要志宏,胡艦,李波,張琛,范文奇,孫豐婷,崔桂友*
(1.揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225127;2.江蘇中譜檢測有限公司,南京 210061)
揚(yáng)州鹽水鵝作為地方特產(chǎn)聞名遐邇,也深受當(dāng)?shù)鼐用竦南矏?,在揚(yáng)州,鹽水鵝攤點(diǎn)遍地可見,巨大的銷售量背后也存在著安全隱患。工業(yè)的高速發(fā)展伴隨著環(huán)境重金屬污染日益嚴(yán)重,無論是水體、土壤還是飼料中的重金屬污染,都有可能導(dǎo)致鵝肉中重金屬的超標(biāo)。若食用重金屬超標(biāo)的鹽水鵝,將對(duì)人體造成危害。因此,本文對(duì)揚(yáng)州市鹽水鵝進(jìn)行重金屬鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)的抽檢,并對(duì)危害因子進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,旨在明確揚(yáng)州市鹽水鵝重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀,提升鹽水鵝的科學(xué)監(jiān)管水平。
揚(yáng)州市下轄地區(qū)有6個(gè),抽查總樣本量56份。為了抽樣布局的合理性,按照揚(yáng)州市各個(gè)地區(qū)人口比例,進(jìn)行采樣點(diǎn)分配。并在采樣點(diǎn)進(jìn)行膳食調(diào)查,采用問卷或采訪形式,共收集728份膳食調(diào)查結(jié)果,膳食問卷調(diào)查的地區(qū)分布比例同采樣分布。
Elan DRC-e電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 美國PerkinElmer公司;ZYUPH-I-10T超純水儀 四川卓越水處理設(shè)備有限公司;Multiwave 3000微波消解儀 中國安東帕有限公司; 硝酸(分析純)、過氧化氫(優(yōu)級(jí)純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;TUNE 3質(zhì)譜調(diào)諧液 Thermo Fisher Scientific公司。
1.3.1 樣品前處理
準(zhǔn)確稱取粉碎機(jī)粉碎后的試樣0.5 g(精確至0.001 g),置于微波消解罐中,加入5 mL硝酸和0.5 mL過氧化氫。將消解罐置于通風(fēng)櫥中,靜置1 h,待無肉眼可見的氣體揮發(fā)后,蓋上內(nèi)罐蓋,加上外套并旋緊外罐蓋,放置于微波消解儀中,儀器具體參數(shù)見表1。消解完畢待消解罐冷卻后取出,擰開排氣閥緩慢排氣,用超純水將消化液轉(zhuǎn)入50 mL的容量瓶中,定容,混勻備用,同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)[1]。
表1 微波消解工作程序
1.3.2 質(zhì)譜條件
用調(diào)諧液調(diào)試對(duì)儀器進(jìn)行優(yōu)化,得到ICP-MS的儀器工作參數(shù),見表2。
表2 ICP-MS儀器工作參數(shù)
對(duì)檢測結(jié)果及問卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,確定重點(diǎn)危害因子并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,按照危害識(shí)別、危害特征描述、暴露評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)描述四個(gè)步驟進(jìn)行[2]。運(yùn)用美國Palisade公司開發(fā)的基于Monte Carlo模擬技術(shù)的@Risk軟件建立評(píng)估模型[3],通過模擬運(yùn)算居民經(jīng)鹽水鵝途徑重金屬的暴露量分布,對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析,得出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。
