鸡蛋中全氟化合物残留特征及其风险评估*

谢刘伟，张鸿，李静，刘宝林，柴之芳，沈金灿，杨波

1(深圳大学生命科学学院，广东深圳，518060)2(深圳大学 物理科学与技术学院，广东深圳，518060)

3(深圳大学 化学与化工学院，广东深圳，518060)4(中国科学院高能物理研究所，北京，100049)

5(深圳出入境检验检疫局食品检验检疫技术中心，广东深圳，518045)

全氟化合物(perfluorinated compounds，PFCs)是一类碳链上氢原子全部被氟取代的新型有机污染物，主要分为全氟磺酸(perfluoroalkyl sulfonic acids，PFSAs)和全氟羧酸(perfluoroocarboxylic acids，PFCAs)两大类。PFCs具有疏油、疏水特性，因此被广泛应用于纺织、造纸、包装、农药和消防等工业和民用领域。由于PFCs含有极高键能(键能约460.5 kJ/mol)的C-F共价键，因此这类化合物具有很强的稳定性，能够耐受热、光、化学和高等生物降解，并可随食物链的放大在生物体内富集至相当高的浓度［1］。进入生物体的PFCs主要与体内蛋白质结合，可引发线粒体能量代谢障碍、脂肪代谢紊乱及生殖、发育、神经系统等中毒现象［2］，有鉴于此，包括PFOS在内的9种新型持久性有机污染物(persistent organic pollutants，POPs)于2009年5月被增列入POPs公约黑名单，并于2010年8月26日正式生效［1］。

目前，PFCs 在 动物血 液［3］、乳［3］、肌 肉［4］、肝脏［4］、蛋［5］中均有检出，且残留特征因地区而异［6］。近期研究表明，鸟蛋中有较高 PFCs富集。Karin等［7］研究发现，瑞士崖海鸦蛋中PFOS最高可达400 μg/kg，Gouter等［8］则发现，加拿大海鸥蛋中 PFCs主要暴露源缘于海洋捕食。生物样本中PFCs主要来源虽未有确切定论，但研究普遍认为食物摄入是其主要暴露途径。鸡蛋是人类摄取蛋白质的重要途径，故PFCs可能通过摄食鸡蛋对人体健康造成潜在的危害。本研究采用离子对提取、固相萃取与高效液相色谱质谱联用，对11个省(直辖市)鸡蛋中PFCs残留水平进行分析，同时比较生、熟鸡蛋中PFCs的残留变化，并对经鸡蛋摄入人体的PFCs风险进行了评估。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

甲醇(色谱纯，美国J.T.Baker公司)，甲酸(色谱纯，美国Dikma公司)，氨水(25%，优级纯，比利时Acros公司)，四丁基硫酸氢铵(tetra-n-butylammonium hydrogen sulfate，TBA)(＞99%，百灵威)，甲基叔丁基醚(methl tert-butyl ether，MTBE)，Na2CO3(＞90%，美国Sigma公司)。实验用水为电阻率18.2 MΩ的超纯水。12种PFCs混合外标为全氟戊酸(perfluoropentanoic acid，PFPeA)、全氟己酸(perfluorohexanoic acid，PFHxA)、全氟庚酸(perfluoroheptanoic acid，PFHpA)、全氟辛酸(perfluorooctanoic acid，PFOA)、全氟壬酸(perfluorononanoic acid，PFNA)、全氟癸酸(perfluorodecanoic acid，PFDA)、全氟十一酸(perfluoroundecanoic acid，PFUdA)、全氟十二酸(perfluorododecanoic acid，PFDoA)、全氟十三酸(perfluorotridecanoic acid，PFTrDA)、全氟十四酸(perfluorotetradecanoic acid，PFTeDA)和全氟辛烷磺酸盐(sodium perfluoro-1-octanesulfonate、L-PFOS)、全氟癸烷磺酸盐(sodium perfluoro-1-decanesulfonate、L-PFDS);9 种PFCs混合内标为 MPFBA(perfluoro-n-［1，2，3，4-13C4］butanoic acid)、MPFHxA(perfluoro-n-［1，2-13C2］hexanoic acid)、MPFOA(perfluoro-n-［1，2，3，4-13C4］octanoic acid)、MPFNA(perfluoro-n-［1，2，3，4，5-13C5］nonanoic acid)、MPFDA(perfluoro-n-［1，2-13C2］decanoic acid)、MPFUdA(perfluoro-n-［1，213C2］undecanoic acid)、MPFDoA(perfluoro-n-［1，2-13C2］ dodecanoic acid)、MPFHxS(sodium perfluoro-1-hexane［18O2］sulfonat)、MPFOS(sodium perfluoro-1-［1，2，3，4-13C4］octanesulfonate)，均购自加拿大Wellington公司。用甲醇逐级稀释为 0、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5 ng/mL，8个浓度用于HPLC-MS/MS标准工作曲线。

