江苏省中华绒螯蟹镉残留现状与健康风险评价

2021-11-14谭秀慧杨洪生黄鸿兵李佳佳夏莉萍张秋云刘畅

江苏农业学报 2021年5期

谭秀慧杨洪生黄鸿兵李佳佳夏莉萍张秋云刘畅

摘要：为评估食用江苏省中华绒螯蟹的健康风险，对江苏省养殖的中华绒螯蟹重金属镉残留进行了调查。于 2018- 2020年的9-10月，在江苏省采集399 份中华绒螯蟹样本，用电感耦合等离子体质谱法对样品中的重金属镉含量进行检测。结果表明：江苏省中华绒螯蟹体内重金属镉含量范围在 0.009 50 mg/kg 至 0.836 00 mg/kg 之间，平均值为 0.151 00 mg/kg ，99.0%的样品满足国家相关标准的限量要求。单因子污染指数分析结果显示，88.5%的样品处于未污染或轻度污染水平。从采集区域的比较结果可以看出，中华绒螯蟹体内镉含量苏北地区< 苏中地区< 苏南地区，苏中和苏南地区没有显著差异，而苏北地区与苏中地区、苏南地区存在显著差异。人群膳食风险评估结果表明，正常消费水平下，靶标危害系数值均小于1，江苏省中华绒螯蟹中重金属镉对人体健康造成的影响不明显。

关键词：中华绒螯蟹; 镉; 风险评價

中图分类号： O657.63; TS254.7 文献标识码： A 文章编号： 1000-4440（2021）05-1305-05

Cadmium content in Eriocheir sinensis in Jiangsu Province and health risk assessment

TAN Xiu-hui 1，2，3 ， YANG Hong-sheng 1，2，3 ， HUANG Hong-bing 1 ， LI Jia-jia 1 ， XIA Li-ping 1，2，3 ， ZHANG Qiu-yun 1，2，3 ， LIU Chang 1，2，3

（1.Freshwater Fishery Research Institute of Jiangsu Province， Nanjing 210017， China; 2.Aquatic Products Analysis and Testing Center of Jiangsu Province， Nanjing 210017， China; 3.Fishery Products Quality Supervision and Testing Center （Nanjing）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanjing 210017， China）

Abstract： In order to conduct human health risk assessment of Eriocheir sinensis in Jiangsu province， the residues of cadmium in Eriocheir sinensis were investigated. The 399 samples of Eriocheir sinensis were collected from September to October in 2018- 2020， and the contents of cadmium in these samples were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）. The results showed that the content of cadmium ranged from 0.009 50 mg/kg to 0.836 00 mg/kg ， the average value was 0.151 00 mg/kg ， and 99.0 percents of samples could meet the national limits. In addition， 88.5 percents of samples were recorded at uncontaminated and light pollution levels by using the assessment techniques of single factor index. The analysis of different areas showed that cadmium contents from low to high were northern area， central area and southern area， and there was no significant difference in the content of heavy metal cadmium in Eriocheir sinensis cultured in central and southern area. However， the content of cadmium of Eriocheir sinensis cultured in central and southern area was significant different from that cultured in northern area. The results of human health risk assessment in the current study suggested that there was a low health risk of consuming cadmium in Eriocheir sinensis ， because the target hazard quotients were less than one in normal consumption.

Key words： Eriocheir sinensis ; cadmium; risk assessment

镉（Cd），是一种常见的环境污染物 [1-3] ，毒性大，位居12种全球性危害的化学物质之首，并且可通过食物链传递在水生生物体内产生逐级积累和放大作用。随着工农业的发展，环境中镉污染日趋加重。代静等 [4] 对大明湖表层沉积物重金属含量进行调查发现，Cd含量为背景值的5.20倍，偏中度污染，是综合生态危害指数构成的最主要的金属。赵汉取等 [5] 调查发现浙北地区鱼类养殖池塘表层沉积物中Cd的潜在生态风险系数较高。施宸皓等 [6] 对洞庭湖湿地周围表层土壤重金属污染调查发现 2016- 2018年期间，Cd处于中度污染水平。这些研究结果表明在中国的部分地区存在一定的镉污染，对生态环境和人类健康造成威胁 [7] 。

中华绒螯蟹（ Eriocheir sisensis ）又称为河蟹，是长江中下游地区重要的水产养殖对象。据统计，2019年江苏省河蟹养殖面积 2.67× 10 5 hm 2 左右，年产量超过 3.5× 10 5 t，年产值近 3.5× 10 10 元，产量和产值均位居全国第一，河蟹养殖业已成为当前江苏省渔业中的特色和优势产业。研究结果表明 [8-10] ，甲壳类动物对重金属镉有较强的富集能力，在一定程度上存在镉超标现象，其镉污染问题越来越得到人们的关注。覃东立等 [11] 探讨了东北地区稻田养殖河蟹的微量元素含量水平和食用安全性，发现Cd对复合污染物风险指数（HI）贡献率较高，是主要的风险元素。据研究，太湖流域中华绒螯蟹重金属镉大多处于轻污染和中度污染水平 [12] 。江苏省中华绒螯蟹养殖主要集中在太湖、洪泽湖、长江流域，在开展日常重金属监测外，急需对江苏地区中华绒螯蟹中镉污染开展健康风险评价，为中华绒螯蟹合理膳食和质量安全评估提供参考。

