DOi:10.13590/j.cjfh.2017.04.021
广东省居民贝类水产品中镉暴露的风险评估
梁辉1,刘志婷1,周少君1,陈子慧2,龙朝阳1,王萍2,胡曙光1,邓小玲1

(1.广东省疾病预防控制中心,广东 广州511430; 2.广东省公共卫生研究院,广东 广州511430)

作者简介: 梁辉男副主任医师研究方向为食品安全风险监测 E-mail:13925034528@139.com
通信作者: 邓小玲女主任技师研究方向为食品安全风险监测与评估E-mail:2296895035 @qq.com

收稿日期: 2017-07-08

基金项目: 广东省医学科研基金课题项目(A2014080);2015年省公益研究与能力建设专项资金项目(2015A020218002)

摘要: 目的了解广东省贝类水产品中镉污染状况及居民对贝类水产品的消费情况,并对食用贝类水产品中镉暴露进行风险评估。方法采用随机抽样方法,在广东省的粤东、粤西和珠三角地区采集贝类水产品样品307份,监测其镉含量,并结合广东省居民贝类水产品消费量数据,采用点评估模型评价广东省居民贝类水产品中镉暴露风险。结果本次研究共检测307份样品,贝类水产品中镉总超标率为23.8%(73/307),中位数含量为0.630 mg/kg;粤东、粤西和珠三角地区的镉超标率分别为19.4%(13/67)、23.5%(16/68)及25.6%(44/172),中位数含量依次为0.530、0.806及0.853 mg/kg,差异无统计学意义(χ2=0.94,P>0.05)。人群摄入贝类水产品中镉的平均暴露量为0.957 μg/d,高消费人群的暴露量为4.511 μg/d;分别占暂定每月可耐受摄入量(PTMI)的1.91%和9.02%。结论广东省贝类水产品中镉含量存在一定程度的超标情况,但人群摄入贝类中镉暴露风险相对较低。
关键词: 贝类; 水产品; 重金属; 镉; 暴露; 风险评估; 广东
中图分类号: R155      文献标识码:A      文章编号:1004-8456(2017)04-0492-04
Risk assessment of cadmium exposure in shellfish in Guangdong Province
LIANG Hui1, LIU Zhi-ting1, ZHOU Shao-jun1, CHEN Zi-hui2
     LONG Chao-yang1, WANG Ping2, HU Shu-guang1, DENG Xiao-ling1

(1.Center for Disease Control and Prevention of Guangdong Province,Guangdong Guangzhou 511430,China; 2.Guangdong Provincial Institute of Public Health,Guangdong Guangzhou 511430,China)