1.2 仪器与设备

HPLC-MS/MS联用仪(Agilent 1100-API 3000，美国AB公司)，氮吹仪(HSC-12B，天津市恒奥科技发展有限公司)，12管真空萃取装置(美国BESEP公司)，Polymer WAX(150 mg，6 cc)固相萃取柱(美国Chrom-Matrix公司)，纯水机(Simplicity，美国 Millipore公司)，离心机(centrifuge 5804，德国eppendorf公司)。

1.3 实验方法

1.3.1 样品采集与前处理

2013年8～9月，鸡蛋分别产自吉林、北京、山东、河南、安徽、浙江、湖北、湖南、江西、四川和广东等11个省(直辖市)。每产地取90枚蛋，由其下辖每地级市(区，县)8～12枚蛋混合组成，依次用超纯水、甲醇、超纯水清洗蛋壳。生蛋去壳用打蛋器充分混匀，取1.0 g装入15 mL聚丙烯管，存入-20℃冰箱中待用;另取60枚洗净鸡蛋，置于煮蛋器煮至全熟，去壳，研钵中研碎混匀，取1.0 g装入15 mL聚丙烯管，加入10 mL超纯水，存于-20℃冰箱待用。

取出装有1.0 g鸡蛋的聚丙烯管，离子对萃取，加入2 ng PFCs内标，1 mL TBA，2 mL Na2CO3，5 mL MTBE，室温下摇床萃取1 h后离心10 min(10 000 r/min)，上清液移至50 mL聚丙烯管中，沉淀加5 mL MTBE重复提取2次，共收集约15 mL上清液，氮吹至干，加入8 mL 2%甲酸水溶液，并加超纯水稀释至50 mL，上处理过的WAX固相萃取柱(依次用4 mL甲醇，4 mL水进行活化)，流速1滴/s，待样品流干，依次用4 mL 2%甲酸水溶液、4 mL 2%甲酸水溶液∶甲醇(体积比1∶1)混合液淋洗，抽干，用4 mL甲醇淋洗至流干，最后用5 mL 9%氨水甲醇溶液洗脱，抽干，收集洗脱液氮吹至干，甲醇定容至1 mL后过0.22 μm尼龙膜，转入2 mL进样瓶待HPLC-MS/MS分析。

1.3.2 仪器分析

HPLC分析:色谱柱为 Agilent Eclipse XDB C18(3.5 μm，2.1 mm × 150 mm)，进样体积 20 μL。在50℃柱温，0.3 mL/min流速下，流动相A(甲醇)与B(2 mmol/L醋酸铵水溶液)的梯度洗脱程序为:起始时20%A、80%B，8 min 时95%A、5%B，13 min 时100%A，14 min 时20%A、80%B，保持6 min。

MS/MS分析:使用API 3000三重四极杆串联质谱，选择电喷雾负离子化模式、负离子扫描方式及多反应监测模式，在4 500 V电喷雾电压、10 L/min雾化气流速、9.0 L/min气帘气流速、5.0 L/min辅助气流速和450℃离子源温度下，内标法定量。

1.3.3 人体健康风险评估

化学污染物进入人体主要有2种途径，一是主动吸收，即污染物以经口进食或经鼻呼吸的方式进入人体，另一种则是通过体表暴露，即污染物通过裸露的皮肤、眼睛进入人体［9］。基于中国居民膳食指南建议的蛋类摄入量(成年男性27.35 g/d;成年女性25.25 g/d)与中国人平均体重［10］(成年男性62.70 kg;成年女性54.35 kg)，通过鸡蛋摄入PFCs的人体健康风险评估可通过日暴露剂量(daily exposure dose，DED)予以指示［11］:

式中:DDI(dietary daily intake)为日鸡蛋进食量，g/d;c为PFCs浓度，μg/kg(wet wt);m为人体质量，kg;i=1，2，…，n。

1.4 质量保证和控制

鸡蛋中PFCs含量均以湿重平均值计。实验器皿均采用聚丙烯材质，使用前先经甲醇淋洗，所有实验用水均为Milli-Q超纯水。为控制样品前处理过程可能带来的外源性污染，实验进行全程空白并在数据中扣除。生、熟蛋中12种PFCs在2 ng/L浓度水平的加标回收率分别为83%～118%和66%～129%，在0～5.0 ng/mL浓度范围的线性相关系数(r2)在0.990 7～0.999 7，检测限范围0.010 ～0.095 2 ng/g，满足分析要求。低于定量检测限(limit of quantification，LOQ)的 PFCs取1/2 LOQ。

1.5 统计分析

十二种PFCs间pearson相关分析应用SPSS(Statis-tical Product and Service Solutions，19.0)统计分析软件。

2 结果与讨论

2.1 鸡蛋中全氟化合物残留特征

11个省(直辖市)鸡蛋中PFCs含量均值、中位数、最大最小值见图1。除PFDS、PFTeDA PFDoA未检出外，其他10种PFCs检出率(%)依次为PFOA(100)＞PFNA(91)＞PFOS=PFHxA(82)＞PFDA(73)＞PFHpA=PFPeA(64)＞PFTrDA=PFUdA(9)，灰尘中含有较高含量的PFOA［12］，因此PFOA 的高检出率可能与蛋鸡暴露环境灰尘较多有关。

图1 鸡蛋中PFCs含量Fig.1 PFCs concentration in chicken eggs

检出PFCs以中短链(C≤10)为主，约占ΣPFCs的99%，鸡肝［13］、鸡血清［14］中长链 PFCs比例相对较高，禽鸟可通过产蛋将自身 PFCAs转移至下一代［15］，但随碳链增长，PFCs空间位阻增大，可能影响长链PFCs的传递比率。长链PFCs仅有C11的PFU-dA 和C13的 PFTrDA 检出，与文献报道［16］PFCs碳链奇数碳原子检出高于偶数碳原子一致。

鸡蛋中检出PFOS(0.094 6 μg/kg)残留水平最高，其次为 PFOA(0.085 8 μg/kg)，分别占 ΣPFCs的23%和20%，是鸡蛋中PFCs主要残留。由于PFOS、PFOA性质稳定、生物半衰期长，是多种PFCs前体物质的主要降解产物［17］，可能是造成鸡蛋中 PFOS、PFOA残留较高的原因。鸡蛋中 PFOS检出率较PFOA低，但残留水平较PFOA高的原因应与鸡体去除PFOA的速度快于PFOS［18］有关。此外，由于样本采自夏季，蛋鸡增加饮水，鸡舍采用喷水降温以及玉米、豆粕、鱼粉等鸡饲料中常含有较高的磺酸类PFCs［13］都是致鸡蛋暴露于PFCs不容忽视的途径。

检出的10种PFCs间Pearson相关性分析结果(表1)显示，鸡蛋中 PFPeA与长链 PFUdA、PFDoA、PFTrDA呈显著相关(P＜0.01)，表明长链PFCs存在降解行为［17］，PFHxA 与 PFHpA(P ＜0.01)，PFOA 与PFHxA(P＜0.01)、PFDA(P＜0.05)亦呈正相关，表明鸡蛋中全氟羧酸类PFCs有相似来源或相同生物积累途径。究其原因，与PFCAs类产品的前体物质氟调聚醇(fluorotelomer alcohols，FTOH)易挥发，可氧化形成长链PFCAs并进一步降解生成短链PFCAs［17］有关，而PFCAs可经食物链进入蛋中。