本研究以江苏省中华绒螯蟹中镉残留为研究对象，利用单因子污染指数法、靶标危害系数法，对江苏省中华绒螯蟹中镉残留的空间分布特征、最大食用量及健康风险进行系统分析，并对区域人居环境改善提出对策建议。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

ELAN DRC-e型电感耦合等离子质谱仪，美国PerkinElmer公司产品;TE612-L电子天平，德国Sartorius公司产品;CEM Mars6 Classic微波消解仪，美国CEM公司产品;EHD-24电热消解仪，北京东航科仪仪器有限公司产品;Milli-Q Elix+IQ7000超纯水仪，美国Millipore公司产品。

硝酸（工艺超纯）、过氧化氢（优级纯），均购于国药集团化学试剂有限公司。Cd标准储备液（ 1 000 mg/L ）、In内标储备液（ 1 000 mg/L ），均购于国家有色金属及电子材料分析测试中心;质谱调谐液（0.01 mg/L ），购于美国PerkinElmer公司;GBW10050大虾成分分析标准物质，购于中国地质科学院地球物理化学勘查研究所。

试验所用器皿均用15 %硝酸浸泡24 h以上，并用超纯水洗净晾干后备用。

1.2 樣品采集

于 2018- 2020年的9-10月，采集样本399份，每份样本包括同一养殖池塘内的20只公蟹和20只母蟹。将采集的中华绒螯蟹洗净，去除壳和鳃，取出可食部分匀浆均匀，置于 -20 ℃ 冰箱中冷冻贮存。

1.3 样品测定

1.3.1 样品消解称取约1 g样品置于微波消解罐内罐，加入6 ml硝酸、2 ml过氧化氢，加盖、放置过夜。消解功率 1 600 W，170 ℃消解30 min。消解结束冷却后，用少量水冲洗内盖，将消解罐置于电热消解仪于100 ℃蒸发掉部分硝酸，待消解液蒸至 1～ 2 ml时，用超纯水定容至25 ml，混匀待测。同时做试剂空白试验。

1.3.2 仪器条件使用质谱调谐液对仪器进行优化，优化后的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS法）工作条件为：射频功率 1 100 W，等离子体流量15.00 L/min ，雾化气流量0.90 L/min ，辅助气流量1.20 L/min ，样品提取速率2 ml/min ，蠕动泵速20 r/min 。

1.3.3 质量控制为保证试验结果的准确、可靠，采取质量控制如下：每次分析样品时校准曲线的相关系数达到0.999 以上;每批样品做一个试验空白，空白值低于方法检出限0.002 mg/kg ;每批样品测定2个基体加标，测定的加标回收率在93.2%和102%之间;每分析10个样品，测定一次校准曲线中间质量浓度点，其测定结果与实际质量浓度值相对偏差均≤ 10%;每10个样品添加1个大虾成分分析质控样，保证其测定值在 0.039± 0.002 mg/kg 范围内;平行样品测定结果的相对偏差≤ 20%。

1.4 评价标准

1.4.1 Cd污染评价采用单因子污染指数法（Single factor contamination index）对中华绒螯蟹Cd污染情况进行评价，其计算公式为：

P i = C i S i

P i 为污染物镉单因子污染指数， C i 为镉在样品中的含量（ mg/kg ）， S i 为镉标准限值（ mg/kg ）。当 P i < 0.2时，表明样品未受重金属镉污染;当 0.2≤ P i ≤ 0.6时，表明样品受到镉轻度污染;当 0.6< P i < 1.0时，表明样品受到镉中度污染;当 P i ≥ 1.0时，则表明样品已受到重金属镉重度污染。

1.4.2 食用健康风险评估依据美国环境保护署（USEPA）2000 年提出的按照人体平均体质量建立风险分析方法，运用靶标危害系数（ THQ ）评估人体通过食物摄取重金属的风险程度：

THQ = EFr × EDtot × FIR × C RfD × BWa × Atn

式中， EFr 为接触频率，122 d/a [13] ; EDtot 为平均人寿，70 a; FIR 为消化食物的比率，成人螃蟹摄入率为38.9 g/d ; C 为食物中重金属含量， mg/kg ; RfD 为参比剂量， μg/（kg·d），重金属镉的 RfD 值为1 μg/（kg·d） ; BWa 为成人平均体质量，60.6 kg; Atn 为平均接触时间。当 THQ < 1 时，表明重金属镉对暴露人群没有明显的健康风险;当 THQ > 1 时，则存在健康风险。