Abstract: ObjectiveTo investigate the content of cadmium in shellfish in Guangdong Province and make dietary exposure assessment of cadmium in shellfish. MethodsThe shellfish samples were collected from Pearl River Delta, Eastern and Western Guangdong Province using random sampling method. Point assessment method was used to evaluate the exposure of dietary cadmium intake from shellfish. The risk of dietary cadmium exposure from shellfish were evaluated. ResultsThree hundred and seven samples were included in the analysis. The median concentration of cadmium in shellfish was 0.630 mg/kg and the exceeding standard rate was 23.8% (73/307). The exceeding standard rates in Eastern Guangdong, Western Guangdong and Pearl River Delta were 19.4% (13/67), 23.5% (16/68), and 25.6% (44/172), respectively. The corresponding median concentration of cadmium were 0.530, 0.806 and 0.853 mg/kg, and the difference was not statistically significant (χ2=0.94, P>0.05). The average (P50) and high level (P97.5) daily intake of cadmium from shellfish by the total survey population was 0.957 μg/d, and 4.511 μg/d, respectively. The monthly intake of cadmium associated with shellfish calculated from average and P97.5 exposure doses accounted for 1.91% and 9.02% of PTMI, respectively. ConclusionThe cadmium content of some shellfish in Guangdong Province exceeded the standard. However, the cadmium intake from shellfish by the survey population was not high.
Key words: Shellfish; aquatic product; heavy metals; cadmium; exposure; risk assessment; Guangdong
        重金属镉是一种半衰期很长的多器官损害毒物,长期食用被镉污染的食品,可能导致体内蓄积过量的镉而引起人体多系统、多脏器的损害,同时镉的致畸作用和致癌作用也已经动物试验得到证实[1]。随着现代工农业的发展,水质污染日益严重,重金属超标问题尤其突出,水体中的镉通过食物链逐渐富集到鱼虾贝类等水产品中,造成食品污染。贝类由于底栖的生活模式、滤食的食性、移动性差以及活动范围小等特点,对环境污染的变化通常缺乏回避能力,容易暴露于污染物并对其进行富集[2],已有研究[3-6]表明水产品中的贝类对镉有较强的浓缩富集能力,贝类水产品中存在一定程度的镉超标问题。广东省居民喜食牡蛎、贻贝、花蛤等贝类水产品,既往研究[7]表明广东省沿海城市居民日均虾蟹贝类的摄入量达66.6 g,因此对广东省居民贝类水产品中镉暴露的风险进行评估具有重要意义。既往研究存在样品量不足、采样范围较小、样品代表性不足的问题。本研究对广东省居民贝类消费量较大的粤东、粤西和珠三角等沿海地区的贝类中镉含量进行调查,同时结合膳食消费量数据,对广东省居民贝类水产品中镉暴露进行风险评估。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1样品采集
        采用随机抽样的方法,在贝类消费量较高的粤东、粤西和珠三角等沿海地区的地级市和佛山顺德区采集贝类水产品样品,每个地级市(区)选择1个中心城区和2个县区及其下辖的1~2个乡镇作为采样点,在每个采样点随机选择农贸市场、商店超市或者养殖场采集样品。
        采集的贝类样品包括牡蛎、蛤、扇贝、贻贝、蚶等,每份样品采样量均不少于500 g,采样环节包括流通和养殖环节。根据简单随机抽样中总体均数估计的样品含量计算公式n0=(Zα/22σ2/(με)2,公式中n0 为最小样品量,σ为总体标准差,μ为总体均值,ε为最大相对误差,Zα/2为在给定可信水平(1-α)%上的Z值,本研究中采用的95%可信水平对应的Zα/2值为1.96。参照以往贝类水产品中镉含量平均水平(0.464±0.658) mg/kg[8],使最大相对误差不超过15%,则计算出需要样品量至少305份。
1.1.2食物消费量数据
        食物消费量数据来源于2010—2012年广东省居民营养与健康状况调查。采用多阶段分层整群抽样的方法,抽取大城市、中小城市和农村共3 150户家庭,进行连续3 d 24 h膳食回顾食物消费状况调查。从调查数据中选取水产品消费数据进行膳食暴露量计算。 
1.2检测方法  
1.2.1样品前处理
取样品可食部分,先用清水清洗,再用纱布吸干表面水分,用搅拌机搅碎匀浆。采用微波消解法制备消化液,同时做试剂空白试验。  
1.2.2镉含量测定
采用电子耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定贝类中镉含量,检出限(LOD)为0.001 mg/kg,当检测结果低于LOD时,采用1/2LOD替代未检出值进行统计学分析。
1.2.3膳食暴露量计算及评估
        采用点评估模型估计广东省居民的贝类镉暴露量[9],根据点评估模型,金属i的平均膳食暴露量(Xi)=∑nk=1Mk×Cki,Mk为第k种食物在目标人群中每人每天的平均消费量(g/d);Cki为第k种食物中污染物的平均含量(mg/kg);n是调查的食物种类数目;根据第P97.5百分位数人群的消费量,可以得出高消费人群的膳食中镉暴露量。