表1 鸡蛋中PFCs相关系数矩阵Table 1 Correlation matrix of PFCs concentration in eggs

目前对于食物源中PFCs的分析多限于对其生鲜状态的检测，本研究对同产地生、熟鸡蛋中PFCs含量分析结果显示，煮熟鸡蛋中仅测得 PFHxA(0.013 9 μg/kg)和 PFOA(0.021 6 μg/kg)，其ΣPFCs仅为生蛋的11%。导致熟蛋PFCs残留显著减少的可能原因有:(1)煮熟过程中，蛋黄水分有向外释放趋势［19］，可能使PFCs外移至蛋壳，令鸡蛋可食部分PFCs残留大幅下降;(2)煮蛋器在煮蛋过程产生过热蒸汽，可能使PFCs类发生降解［20］;(3)PFCs通常与蛋白质结合，高温致蛋白质变性可能会使蛋白质中 PFCs残留减少［21］。

2.2 不同产地鸡蛋中PFCs残留分布

鸡蛋中ΣPFCs残留呈沿海产地高于内陆的趋势(P＜0.05)，沿海地区经济相对发达，人口密集，涉PF-Cs产品的生产、使用较多，应是造成东部沿海产鸡蛋中ΣPFCs较高的原因。此外，来自海洋的PFCs前体物质的外源性输入与沉降亦有可能对东部沿海PFCs含量造成影响。夏季我国东部沿海地区盛行东南季风，易挥发的PFCs前体物质FTOH可随大气远距离传输，沉降并氧化降解转化为稳定的PFCAs与PFSAs［22］。

以秦岭淮河为界，北京、吉林、山东、河南等北方产鸡蛋中PFOS约占ΣPFCs的33%，显著高于南方产鸡蛋的17%，其原因可能与北方蛋鸡饲料中更广泛添加中草药类添加剂有关［23］，中草药饲料添加剂有效成分包括生物碱、油脂、维生素、矿物质等，这些物质在蛋黄中广泛存在，而几乎不存在于蛋清中。研究结果显示，蛋黄中 PFOS约占鸡蛋中 ΣPFOS的98%，蛋黄几乎100%含有PFOS，而蛋清的检出率几近为零［5］，这可能与蛋黄特有成分如生物碱等物质利于PFOS的富集有关。

2.3 PFCs风险评估

金一和等［25-27］研究PFCs的动物毒理学结果显示，PFOS可穿过大鼠胎盘屏障和血脑屏障，可能对仔鼠和成年大鼠神经系统造成影响，亦可造成雄性鹌鹑生殖系统发育障碍;PFOA则可引发大鼠中枢神经细胞内钙超载，造成引发神经毒性。研究还表明，人血清中PFOA浓度达到0.20 μg/mL时，可能使脑细胞钙离子浓度升高，引发神经毒性。

基于摄食生鸡蛋计算的中国成年人鸡蛋摄入PFOS［成年男性:3.625 ×10-5μg/(kg·d);成年女性:3.861×10-5μg/(kg·d)］和 PFOA［成年男性:3.420×10-5μg/(kg·d);成年女性:3.642×10-5μg/(kg·d)］的日暴露剂量远低于欧洲食品安全局推荐的参考剂量［PFOS:0.025 μg/(kg·d);PFOA:0.333 μg/(kg·d)］［28］，而煮熟鸡蛋中 PFCs 显著减少，表明摄食鸡蛋对PFCs的暴露不具有即时危害，与文献报道［29-30］相一致。但考虑人体暴露于PFCs是多方面的，除饮食、呼吸、皮肤接触，还受地域PFCs本底、个体暴露时间等因素的影响，对PFCs的人体暴露风险评价仍有待更加系统和全面的研究。

3 结论

鸡蛋中PFCs主要残留为PFOS(0.094 6 μg/kg)和PFOA(0.085 8 μg/kg)。就产地而言，东部沿海鸡蛋中ΣPFCs高于内陆，北方鸡蛋中PFOS残留高于南方。煮鸡蛋中ΣPFCs残留大幅减少，与煮蛋过程蛋黄水分外移有关。基于摄食鸡蛋暴露PFCs的风险值远低于参考值，不具即时危害。

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