市售鯉魚和羅非魚中重金屬元素對人體健康的潛在風險評價

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8個農貿市場和超市的鯉魚、羅非魚樣品，利用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）對魚體肌肉中As、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb的含量進行測定。用Excel 2007和SAS 9.0統計軟件分析數據，結合單因子污染指數、均值型綜合污染指數和目標危害系數（THQs）進行安全性評價及健康風險評估。結果表明，在所測魚體樣品中，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家限量標準。6種元素的每周評估攝入量（EWI）均低于世界衛生組織提出的暫定每周允許攝入量（PTWI）；經THQs評價，食用市售的鯉魚和羅非魚對人體潛在健康風險不明顯。

關鍵詞：市售魚類；重金屬；目標危害系數；健康風險評估

隨著經濟的迅速發展，現代工業、農業和交通運輸業等行業給人類帶來物質文明的同時，也給人類帶來了污染[1]。大量研究表明，水生生物對環境污染物尤其是重金屬具有較強的富集作用[2，3]，媒體報道的水產品中重金屬超標已屢見不鮮，重金屬已然成為了水生生態系統最危險的物質之一[4]。魚類因其肉質細嫩，味道鮮美，含有豐富優質的蛋白質、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注[5]。我國國家衛生和計劃生育委員會[6，7]和農業部[8]等部門頒布了一系列的關于水產品的質量安全標準，眾多學者對水產品[9，10]、養殖水域水質[11]、底泥[12]等做了分析研究，并對重金屬的潛在風險進行了評價。

本研究選取了云南省玉溪市8個大型集貿市場和超市銷售的人工養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，評價了兩種魚類中6種元素對人體健康的潛在風險，以期為人們提供市場上鯉魚和羅非魚的膳食風險預警和預測。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料 鯉魚和羅非魚樣品于2015年11月采集自云南省玉溪市的8個大型菜市場及超市。樣品詳細信息如表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），NexION 300x電感耦合等離子體質譜儀（PerkinElmer公司，美國）。

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

1.2 方法

1.2.1 樣品預處理 魚體采集后，測量記錄其質量、體長和體高并拍照。帶回實驗室后，去除鱗片和內臟，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，對魚體進行消毒，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量，用于水分的計算，魚肉烘至恒重后，用搗碎機搗碎，混勻待測。

1.2.2 樣品前處理 準確稱取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所示程序進行消解。消解完成并冷卻后，將消解液無損地轉移至50 mL塑料容量瓶中，定容搖勻后放置澄清，用ICP-MS測定As、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb含量。樣品平行測定三次，同時做三個試劑空白試驗。

1.2.3 評價方法

食用安全性評價采用單因子污染指數法和均值型綜合污染指數法[13]。其計算公式如下：Pi=Ci/Li

式中，Pi為重金屬i的單因子污染指數；Ci為重金屬i的實測濃度；Li為重金屬i的評價標準，As、Cd、Cr、Hg和Pb以GB 2733-2015《食品安全國家標準鮮、凍動物性水產品》中的限值為評價標準，Cu以NY 5073-2006《無公害食品水產品中有毒有害物質限量》中的限值為評價標準。

P綜合=（∑ni=1Pi）/n

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

根據均值型綜合污染指數的計算結果，將重金屬污染水平等級[14]劃分為如表3所示的等級。

相當一部分檢出值超過標準數倍或幾十倍

運用目標危險系數（target hazard quotients，THQs）評價食用養殖鯉魚和羅非魚對人體健康的潛在風險。具體計算公式如下：

THQ=EF×ED×FIR×CRfD×WAB×TA10-3

式中，EF為人群暴露頻率（365 d/a），ED為暴露時間（通常取平均壽命70 a），FIR為食品攝入率（g/d，《中國居民膳食指南（2016）》[15]建議成人每天平均攝入水產類40～75 g，本文取最高值75 g進行計算），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USEPA（2009）[16]的標準，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間（d），取值為365ED。

THQ比值小于1時認為暴露人群無明顯健康風險，反之，則認為存在健康風險。

世界衛生組織（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。重金屬每周評估攝入量（Estimated weekly intake，EWI）的表達式如下：endprint

EWI=FIR×C×7WAB

式中，FIR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 數據處理

采用Excel 2007和SAS 9.0統計軟件進行數據整理分析。采用單因素方差分析（One-Way ANOVA）和最小顯著差異法（LSD）檢驗測定元素在不同魚體間的差異，P<0.05時認為差異性顯著。圖表中數據為平均值±標準差。

2 結果

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；統計結果表明，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 食用安全性評價

與相關標準的限量值相比，Cd、Cr、Cu、Hg和Pb的含量均低于國家標準或行業標準所規定的限值，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和綜合污染指數如表5所示，As的單因子污染指數為0.390～2.026，Cd、Cr、Cu、Hg和Pb的單因子污染指數分別為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的綜合污染指數分別為0.264、0.334、0.280，As含量超出限量標準，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的綜合污染指數分別為0.382、0.238、0.335、0.227、0.233，As含量超出限量標準，處于輕污染水平（0.2≤P<0.5），LFY-2、LFY-7的綜合污染指數分別為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險評價

不同魚體肌肉中重金屬元素的目標危險系數（THQs）如表6所示。鯉魚和羅非魚樣品中所測的6種重金屬元素中目標危險系數均小于1，暴露人群無明顯健康風險。6種元素的每周評估攝入量（EWI）均低于世界衛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的含量超出限量標準，其EWI分別為0.847和0.969，EWI/PTWI為5.65%和6.46%，適量食用不會帶來As中毒的風險；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]，可認定食用過多的鯉魚和羅非魚存在人體Cr中毒的潛在風險，應當控制攝入量，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，這可能是因為Cu是魚類必需微量元素而更容易被生物吸收，為大多數有機體生理調節機制所必需[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性是影響生物體內重金屬含量的重要因素之一[10]。在大多數情況下，生物體內的金屬含量與其所屬的營養級并不相關，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，生物的攝食習慣，體內存在的解毒機制及代謝機理和金屬的物理化學形態[18]。鯉魚和羅非魚均屬于雜食性魚類，但羅非魚對砷（As）有較強的蓄積能力[19]，不排除羅非魚對其余重金屬也有較強的富集作用，有關機制有待進一步研究。

3.2 魚體肌肉的食用安全性

所測6種元素中，部分鯉魚、羅非魚魚體As的含量高于國家標準或行業標準所規定的0.1 mg/kg，其余元素在所測的樣本中均低于國家標準或行業標準。綜合污染系數顯示，除小部分魚體為輕污染外，其余魚體均為未污染-微污染，結合元素的每周評估攝入量（EWI）和世界衛生組織提出的暫定每周允許攝入量（PTWI）可認定食用市售的鯉魚和羅非魚對人體潛在健康風險不明顯，可放心食用。但食用過多的市售鯉魚和羅非魚存在人體Cr中毒的潛在風險，應當控制攝入量，降低因Cr帶來的危害。

市場提高監管力度，對魚體來源進行調查，出售符合食品安全標準的魚體是消費者健康的保障。消費者也可適量食用市售鯉魚、羅非魚，選擇合適的烹飪方式，以降低潛在的風險。

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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