利用@Risk軟件對(duì)鹽水鵝樣本中重金屬檢測含量進(jìn)行分布擬合,并結(jié)合問卷調(diào)查結(jié)果得出揚(yáng)州地區(qū)居民每周鹽水鵝消費(fèi)量,模擬出揚(yáng)州市居民人均每周暴露量。將AWI值與PTWI值比較,進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),如下:
AWI(mg/kg·bw)=C×EF×TIBW。
公式(1)
式中: AWI為人均每周暴露量,mg/kg·bw;C為化學(xué)物質(zhì)暴露濃度,mg/kg;EF為暴露頻率,次/周;TI為每次食用鹽水鵝時(shí)攝入量,kg;BW為體重,kg。
根據(jù)AWI值占PTWI值的百分比對(duì)食用安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)[4],比例越高,安全風(fēng)險(xiǎn)越大。
共抽檢56份鹽水鵝樣品,檢測項(xiàng)目為Pb,Cd,Hg,As。共有26份樣品檢出Hg含量超標(biāo),超標(biāo)率為46%,有2份樣品檢出As含量超標(biāo),超標(biāo)率為4%,Pb和Cd均未檢出超標(biāo)樣品,具體結(jié)果見表3。
表3 鹽水鵝樣品中重金屬含量的檢測情況
由表3可知,Hg和As均檢出超標(biāo),因此Hg和As為此次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重點(diǎn)。
2.2.1 危害識(shí)別
鵝為水禽,長期生活在水中,主要食用一些水生植物及人為投放的飼料或青菜,其生存和繁殖均與水息息相關(guān)。隨著社會(huì)的發(fā)展,工業(yè)廢水及城市污水大量排放,土壤及水中重金屬污染日益嚴(yán)重。重金屬具有強(qiáng)蓄積性,通過食物鏈蓄積進(jìn)入人體,損害人體的各個(gè)器官組織,影響各個(gè)系統(tǒng)的正常功能。重金屬主要的靶器官為腎臟,極易在腎臟中蓄積,引起腎臟病變。因此,無論是水體、土壤還是飼料中的重金屬污染,都有可能導(dǎo)致鵝肉中重金屬的超標(biāo)。若食用重金屬超標(biāo)的鹽水鵝,將對(duì)人體造成危害。
2.2.2 危害特征描述
2.2.2.1 汞的危害特征
Hg由于在人體中代謝緩慢,半衰期較長,所以多見于慢性Hg中毒,其并發(fā)癥較多,腎臟是Hg中毒的主要靶器官之一。Hg在腎臟中蓄積主要引起腎小管的腫脹和壞死,導(dǎo)致上皮細(xì)胞病變。常表現(xiàn)為腎炎、產(chǎn)生尿蛋白以及出現(xiàn)一些疼痛無力的癥狀,如腹痛、腰痛、肌肉萎縮、僵硬或無力等[5]。Hg及其化合物也會(huì)在腦干以及小腦、大腦皮層和海馬體中蓄積,損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能,臨床表現(xiàn)為精神和行為障礙[6]。Hg也會(huì)在肝臟中蓄積,引起肝臟病變[7],但由于其臨床癥狀與消化系統(tǒng)疾病癥狀較相似,因此常誤診。還有研究發(fā)現(xiàn)Hg中毒會(huì)引起生殖功能異常、皮膚炎癥、免疫障礙等。
2.2.2.2 砷的危害特征
As作為一種類金屬,通過食物鏈途徑進(jìn)入人體后,會(huì)在諸多器官和組織中蓄積,損害皮膚、肝臟、機(jī)體酶系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等。As常與谷胱甘肽結(jié)合從而起到毒害作用,引起皮膚病變,主要表現(xiàn)為皮膚表面色素異常,軀干部出現(xiàn)交錯(cuò)的密集色素斑和白色脫色斑點(diǎn)。亦會(huì)出現(xiàn)手足角化,特征為對(duì)稱多發(fā)性點(diǎn)狀角化和雞眼角化[8]。慢性As中毒還會(huì)損害周圍神經(jīng)系統(tǒng),通?;颊邥?huì)出現(xiàn)惡心、乏力的癥狀,時(shí)常伴有腹脹、腹痛等疼痛感。As還會(huì)引起胚胎生長緩慢以及畸變,導(dǎo)致胚胎蛋白質(zhì)含量改變,還會(huì)出現(xiàn)頂臀長、體節(jié)數(shù)等,有的胚胎會(huì)出現(xiàn)發(fā)育不良的癥狀,如前腦及尾部發(fā)育不正常等。
2.2.3 暴露評(píng)估