        将联合国粮食与农业组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)推荐的镉暂定每月可耐受摄入量(PTMI,25 μg/kg BW)与本研究计算得到的镉每月评估摄入量(EMI)作对比,评估广东省居民食用贝类水产品的镉暴露风险。EMI(μg/kg BW)=C×M×30/WAB=暴露量×30/WAB,C是贝类中镉平均含量(mg/kg);M为贝类水产品的消费量(g/d);WAB为体重(kg)。     
1.3统计学分析
        贝类中镉含量呈非正态分布,采用中位数(M)和四分位数间距(Q)进行统计描述,Kruskal-Wallis秩和检验进行组间比较;分类变量采用率进行描述,卡方(χ2)检验进行组间比较。检验水准α=0.05,SPSS 22.0软件进行数据分析,以P<0.05为差异有统计学意义。
 2结果
2.1贝类中镉含量
        本研究实际采集贝类样品307份,包括牡蛎、蛤、扇贝、贻贝、蚶等。每份样品的镉含量在0.004~10.800 mg/kg之间,平均含量为1.367 mg/kg,中位数含量为0.630 mg/kg,四分位数间距为1.650 mg/kg。参照GB 2762—2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[10],贝类中镉含量不得超过2 mg/kg,本次检测的307份样品中,超标率为23.8%(73/307),对不同采样地区的镉含量进行分析,结果见表1。珠三角地区的贝类中镉含量超标率高于粤西和粤东地区,但差异无统计学意义(χ2=1.02,P>0.05)。珠三角地区贝类中镉含量的中位数同样高于粤东和粤西地区,但差异仍无统计学意义(χ2=0.94,P>0.05)。
2.2广东省居民贝类水产品中镉暴露量
表1广东省不同采样地区贝类水产品中镉含量(±s)
Table 1Cadmium content of shellfish in different sampling area of Guangdong Province    
        根据2010—2012年广东省居民营养与健康调查所获得的数据,贝类的平均消费量为(0.7±0.1)g/d,其中高消费人群(P97.5消费量的人群)的消费量为3.3 g/d。结合不同区域贝类中的镉平均含量,计算广东省居民摄入贝类的镉暴露量,结果见表2。总体上,广东省居民摄入贝类中镉平均暴露量为0.957 μg/d,高消费人群的暴露量为4.511 μg/d。粤东、粤西和珠三角地区的平均消费暴露量分别为0.876、1.018和0.965 μg/d,高消费暴露量分别为4.132、4.798和4.547 μg/d。
 表2广东省居民贝类水产品中镉暴露量
Table 2Cadmium exposure doses of shellfish in Guangdong     
Province  
2.3贝类中镉暴露风险评估
        将广东省居民摄入贝类中镉的暴露量按照60 kg成年人参考体重标化为镉暴露量的EMI,并与相应的PTMI值(25 μg/kg BW)比较,结果见表2。广东省居民每月平均消费暴露量以及高消费人群暴露量的EMI分别为0.48和2.26 μg/kg BW,分别占PTMI的1.91%和9.02%。不同区域的平均消费暴露量的EMI在0.44~0.51 μg/kg BW之间,高消费暴露量的EMI在2.07~2.40 μg/kg BW之间。
3讨论
        镉蓄积在肾脏,在人体内的半衰期长达10~35年,不断释放产生持续毒性作用和累计效应,危害人体健康。由于镉在人体内半衰期长,2010年世界卫生组织将镉的限量值由暂定每周耐受摄入量(PTWI)7 μg/kg BW,改为PTMI 25 μg/kg BW。研究[11-12]表明,即便每日镉的暴露量在目前的推荐值以下,仍会增加肾功能损害和患周围血管疾病的风险,即使是微量的镉,也可通过生物积累和放大对人机体的肺、骨、肾、肝、免疫系统和生殖器官等产生一系列损伤。
本研究中广东省贝类水产品的平均镉含量为1.367 mg/kg,中位数含量为0.630 mg/kg,与姜杰等[13]报道的广东沿海贝类的平均镉含量(1.26 mg/kg)相近,比王茂波等[14]报道的烟台市海域中贝类的平均镉含量(0.354 mg/kg)高,这可能与广东省内,特别是珠江三角洲地区的工业迅速发展有关,大量含有重金属的工业废水通过各种途径进入珠江和河口区海域,给水环境造成污染。研究[2]表明重金属进入水产动物的途径主要有以下3种:一是水产动物呼吸时,通过鳃吸收水中氧气的同时吸收重金属,经血液循环富集于各个部位;二是水产动物通过摄食,重金属进入体内;三是水产动物体表与水体的渗透交换作用富集。同时,双壳类动物能产生金属硫蛋白,金属硫蛋白能牢固地结合大量的重金属,因而这些动物体中的重金属含量较高,所以,贝类水产品中镉的含量也从一方面反映了相应水体中重金属的浓度,本研究显示贝类水产品中镉的中位含量高低依次为珠三角(0.853 mg/kg)、粤西(0.806 mg/kg)、粤东(0.530 mg/kg)地区,对广东省各个区域水体环境中镉的含量高低以及污染程度起到了一定的提示作用。
        评估结果显示,在一般消费水平下,调查总人群的贝类镉暴露量远低于PTMI值,EMI仅占PTMI的1.91%;在高消费水平下,调查总人群暴露量的EMI占PTMI的9.02%,结果表明仅从贝类中摄入的镉暴露风险不高。根据2000年中国膳食研究[15],我国不同年龄组的人群镉膳食暴露量占PTWI的30.3%~67.0%,其中谷类和蔬菜的贡献最高,其次为水产品。戴光伟等[4]的研究也表明,广东省居民食用水产品中镉平均暴露量的EMI仅占PTMI的2.0%,高消费人群暴露量的EMI占PTMI的15.5%,通过水产品的镉平均摄入量较低,尚不认为水产品中的镉会造成人体的健康损害。
        广东省居民主要贝类消费品种繁多,主要有牡蛎、蛤、扇贝、贻贝、蚶等,以牡蛎为主,王立明等[16]的研究结果显示,山东沿海养殖区的5种贝类中,成年人太平洋牡蛎的镉膳食暴露量的EMI占PTMI的84%,其余4种贝类(毛蚶、菲律宾蛤仔、文蛤、四角蛤)均在10%左右,说明不同贝类中镉的膳食暴露风险可能有差异,虽然大多数贝类的镉暴露风险不高,但牡蛎对重金属铜、镉的净积累型特性提示牡蛎的镉暴露风险应引起重点关注,敏感人群儿童食用可能会造成健康风险,建议去除内脏后食用。本次研究的膳食消费量数据来自2010—2012年广东省居民营养与健康调查,采用了膳食调查各个监测点的人群平均消费量数据,计算广东省粤东、粤西和珠三角地区居民摄入贝类的镉暴露量,一定程度上低估了3个地区居民贝类中镉暴露水平差异,评估结果存在一定不确定性。今后的研究可进一步针对不同地区的具体消费情况,采用较为精细的评估方法,进行贝类中镉暴露的更精确的风险评估。
综上所述,广东省居民贝类水产品中镉暴露的风险总体不高,但贝类摄入过多会增加镉暴露的风险,所以对高消费人群,仍需重点关注。
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