/g、0.026μg/g湿重，总体小于我国其他地方的研究结果。我国南方的淡水鱼体内的各重金属的平均浓度为0.08μg/g、0.18μg/g、0.45μg/g干重）、13.1μg/g、0.042μg/g、0.33μg/g湿重[7-9]；北方地区的Cd、Pb、Cr、Zn、Cu平均浓度分别为0.12μg/g、0.14μg/g、0.13μg/g、9.61μg/g、0.42μg/g湿重[10]；大连市、天津市和上海市的超市鱼类和贝类中DDTs的平均值为28.9ng/g湿重[11]。与国外相比，淀山湖的重金属平均含量相对处于较低水平，与西班牙淡水鱼体内的检测结果较为接近[12-13]。由此可见，淀山湖水产品受重金属的污染较轻。

2.2 分布特点

根据我国、欧盟和FAO的限量标准，22个样品中的Cr、Hg含量均未超过标准；河蚌的测定值超过了Cd的标准和欧盟的Pb浓度标准，超标倍数约为1倍和2倍；螺蛳、河蚌和蚬的As浓度超过了标准值，超标倍数达到1-2倍多。由此可见，淀山湖的水产品中贝类生物受重金属污染较严重，而淡水鱼类的重金属污染较轻。

本次研究采集的生物样共分为3大类，包括淡水鱼类、贝类（螺蛳、河蚌、蚬）和甲壳类（虾），对这3类生物的浓度进行差异性分析，发现除Cr外，Cd、Zn、Cu、Hg、As浓度的物种差异性显著（p=0.026、0.036、0.009、0.015、0.015，p＜0.05），其中，Cd、Zn和As：贝类＞甲壳类＞鱼类；Cu：甲壳类＞贝类＞鱼类；Hg：鱼类＞贝类＞甲壳类，这可能是由于物种对于重金属特定的生物富集性或者是元素的性质所决定的[14]。Cr在各类物种中的水平相当。Pb只在5个生物样中检测出来，其中在3个贝类中的检出率为100%，另外在花*（鱼+骨）和泥鳅中检测到，以河蚌的浓度为最高。

图1 生物的金属浓度分布

2.3 健康风险评估

2.3.1 平均摄入量

根据公式（1）估算当地居民通过食用水产品可能引起的Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Hg、As暴露量，见表1，同时表1也列出了不同的食物来源对各种污染物的暴露量。

表1 当地居民污染物摄入量估算（μg/week/kg（BW））

食用鱼类和虾、贝类水产品引起的Cd、Pb、Cr、Hg、As摄入量远低于WHO/FAO提出的每周最大允许摄入量（7，28，25，1.6，15，70μg/week/kg(BW)），表明对于淀山湖区域的当地居民来说，水产品带来的各种重金属污染物的暴露量非常低。和其他的暴露来源相比，由水产品引起的各种污染物的暴露量和饮水带来的暴露量相当，其中Pb和As的饮水暴露量更高，通过食用大米等粮食带来的暴露量明显高于水产品，高出约5-27倍。由此可见，对于以大米等粮食为主要膳食的亚洲人群来说，除了水产品外还存在其他暴露来源，包括饮水也是主要的暴露途径之一。因此如果综合考虑食物摄入总量，其暴露量可能超过最大允许摄入量，对当地居民会产生一定的影响。

2.3.2 健康风险评估

利用公式（2）（3）分别计算长期摄入重金属污染水产品可能引起的健康风险，包括致癌风险、非致癌风险。

图2 非致癌性风险评估

总体来说食用淀山湖水产品引起的总平均非致癌风险＜1，说明目前水产品的重金属污染情况对人体的长期影响，不具有非致癌性的健康风险。由食用鱼类和虾、贝类引起的HQ总和变化顺序为Zn＞Cu＞Hg＞Cd＞Pb＞As＞Cr。由不同食物来源所引起的风险值比较得知，虽然各种来源引起的风险值都＜1，均不具有非致癌性健康风险，但由于粮食的摄入量相对较高，因此其引起的非致癌性健康风险也最高。而且在考虑非致癌性健康风险时采用的参考剂量是食物摄入的总量，但实际摄入量中只考虑水产品的影响会使HQ的计算结果偏小。

表2 致癌性风险评估表

食用淀山湖水产品引起的终生可能致癌风险并没有超过国际辐射防护委员会（ICPR）的推荐值（5×10-5）。针对致癌性风险最大可接受水平，各机构组织给出了不同的标准，美国环保局将1×10-4-1×10-6定义为可接受的风险水平，而欧盟成员国如英国、荷兰等普遍采用1×10-6作为控制标准。虽然As的致癌性风险值超过了欧盟国家的标准，但是本次研究只测定了总As含量，而起到致癌作用的是无机砷，在鱼肉中大约只有10%的总As是以无机砷的形态存在[17]，因此，淀山湖水产品不具有致癌性健康风险。从表中可知，粮食引起的致癌性风险明显高于水产品和饮水引起的风险，可见，如果考虑食物摄入总量时，可能会造成一定的健康风险。

3 结论

淀山湖的水产品中的重金属的水平总体较低，贝类产品检测到的重金属水平普遍高于鱼类。比较国内外鱼类产品的限量标准值，只有河蚌体内的Cd、Pb和贝类的As超过标准值，其他均未超标。若仅考虑水产品食用的影响，人均Cd、Pb、Cr、Hg、As的摄入量低于WHO推荐的PTWI；对人体的长期影响也不具有非致癌性健康风险；As的终生可能致癌风险值小于5×10-5，不具有致癌性健康风险。

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