1.4.3 最大食用量评估根据世界卫生组织/联合国粮农组织食品添加剂联合专家委员会制定的暂定每周可耐受摄入量（ PTWI ），估算每日最大允许摄入量。

1.5 数据处理

数据处理用IBM SPSS Statistics 24完成，并利用Graph Pad Prism 7 进行绘图。

2 结果与分析

2.1 江苏省中华绒螯蟹镉含量分布情况

本研究所采集样品镉检出率为100%，含量 0.009 50～ 0.836 00 mg/kg ，平均值为 0.151 00 mg/kg ，中位数 0.118 00 mg/kg ，75分位数为 0.209 00 mg/kg ，95分位数为 0.306 00 mg/kg 。GB 2762-2017 [14] 和NY 5073-2006 [15] 中规定镉限量（以Cd计）：甲壳类水产动物为0.5 mg/kg 。采集样品中有4份超出限量标准，超标率为1.00%，样本Cd含量分布情况见图1。

2.2 江苏省主要养殖区中华绒螯蟹镉残留情况

各采样地点中华绒螯蟹镉质量分数由低到高依次为淮安、宿迁、盐城、苏州、泰州、南通、扬州、常州、镇江、南京、无锡，见表1。

将采样地点划分为苏南、苏中和苏北3大区域，各地区样品数量分别为186个、109个、104个。如图3所示，镉含量由大到小依次为：苏南地区>苏中地区>苏北地区。对3个地区中华绒螯蟹样品中镉含量进行Kruskal-Wallis检验，检验水准 α = 0.05，苏中和苏南地区没有显著性差异，而苏北地区与苏中和苏南地区存在显著差异。

2.3 江苏省中华绒螯蟹Cd污染指数、健康风险评价及最大食用量估计

采集的399份样品中，353份样品处于未污染或轻度污染水平，占88.5%。42份样品处于中度污染水平，4份样品处于重度污染水平（图4）。说明江苏省中华绒螯蟹的养殖环境整体良好。

运用靶标危害系数（ THQ ）评估中华绒螯蟹对人体的健康风险，得到的 THQ 为 0.002 04～ 0.179 00 ，均小于1（圖5）。说明对于一般人群来说，食用中华绒螯蟹造成镉不良影响的可能性不大。

镉 PTWI 值为0.007 mg/kg ，由此计算得到成人中华绒螯蟹每日最大允许摄入量0.126 kg。按照一只中华绒螯蟹0.15 kg、可食部分占1/3计算，成人每日食用中华绒螯蟹最好不要超过2.5只。

3 讨论

3.1 江苏省中华绒螯蟹镉残留情况

江苏省中华绒螯蟹镉含量为 0.009 50～ 0.836 00 mg/kg ，平均值为 0.151 00 mg/kg ，合格率达到99.0%。单因子污染指数分析结果表明，88.5%的样品处于未污染或轻度污染水平，养殖环境整体良好。董欣悦等 [16] 调研发现长江水系70 份样品中镉的平均质量分数为 0.173 mg/kg ，与本研究结果接近。张聪等的研究结果显示环太湖流域地区蟹黄镉含量为0.287 mg/kg [12] ，高于本研究中可食部分镉含量，原因可能是中华绒螯蟹肝胰腺对Cd富集能力强 [17-18] ，而本研究中测定的是中华绒螯蟹可食部分（蟹黄和蟹肉的混合样品）。本研究发现部分采样地点中华绒螯蟹镉含量存在超标现象，建议对这些地点的水体、底泥等予以检测，以确认养殖环境是否受到重金属镉污染，必要时采取生态修复措施，以消除中华绒螯蟹食用安全隐患。

3.2 不同地区中华绒螯蟹镉残留的差异性

工业污染源是自然环境中镉的重要来源 [19-23] 。梁流涛等 [24] 对江苏省三大区域工业发展与环境污染关系的区域差异分析结果表明，经济发展水平越高，工业经济增长对环境污染的影响越明显，并且持续时间长。有文献报道，阳澄湖、固城湖镉环境背景值偏高 [25] 。由于重金属难以降解，在环境尤其是土壤中滞留时间较长 [13] ，可以通过食物链进入中华绒螯蟹体内。本研究中中华绒螯蟹镉含量呈现苏南地区> 苏中地区> 苏北地区的分布差异。

3.3 江苏省中华绒螯蟹镉健康风险评估

利用THQ 法对所采集的中华绒螯蟹样品进行食用健康风险评估，结果显示 THQ 值均小于1，说明江苏省中华绒螯蟹中重金属镉对人体健康的影响不明显。与本研究风险评估结果相一致，董欣悦等 [16] 对辽宁省、山东省和江苏省的中华绒螯蟹中镉进行膳食风险评估，结果表明中国中华绒螯蟹虽存在一定的镉残留，但其膳食风险相对较低。有研究结果 [12] 表明，环太湖流域地区中华绒螯蟹中镉大多处于轻度污染和中度污染水平，重金属镉的膳食风险较低，与本研究结果一致，说明正常食用中华绒螯蟹对人体健康风险较低。但是考虑到中华绒螯蟹膳食消费存在个体差异，年龄以及自身健康状况各不相同，应该对老年人、儿童及体弱者等敏感性人群进一步开展有针对性的风险评估研究。

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