利用@Risk對(duì)鹽水鵝中Hg和As的含量進(jìn)行分布擬合,并用Akaike Information Criterion(AIC),Bayesian Information Criterion(BIC),Chi-square(C),Kolmogorov-smirnov(K),Andrson-Darling(D)這5種檢驗(yàn)方法進(jìn)行擬合度檢驗(yàn),根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果確定最佳的擬合分布。鹽水鵝中Hg含量分布擬合的概率密度分布結(jié)果見圖1,累積分布擬合結(jié)果見圖2, As含量分布擬合的概率密度分布結(jié)果見圖3,累積分布擬合結(jié)果見圖4。
圖1 鹽水鵝中Hg含量分布擬合的概率密度曲線
圖2 鹽水鵝中Hg含量分布擬合的累積遞增分布曲線
圖3 鹽水鵝中As含量分布擬合的概率密度曲線
圖4 鹽水鵝中As含量分布擬合的累積遞增分布曲線
由分布擬合結(jié)果可知,鹽水鵝中Hg含量檢測數(shù)據(jù)符合Expon分布,記為RiskExpon(0.051948),平均值為0.0520 mg/kg,標(biāo)準(zhǔn)差為0.0520 mg/kg。As含量符合Pearson5分布,記為Risk Pearson5(2.6333,0.025524),平均值為0.0156 mg/kg,標(biāo)準(zhǔn)差為0.0196 mg/kg 。對(duì)728份膳食調(diào)查問卷的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì),消費(fèi)者每次吃鹽水鵝的平均攝入量為0.18 kg。對(duì)食用頻率在每周1次以上的消費(fèi)者按食用頻率分為高、中、低暴露組,分別平均每周食用3,2,1次鹽水鵝。根據(jù)GEMS/food發(fā)布數(shù)據(jù),我國標(biāo)準(zhǔn)人群人均體重按55 kg計(jì)。按最大健康保護(hù)原則,先進(jìn)行高暴露組人群的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。利用@Risk軟件隨機(jī)從鹽水鵝中Hg和As含量分布中抽取數(shù)值,代入公式(1),模擬計(jì)算揚(yáng)州地區(qū)高暴露組人群標(biāo)準(zhǔn)人均每日食用鹽水鵝途徑的Hg和As的暴露量概率分布,每次模擬過程循環(huán)10000次。Hg的暴露結(jié)果見圖5,As的暴露結(jié)果見圖6,評(píng)估統(tǒng)計(jì)摘要見表4和表5。
圖5 高暴露量組人群鹽水鵝中Hg每周暴露量的分布擬合
統(tǒng)計(jì)量 百分位數(shù)(%)最小值5.23645E-1052.639E-05最大值0.004759197105.483E-05平均值0.000512264158.192E-05標(biāo)準(zhǔn)差0.000516325200.0001106方差2.66591E-07250.0001421偏度1.97231504300.0001776峰度8.537690426350.0002162中位數(shù)0.000350543400.0002566眾數(shù)7.41882E-05450.000301左 X2.63916E-05500.0003505左 P5550.000404右 X0.001545789600.0004665右 P95650.0005366差分 X0.001519397700.0006156差分 P90750.0007163錯(cuò)誤數(shù)0800.000829最小篩選值關(guān)850.0009771最大篩選值關(guān)900.0011859已篩選項(xiàng)數(shù)0950.0015458
圖6 高暴露量組人群鹽水鵝中As每周暴露量的分布擬合
統(tǒng)計(jì)量百分位數(shù)(%)最小值1.86568E-0554.358E-05最大值0.016245894105.234E-05平均值0.000156606155.936E-05標(biāo)準(zhǔn)差0.0002408206.573E-05方差5.79847E-08257.226E-05偏度32.84351367307.815E-05峰度2023.446036358.478E-05中位數(shù)0.00010878409.167E-05眾數(shù)7.51828E-05450.0001002左 X4.35765E-05500.0001088左 P5550.0001187右 X0.000402515600.0001287右 P95650.0001408差分 X0.000358938700.000155差分 P90750.0001746錯(cuò)誤數(shù)0800.0001976最小篩選值關(guān)850.0002291最大篩選值關(guān)900.000284已篩選項(xiàng)數(shù)0950.0004025
