黃曉麗，高磊，湯施展，黃麗，霍堂斌，王鵬，陳中祥，覃東立*

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所， 黑龍江 哈爾濱 150076；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黑龍江流域漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心， 黑龍江 哈爾濱 150076)

集約化種植業(yè)中農(nóng)藥類化學(xué)品的大量使用導(dǎo)致了此類物質(zhì)在環(huán)境中，特別是湖泊、河流及地下水中的遷移、擴(kuò)散與累積[1-3]。難降解農(nóng)藥在環(huán)境中代謝時間長，可沿食物鏈逐級放大并在生物體內(nèi)累積，能夠在環(huán)境中遠(yuǎn)距離遷移導(dǎo)致全球范圍的污染，對環(huán)境和生物體的潛在危害不容忽視，是全球最重要的環(huán)境有機(jī)污染物之一[4-5]。此類污染物可通過各種途徑進(jìn)入地表或地下水，最終通過生物累積作用在淡水魚類等水生生物體內(nèi)富集[6-7]，不僅會影響水產(chǎn)品的品質(zhì)，還會通過食物鏈威脅到人類的健康[1-2, 4]。因此，水生生物體內(nèi)農(nóng)藥殘留的檢測方法、殘留水平及其食用健康風(fēng)險仍然受到了廣泛關(guān)注[3, 8]。

有機(jī)氯農(nóng)藥(Organochlorine pesticides，OCPs)是一類具有高持續(xù)性和生物蓄積性并對生物體產(chǎn)生致癌、致畸、致突變效應(yīng)的有毒物質(zhì)[9-10]。雖然OCPs中的六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)、艾氏劑、狄氏劑、硫丹等從20世紀(jì)80年代開始就陸續(xù)被中國禁止/限制生產(chǎn)和使用，但是由于此類化合物降解緩慢，目前仍然能在不同區(qū)域的自然環(huán)境中檢測出[11-12]。關(guān)于淡水水生生物體內(nèi)OCPs殘留的研究主要集中在湖泊、河流、水庫等天然水域中[13-15]，對人工養(yǎng)殖水體中水產(chǎn)品的研究相對較少。池塘養(yǎng)殖是中國主要的淡水養(yǎng)殖方式，其水源一般來自于臨近地表水或地下水。在有OCPs施用或污染的區(qū)域，地表水與地下水可能會殘留一定量的OCPs，而且養(yǎng)殖池塘多與農(nóng)田距離較近，土壤中殘留的OCPs可能通過地表徑流的方式進(jìn)入到池塘水體中，進(jìn)而在養(yǎng)殖魚類體內(nèi)累積蓄存。擬除蟲菊酯農(nóng)藥(Pyrethroid pesticides, PYRs)是一種廣譜、高效、低毒的新型殺蟲劑，在農(nóng)田果蔬殺蟲和水產(chǎn)養(yǎng)殖清塘、毒殺有害生物等過程中被廣泛應(yīng)用。養(yǎng)殖過程中施用的及通過地表徑流進(jìn)入池塘水體中的擬除蟲菊酯農(nóng)藥不僅會威脅魚類的生長，還可通過食物鏈進(jìn)入人體，造成潛在危害。關(guān)于水產(chǎn)品中PYRs殘留和風(fēng)險評價報道較少，現(xiàn)有研究也主要集中在天然水體[16]。漁業(yè)養(yǎng)殖中施用PYRs后，不可避免地會殘留在水中，進(jìn)而對水生態(tài)安全造成威脅。因此，有必要深入研究池塘養(yǎng)殖水產(chǎn)品中的OCPs和PYRs殘留狀況及其健康風(fēng)險。

東北地區(qū)種植業(yè)發(fā)達(dá)，歷史上曾大量使用過OCPs[17]，同時該地區(qū)水資源豐富，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展較好。本研究選擇位于吉林省和黑龍江省的24個養(yǎng)殖漁場的養(yǎng)殖魚類為研究對象，對魚體肌肉中的OCPs(HCHs、DDTs、六氯苯、七氯、異狄氏劑、艾試劑、氯丹和狄試劑)和PYRs(氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯)殘留量進(jìn)行檢測，分析不同種類魚體中OCPs和PYRs的殘留特征，并評價了其食用的健康風(fēng)險。研究結(jié)果為掌握OCPs和PYRs在水產(chǎn)品中殘留特征及保障水產(chǎn)品質(zhì)量安全提供科學(xué)依據(jù)與參考。

