白 晨,郝天琦,趙心悅,王 斯,劉永華
(錦州醫(yī)科大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院,遼寧錦州 121000)
錦州和葫蘆島位于遼西沿海,是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)的主要組成部分。遼西沿海地區(qū)有著豐富的海產(chǎn)資源,海洋魚類味道鮮美、價(jià)格便宜,是沿海居民消費(fèi)的主要海產(chǎn)品。
近年來(lái),隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市規(guī)模水平的不斷發(fā)展,重金屬在內(nèi)的大量污染物隨著遼河、大凌河、小凌河、六股河等排放到渤海生態(tài)環(huán)境中。遼西地區(qū)地處渤海3大海灣之一的遼東灣內(nèi),水體交換能力弱,污染物容易在海灣內(nèi)累積。同時(shí),鎘(Cd)、鉻(Cr)、鉛(Pb)、汞(Hg)等重金屬具有持久、穩(wěn)定、生物毒性等特征,可在生物體中累積,通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)移至高等生物(如魚類)體內(nèi),最終威脅消費(fèi)者的健康[1-3]。
了解常見(jiàn)海洋魚類中重金屬的累積特征,評(píng)價(jià)食用魚類可能對(duì)消費(fèi)者帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要[4]。因此,本研究通過(guò)檢測(cè)遼西沿海地區(qū)常見(jiàn)魚類肌肉、內(nèi)臟、鰓及皮中Cd、Cr、Hg、Pb的含量,明確重金屬在魚類不同組織中的累積特征;采用單因子污染指數(shù)(single factor pollution index,Pi)、均方根綜合污染指數(shù)(comprehensive pollution index,PI)、目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)(target hazard quotient,THQ)評(píng)價(jià)魚肉的污染程度,判斷食用安全性。
2019 年5 月,在錦州、凌海、葫蘆島、興城、綏中5 個(gè)市場(chǎng)分別購(gòu)買大黃花魚(Pseudosciaena crocea)、小黃花魚(pseudosciaena polyactis)、帶魚(Trichiurus lepturus)、梭魚(Sphyraenus)、鱸魚(Lateolabrax japonicus)各20 條,置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
220FS 原子吸收分光光度計(jì)(美國(guó)安捷倫);PF6-2 原子熒光分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);CEM 空心陰極燈(美國(guó)培CEM);微波消解儀(英國(guó)Buckingham);Quintix125D-1CN 分析天平(廣州深華生物技術(shù)有限公司);單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 000 mg/L,國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心);硝酸(分析純,德國(guó)Meker公司);過(guò)氧化氫(分析純,德國(guó)Meker公司);超純水(實(shí)驗(yàn)室自制)。
1.3.1 樣品制備及測(cè)定
魚解凍后測(cè)量體重和體長(zhǎng)。去鱗,用剪刀和解剖刀分離魚的肌肉、內(nèi)臟、鰓、骨、皮。各種組織分別均勻打碎。稱取1 g 樣品置于管中,加入5 mL HNO3、2 mL H2O2和1 mL超純水,微波消解法處理樣品。消解冷卻后,緩緩打開罐蓋排氣,少量水沖洗內(nèi)蓋,在超聲水浴箱中脫氣2~5 min,用超純水稀釋至50 mL。用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定溶液中Cd、Cr和Pb的A值,用原子熒光分光廣度計(jì)測(cè)定溶液中Hg 的A 值,利用標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算各金屬的含量。
1.3.2 評(píng)價(jià)方法
1.3.2.1 污染程度評(píng)價(jià)
用單因子污染指數(shù)法和均方根綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)海魚肌肉內(nèi)重金屬的污染狀況。單因子污染指數(shù)法評(píng)價(jià)某一金屬元素的單一污染程度,公式如下:
式中:Pi為污染物的單因子污染指數(shù);Ci為重金屬濃度實(shí)際測(cè)量值;Si為評(píng)價(jià)因子的標(biāo)準(zhǔn)值。采用《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》(GB 2762—2012)中的限值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值(Cd:0.1 mg/kg、Cr:2.0 mg/kg、Hg:1.0 mg/kg、Pb:0.5 mg/kg)。Pi<0.2為正常背景值;0.2≤Pi<0.6為輕微污染;0.6≤Pi<1.0為污染;Pi≥1.0為重污染。
多種重金屬的污染水平采用均方根綜合污染指數(shù)進(jìn)行分析,公式如下:
式中:PI為綜合污染指數(shù);Pi為該樣品的單因子污染指數(shù);n為金屬種類。PI≤1.0 為無(wú)污染;1.0<PI≤2.0 為輕微污染;2.0<PI≤3.0為中度污染;Pi>3.0為重污染。
1.3.2.2 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
采用目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)(THQ)評(píng)價(jià)魚肉中重金屬對(duì)人類健康的風(fēng)險(xiǎn)[5]。公式如下:
式中:C是重金屬濃度[mg/kg·濕重(ww)];FIR是魚的消費(fèi)量[71 g/(d·人)];ED是暴露持續(xù)時(shí)間(70年);EF是暴露頻率(365 d/年);BW是平均體重(成人63 kg);RfD是平均口服參考劑量[Cd:0.001 mg/(kg·d)、Cr:0.003 mg/(kg·d)、Hg:0.000 1 mg/(kg·d)、Pb:0.003 5 mg/(kg·d)][6-10];Atn是非致癌物的平均暴露時(shí)間(365 d/年×暴露年限,約為70年);10-3是單位換算系數(shù)。THQs<1時(shí),表示對(duì)暴露人群的健康風(fēng)險(xiǎn)可接受;THQs>1,表示存在非致癌健康風(fēng)險(xiǎn)[11]。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。所有指標(biāo)的檢測(cè)均設(shè)有3 個(gè)重復(fù)(n=3)。
由表1可知,金屬Cd的含量趨勢(shì)為內(nèi)臟>鰓>骨和皮>肌肉;Cr的含量趨勢(shì)為骨>鰓>皮>內(nèi)臟>肌肉;Hg的含量趨勢(shì)為皮>鰓、內(nèi)臟、肌肉>骨;Pb的含量趨勢(shì)為骨>皮>鰓>內(nèi)臟>肌肉。結(jié)果表明,海魚鰓、皮、內(nèi)臟的重金屬含量高于肌肉。
表1 海魚不同組織部位中重金屬的含量Tab.1 The content of heavy metals in different tissues of marine fishs 單位:mg/kg·ww
表2 海魚肌肉中重金屬污染指數(shù)Tab.2 Heavy metal pollution indexes in the muscle tissue of marine fishes
由表2 可知,從單因子污染指數(shù)分析,Cr、Hg 是無(wú)污染;Cd和Pb 處于輕微污染。從綜合污染指數(shù)分析,4種海魚都未受到重金屬的污染。
表3 海魚肌肉組織THQs值Tab.3 THQs value of marine fish muscle tissue
由表1 可知,4 種海魚肌肉中重金屬含量未超過(guò)食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)。由表3 可知,4 種海魚肌肉中Cd、Cr、Hg、Pb的THQs值均小于1,說(shuō)明消費(fèi)者食用這4種海魚不會(huì)帶來(lái)明顯的健康隱患。
海魚富含人體必需的多種營(yíng)養(yǎng)成分,是沿海居民十分重要的食物來(lái)源,每年消費(fèi)量巨大。因此,評(píng)估海魚的重金屬污染狀況和食用安全風(fēng)險(xiǎn)尤為重要。魚類體內(nèi)重金屬來(lái)源主要包括:(1)體表滲透作用,可能由此導(dǎo)致皮中重金屬含量高于肌肉;(2)腮膜吸附作用,魚類通過(guò)腮吸收溶解在水中的氧,同時(shí)將溶解在水中的重金屬離子吸收到體內(nèi);(3)餌料攝食,由內(nèi)臟消化吸收[12-15]。進(jìn)入魚體內(nèi)的重金屬,參與體內(nèi)的代謝過(guò)程,一部分組成魚體的結(jié)構(gòu);一部分不易分解的重金屬,根據(jù)其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等的不同,長(zhǎng)期滯留在魚體內(nèi)不同的組織、器官中。如魚體的鎘,經(jīng)化學(xué)作用后形成鎘硫蛋白蓄積于腎、肝中;鉛形成難溶性磷酸鉛沉積于骨骼中[16-19]。本研究中,海魚的鰓、內(nèi)臟、骨等不可食用部分雖重金屬含量較高,但對(duì)消費(fèi)者造成的安全風(fēng)險(xiǎn)較小。
通過(guò)單因子污染指數(shù)的研究發(fā)現(xiàn),遼西沿海地區(qū)海魚肌肉中Cd、Pb為輕微污染。近年來(lái),遼西沿海地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市規(guī)??焖侔l(fā)展,人為造成的重金屬污染物大量排入海洋,在海洋生物體內(nèi)不斷累積[20-21]。通過(guò)綜合污染指數(shù)和目標(biāo)危害系數(shù)的研究發(fā)現(xiàn),4 種海魚的肌肉組織未受重金屬的污染,這4類海魚不會(huì)對(duì)消費(fèi)者造成食用健康風(fēng)險(xiǎn),但食用時(shí)注意除去鰓、內(nèi)臟、鱗等組織部位。
重金屬在海魚不同組織部位的分布不同,大體符合魚鰓、內(nèi)臟高于肌肉組織的趨勢(shì),肌肉中檢測(cè)重金屬的含量未超過(guò)食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)。4種海魚肌肉中Cd和Pb為輕微污染程度。海魚肌肉中重金屬的綜合污染指數(shù)為無(wú)污染程度,目標(biāo)危害系數(shù)都小于1,消費(fèi)者食用安全。