JECFA提出的食品中Hg的暫定每周可耐受攝入量(PTWI)為0.3,由表4可知,高劑量組人群在95百分位下Hg的暴露值為0.0015458,占PTWI值的0.5%。JECFA提出的食品中As的允許限量,暫定每周可耐受攝入量(PTWI)為0.015,由表5可知,高劑量組人群在95百分位下As的暴露值為0.0004025,占PTWI值的2.7%。
2.2.4 風(fēng)險(xiǎn)描述
從揚(yáng)州地區(qū)的鹽水鵝抽檢結(jié)果中可看出,樣本中Pb的含量均在0.1 mg/kg以下,樣本中Cd的含量均在0.5 mg/kg以下,均符合GB 2726-2005《熟肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,可認(rèn)為食用鹽水鵝中Pb和Cd的暴露量較低,安全風(fēng)險(xiǎn)較低。樣本中Hg的超標(biāo)率為46%,通過@Risk風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件模擬評(píng)估結(jié)果顯示,高暴露量組人群在95百分位下 Hg的暴露值為0.0015458,占PTWI值的0.5%,可以得出通過食用鹽水鵝途徑Hg的暴露量較低,是比較安全的。高暴露量組人群在95百分位下As的暴露值為0.0004025,占PTWI值的2.7%,可以得出通過食用鹽水鵝途徑As的暴露量較低,是比較安全的。因此,通過鹽水鵝途徑重金屬的暴露量較低,安全性較高。但是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有不確定性,由于樣本中Hg超標(biāo)率較為嚴(yán)重,且重金屬具有蓄積性,仍不建議消費(fèi)者大量且高頻率的食用鹽水鵝,預(yù)防重金屬慢性中毒。
揚(yáng)州地區(qū)鹽水鵝抽檢樣本中,重金屬Pb和Cd均達(dá)標(biāo),風(fēng)險(xiǎn)較小。Hg超標(biāo)較為嚴(yán)重,超標(biāo)率為46%,As的超標(biāo)率為4%。利用@Risk軟件對(duì)鹽水鵝中Hg和As進(jìn)行暴露評(píng)估,結(jié)果顯示高暴露組人群在95百分位下Hg和As的暴露值均較低,占PTWI值的百分比較低,分別為0.5%和2.7%,可以得出通過食用鹽水鵝途徑Hg和As的暴露量較低,是比較安全的。因此,通過鹽水鵝途徑重金屬的暴露量較低,安全風(fēng)險(xiǎn)較小。
參考文獻(xiàn):
[1]葛慶聯(lián),陳大偉,高玉時(shí),等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測定鹽水鵝中14種金屬元素的研究[J].中國家禽,2016,38(6):39-42.
[2]倪治明.浙北地區(qū)餐飲業(yè)小龍蝦重點(diǎn)危害因子調(diào)查及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D].杭州:浙江大學(xué),2013.
[3]劉茜,龐敏,張浩,等.基于Monte Carlo的新鮮水果和茶葉中稀土元素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào),2017,8(4):1499-1503.
[4]和慶,彭自然,張晨,等.長三角地區(qū)池塘養(yǎng)殖水產(chǎn)品重金屬含量及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36(6):1070-1077.
[5]申云帥,胡建安.鎘、鉛、汞、砷和鉻致腎損傷機(jī)制的研究進(jìn)展[J].中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志,2013,27(4):766-768.
[6]王曉燁,林瑞超,董世芬,等.含Hg礦物藥的毒性研究進(jìn)展[J].中國中藥雜志,2017,42(7):1258-1264.
[7]余駿,李玉成,張學(xué)勝,等.巢湖重要河口濕地貝類中Hg的生物富集研究[J].生物學(xué)雜志,2017,34(1):44-47,93.
[8]劉媛.As對(duì)皮膚細(xì)胞凋亡及角化相關(guān)基因表達(dá)的影響與早期皮膚損傷研究[D].烏魯木齊:新疆醫(yī)科大學(xué),2015.