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)域與樣品采集

樣品采集自黑龍江省哈爾濱市、佳木斯市、齊齊哈爾市和牡丹江市，吉林省長春市和四平市。鯉(Cyprinuscarpio)、鯽(Carassiusauratus)、草魚(Ctenopharyngodonidella)和鳙(Aristichthysnobilis)樣品共計(jì)284份，來自24家漁場。調(diào)查采集魚類的體長和體重見表1。

表1 采集魚類樣品的生物學(xué)參數(shù)Tab.1 Biological parameters of collected fish samples

1.2 材料與儀器

檢測目標(biāo)污染物為α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、p,p′-DDE、p,p′-DDD、o,p′-DDT、p,p′-DDT、六氯苯、七氯、異狄氏劑、氯氰菊酯-Ⅰ、氯氰菊酯-Ⅱ、氯氰菊酯-Ⅲ、氯氰菊酯-Ⅳ、氰戊菊酯、溴氰菊酯、艾試劑、氯丹和狄試劑(表2)；標(biāo)準(zhǔn)品購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。實(shí)驗(yàn)中使用的丙酮、石油醚、環(huán)己烷、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑均為色譜純，購自上海安譜公司；氯化鈉、無水硫酸鈉為分析純，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；超純水(電阻率≥18.2 MΩ·cm)；氮?dú)饧兌雀哂?9.999%。

表2 目標(biāo)農(nóng)藥的詳細(xì)信息Tab.2 Detail information of the target pesticides

續(xù)表2，Tab 2 Continued

GC-6890N氣相色譜(配有7683 自動進(jìn)樣器、63Ni電子捕獲檢測器ECD，安捷倫，美國)。IKA RV10旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(IKA，德國)。凝膠凈化柱：長30 cm、內(nèi)徑2.5 cm具活塞玻璃層析柱，柱底墊少許玻璃棉，用洗脫劑乙酸乙酯-環(huán)己烷(1∶1)浸泡的凝膠以濕法裝入柱中，柱高約26 cm，使凝膠始終保持在洗脫液中。PB602-N電子天平(梅特勒-托利多，瑞士)。Milli-Q超純水機(jī)(密理博，美國)；移液器(Scientific，美國)。

1.3 樣品處理與檢測方法

采集的魚類樣品去鱗，取可食部分(皮+肉)，搗碎勻漿后-20 ℃冷凍保存。檢測方法參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.162—2008[18]。稱取勻漿樣品20 g (精確至0.01 g)，于100 mL具塞三角瓶中，加入6 mL水和40 mL 丙酮，振搖30 min，加氯化鈉6 g，充分搖勻，再加30 mL石油醚，振搖30 min。取35 mL上清液，經(jīng)無水硫酸鈉過濾于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中，濃縮至約1 mL，加2 mL乙酸乙酯-環(huán)己烷(1∶1)溶液再濃縮，如此重復(fù)3次，濃縮至約1 mL。將此濃縮液經(jīng)凝膠凈化柱以乙酸乙酯-環(huán)己烷(1∶1)溶液洗脫，棄去0 mL～35 mL流分，收集35 mL～70 mL流分，將其旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至約1 mL。重復(fù)凈化一次，收集35 mL ～ 70 mL流分，蒸發(fā)濃縮，用氮?dú)獯党軇允兔讯ㄈ葜? mL，待GC分析。

色譜柱DB-5MS (30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度270 ℃；色譜柱升溫程序?yàn)?0 ℃ 保持1 min，以40 ℃/min的速度升至170 ℃，以2 ℃/min的速度升至235 ℃，以40 ℃/min的速度升至280 ℃ 保持10 min；載氣為氮?dú)?，純?9.999%，流速1.0 mL/min，尾吹50.0 mL/min。檢測器為電子捕獲檢測器(ECD)，檢測溫度300 ℃。進(jìn)樣量為1 μL。

1.4 質(zhì)量控制與保證

本研究中樣品的采集、保存和前處理等全過程都嚴(yán)格按照USEPA 的QA/QC 要求進(jìn)行操作和監(jiān)控。檢測過程中加入平行樣品、溶劑空白樣品和加標(biāo)回收率檢測。空白樣品目標(biāo)化合物濃度絕大多數(shù)低于檢測限。本研究中目標(biāo)物質(zhì)的加標(biāo)回收率范圍是79.4%～ 105.1%，平均值為(88.5±7.8)%，回收率滿足實(shí)驗(yàn)要求。該方法對魚肉OCPs和PYRs殘留檢測限為0.25～2.00 μg/kg。

1.5 食用風(fēng)險評價

采用通用的危險系數(shù)法(Target hazard quotient，THQ)對人體攝入OCPs殘留的健康風(fēng)險進(jìn)行評價，計(jì)算公式如下：

EDI=F×R/W

式(1)

THQ=EDI/ADI

式(2)

式(1)中EDI為OCPs的實(shí)際攝入量估算值，μg/kg體重/day；F為日均魚類攝入量，kg/(人·d)，本研究取0.023 7 kg/(人·d)；R為魚樣中OCPs的實(shí)際殘留量(μg/kg)，本研究取各污染物的最大值；W為平均體重(kg)，本研究以60 kg計(jì)。式(2)中THQ指目標(biāo)危險系數(shù)；ADI(Acceptable daily intake)為每日允許攝入量。當(dāng)THQ<1，認(rèn)為暴露人群無明顯健康風(fēng)險；當(dāng)THQ>1時，則認(rèn)定暴露人群存在健康風(fēng)險。THQ值越大，相應(yīng)的風(fēng)險越大。

1.8 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(X±SE)表示，利用Prism 7.0軟件繪制數(shù)據(jù)圖，SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。用單因素方差分析法(One-way ANOVA)分析不同種類魚體內(nèi)有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量差異，以P<0.05為差異顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同養(yǎng)殖淡水魚肌肉中OCPs和PYRs殘留水平

α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、p,p′-DDE、o,p′-DDT、p,p′-DDT、六氯苯、七氯、異狄氏劑、氯氰菊酯-Ⅲ和狄試劑12種農(nóng)藥在養(yǎng)殖魚類體內(nèi)均有檢出，而p,p′-DDD、氯氰菊酯-Ⅰ、氯氰菊酯-Ⅱ、氯氰菊酯-Ⅳ、氰戊菊酯、溴氰菊酯、艾試劑和氯丹8種農(nóng)藥未檢出(表3)。檢出率占前3名的目標(biāo)物分別為七氯(98.94%)、六氯苯(84.15%)和β-HCH(78.17%)；養(yǎng)殖魚類體內(nèi)各農(nóng)藥的檢出平均含量為0.06～19.13 μg/kg，其中氯氰菊酯-Ⅲ的含量最高(19.13 μg/kg)，其次為七氯(4.75 μg/kg)。養(yǎng)殖淡水魚體內(nèi)農(nóng)藥含量平均值按由大到小排列前5 種分別為氯氰菊酯-Ⅲ、七氯、o,p′-DDT、p,p′-DDE 和狄試劑(表3)。個別漁場采集的樣品中氯氰菊酯殘留量較高，這可能與養(yǎng)殖過程中使用其治療由寄生蟲引起的淡水魚疾病有關(guān)。

表3 樣品中農(nóng)藥殘留情況Tab.3 Pesticide residues in fish samples

續(xù)表3,Tab.3 Continued

從農(nóng)藥殘留整體水平看，4 種魚類體內(nèi)農(nóng)藥殘留總量排序?yàn)椋忽a>草魚>鯉>鳙，農(nóng)藥總量最高的為鯽，檢出含量在5.56～191.58 μg/kg之間，平均值為43.56 μg/kg(表4)。不同魚類中同種農(nóng)藥的殘留量有顯著性差異，這可能與他們的食性和生活習(xí)性有關(guān)，濾食性魚類鳙和草食性魚類草魚肌肉中的農(nóng)藥殘留的平均水平低于雜食性魚類。雜食性魚類鯉和鯽在水體中下層生活，以底棲生物或有機(jī)顆粒為食，易于富集沉積物或固體懸浮物中吸附的農(nóng)藥。HCHs、七氯和氯氰菊酯-Ⅲ在鯽中的含量明顯高于其他魚體中的含量，異狄氏劑僅在1個鯽樣品中檢出；而DDTs在草魚體內(nèi)含量最高；六氯苯和狄試劑在鯉體中較多。

表4 4種魚體肌肉樣品中OCPs農(nóng)藥的殘留情況Tab.4 Residual concentrations of OCPs in 4 kinds fish muscle samples

由表4可知，4 種魚類體內(nèi)HCHs 的含量在ND～11.11 μg/kg之間，從高到低排列依次是鯽，鯉>草魚>鳙。鯽和鯉體內(nèi)HCHs平均殘留量較接近，分別為5.45 μg/kg和5.70 μg/kg；鳙體內(nèi)HCHs平均殘留量較低，其殘留量在ND～6.94 μg/kg之間，平均殘留量為4.00 μg/kg。4種魚體內(nèi)HCHs 4種異構(gòu)體殘留均以α (γ) -HCH為主，不同種類之間差異明顯。4種魚類體內(nèi)DDTs 的含量在ND～15.61 μg/kg之間(僅統(tǒng)計(jì)p,p′-DDE和o,p′-DDT;p,p′-DDT僅在1個鯽樣品中檢出)，從高到低排列依次是草魚>鯽>鯉>鳙。草魚中DDTs檢出含量在ND～15.61 μg/kg之間，平均值為8.88 μg/kg。不同種魚類體內(nèi)的o,p′-DDT殘留量均大于p,p′-DDE。不同食性魚體內(nèi)主要含p,p′-DDE和o,p′-DDT兩種異構(gòu)體，p,p′-DDE占DDTs殘留總量的百分比在4種魚類體內(nèi)的殘留含量沒有顯著差異。肉食性魚類鳙的p,p′-DDE/DDTs值(35.24%～100%)比雜食性魚類鯉和鯽的該比值高(1.35%～95.95%)，說明魚體中DDTs 的代謝產(chǎn)物主要以p, p′-DDE 的形式存在。

4種魚類體內(nèi)的六氯苯、七氯和狄試劑殘留量差異性不大，且水平較低。鯉體內(nèi)六氯苯和狄試劑的平均殘留量最大，分別為0.23 μg/kg和2.86 μg/kg；鯽體內(nèi)七氯的平均殘留量最大，為4.77 μg/kg。氯氰菊酯-Ⅲ在4 種魚類體內(nèi)殘留量排序?yàn)椋忽a>草魚>鯉，鳙樣品中均未檢出。

2.2 與其他地區(qū)OCPs和PYRs殘留水平的比較

本研究中養(yǎng)殖淡水魚中HCHs 殘留量為ND～11.11 μg/kg(表3)，低于北京市(ND～174.7 μg/kg)[19]、湖北省(ND～25.07 μg/kg)[20]、長三角地區(qū)(41.79～110.00 μg/kg)[21]、東北地區(qū)(0.14～20.00 μg/kg)[22]、廣東沿海地區(qū)[2.00～15.00 μg/kg (dw)][23]流通或養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的水產(chǎn)品中的殘留水平，但高于太湖梅梁灣水生生物體內(nèi)的HCHs殘留量(0.14～3.12 μg/kg)[14]和松花江流域魚類體內(nèi)的HCHs殘留量(0.053～0.500 μg/kg)[13]。目前已知HCHs有8種異構(gòu)體，其中具有明顯殺蟲效果的是γ-HCH(99%的γ-HCH稱為林丹)。20世紀(jì)70～80年代，包括中國在內(nèi)的世界各國陸續(xù)禁止生產(chǎn)混合六六六，僅限量使用林丹。在自然條件下，γ-HCH與α-HCH可互相轉(zhuǎn)化[24]。本次研究結(jié)果表明調(diào)查的魚體中HCHs的累積均以α (γ) -HCH為主，α-HCH和γ-HCH殘留量分別在ND～2.94 μg/kg和ND～3.40 μg/kg之間。

東北地區(qū)池塘養(yǎng)殖淡水魚中DDTs 殘留量相對較低，為ND～15.61 μg/kg(表3)。低于北京市(ND～181.5 μg/kg)[19]、白洋淀[9.2～19.0 μg/kg (dw)][25]、湖北省(ND～559.31 μg/kg)[20]、太湖梅梁灣(1.36～21.90 μg/kg)[14]、廣東沿海地區(qū)[1.90～140.00 μg/kg (dw)][23]水生生物體內(nèi)的DDTs 的殘留水平，但高于松花江流域魚類體內(nèi)的DDTs殘留量(0.073～0.220 μg/kg)[13]。DDTs禁用后，不再輸入新的污染物，水環(huán)境及魚體中的DDTs殘留會逐漸減少。DDTs 4種異構(gòu)體的殘留量無明顯分布規(guī)律。p,p′-DDT是DDTs的有效成分。已有研究表明，p,p′-DDT在魚體組織中的半衰期為8個月，DDTs在生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物主要是p,p′-DDE 和p, p′-DDD。p,p′-DDT/DDTs比值較高表明魚體可能有新的DDT污染源攝入[15, 26]。

農(nóng)藥總殘留濃度范圍為3.74～208.06 μg/kg(表3)。南通48個養(yǎng)鰻場中的鰻魚(Anguillidae)體內(nèi)10種OCPs濃度平均為58.00 μg/kg (dw)[27]，太湖梅梁灣生物樣品中OCPs 濃度范圍在2.68～31.34 μg/kg之間[14]，長三角地區(qū)池塘養(yǎng)殖水產(chǎn)品中ΣOCPs 濃度范圍為16.00～82.00 μg/kg (dw)[21]。湖北省流通和養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的水產(chǎn)品有機(jī)氯農(nóng)藥目標(biāo)物23 種，檢出的為11 種，檢出濃度范圍為0～488.99 μg/kg，顯著高于本研究中農(nóng)藥殘留濃度[20]。與這些水產(chǎn)品相比，本研究的水產(chǎn)品體內(nèi)農(nóng)藥殘留同樣處于較低水平。

2.2 養(yǎng)殖淡水魚食用健康風(fēng)險評價

中國在《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》(GB 2763—2021)中規(guī)定[28]，食品中ΣHCHs≤0.1 mg/kg，ΣDDTs≤0.5 mg/kg，本研究中養(yǎng)殖淡水魚體內(nèi)HCHs和DDTs含量的平均值和最高值均未超出此標(biāo)準(zhǔn)。在《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中獸藥最大殘留限量》(GB 31650—2019)中對魚(皮+肉)中氯氰菊酯的最高殘留限量(MRL)為30 μg/kg。本研究中部分樣品的氯氰菊酯殘留量超出此限量，有檢出的樣品超標(biāo)率為66.67%。六氯苯、七氯、異狄氏劑和狄試劑在中國已明令禁止使用三十多年。

根據(jù)魚體內(nèi)HCHs、DDTs、六氯苯、七氯、異狄氏劑、氯氰菊酯-Ⅲ和狄氏劑殘留的最大值計(jì)算的EDI值分別為4.39、6.17、0.41、2.64、1.40、78.29和5.61 ng/kg體重/day(表5)。在本研究中，檢出的有機(jī)氯農(nóng)藥的EDI值均低于每日允許攝入量ADI值，THQ值分別為0.000 9、0.000 6、0.000 7、0.026 4、0.007 0、0.003 9和0.056 1。本研究中OCPs和PYRs殘留的THQ值均遠(yuǎn)小于1，表明食用東北地區(qū)淡水養(yǎng)殖魚類，在該污染物下暴露的人群無健康風(fēng)險。按THQ值對檢出的殘留農(nóng)藥進(jìn)行風(fēng)險排序?yàn)椋旱以噭?七氯>異狄氏劑>氯氰菊酯-Ⅲ>HCHs>六氯苯>DDTs。狄試劑、七氯、異狄氏劑、六氯苯、HCHs、DDTs雖已被禁用多年，但在環(huán)境中仍有殘留，導(dǎo)致健康風(fēng)險較高。草魚、鯽和鯉的氯氰菊酯健康風(fēng)險值得今后持續(xù)關(guān)注。

表5 OCPs殘留風(fēng)險評價Tab.5 Residual risk assessment of OCPs

3 結(jié)論

本研究考察了中國東北地區(qū)養(yǎng)殖淡水魚體內(nèi)OCPs和PYRs農(nóng)藥的殘留情況，結(jié)果表明所調(diào)查魚類中普遍存在兩類農(nóng)藥殘留問題。在監(jiān)測的21種農(nóng)藥中，檢出七氯、六氯苯、β-HCH、γ-HCH等12種農(nóng)藥，其中七氯(98.94%)、六氯苯(84.15%)和β-HCH(78.17%)檢出率較高，氯氰菊酯-Ⅲ(19.13 μg/kg)和七氯(4.75 μg/kg)檢出含量最高。p,p′-DDD、氯氰菊酯-Ⅰ、氰戊菊酯、溴氰菊酯、艾氏劑等8種農(nóng)藥未檢出。OCPs和PYRs在不同種類魚體中殘留量不同，殘留總量排序?yàn)椋忽a>草魚>鯉>鳙，檢出含量在5.56～191.58 μg/kg之間，目標(biāo)農(nóng)藥殘留總量最高的為鯽，這可能與其食性和生活習(xí)性有關(guān)。消費(fèi)者通過食用東北地區(qū)養(yǎng)殖淡水魚攝入OCPs和PYRs的風(fēng)險較低。按THQ值對檢出農(nóng)藥進(jìn)行風(fēng)險排序?yàn)椋旱以噭?七氯>異狄氏劑>氯氰菊酯-Ⅲ>HCHs>六氯苯> DDTs。氯氰菊酯的健康風(fēng)險是今后值得關(guān)注的問題。