全氟烷基化合物在长江流域水产品中的分布研究

周殿芳，甘金华，吕磊，彭婕，王强，陈建武，何力

(中国水产科学研究院长江水产研究所，农业部水产品质量安全风险评估实验室(武汉)，430070)

全氟烷基化合物在长江流域水产品中的分布研究

周殿芳，甘金华，吕磊，彭婕，王强，陈建武，何力*

(中国水产科学研究院长江水产研究所，农业部水产品质量安全风险评估实验室(武汉)，430070)

全氟烷基化合物(PFASs)广泛存在于各种环境及生物体中，基于其环境持久性、生物机体的危害性以及难降解性，引起了人们的广泛关注。本研究考察了长江流域5个省份10个城市27种水产品中23种PFASs的残留水平，对长江流域水产品中PFASs污染情况进行分析和研究，得出长江流域水产品中PFASs的残留现状和规律，为全面了解并控制长江流域水产品PFASs残留提供基础数据。生物基质样品采用2%酸化乙腈提取，C18和碳黑(GCB)净化，HPLC-MS/MS法测定。结合各种水产动物的生活习性、生态环境以及产品包装过程等特点，对不同水产品中PFASs的检出比例、种类及区域的检出含量水平进行比较分析，发现黄鳝(Monopterusalbus)中PFASs的检出比例相对较高，为78.95%；河蟹中PFASs的含量水平最高，为6.29 μg/kg。湖北省水产品中的PFASs检出的总含量水平较其他省份高，为7.64 μg/kg；长江流域5个省份水产品中全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonic acid，PFOS)检出含量水平较高，全氟辛酸(perfluorooctanoic acid，PFOA)的含量水平相对较低。本研究对长江流域水产品中PFASs的含量水平和残留特征进行了比较分析，这对于水产品中PFASs残留的消减与控制，具有一定参考价值。[中国渔业质量与标准，2016，6(2):57-65]

水产品；全氟烷基化合物；长江流域；分布；残留

全氟烷基化合物(perflurorinated alkylated substances, PFASs)是一类庞大的脂肪烃类化合物，按碳链长短，分为长链和短链；按功能基团，分为羧酸类、磺酸类和酰胺类；是一类含有极高化学键能(约为110 kcal/mol)的C-F共价键的含氟有机化合物，其稳定性高，具有疏油性、疏水等特性，作为一种有机氟表面活性剂，被广泛应用于工业产品中，包括面料及地毯的防污涂层、食品纸包装的防油涂层、灭火泡沫等[1-7]。PFASs的弱极性特征导致其易被水产动物富集，再通过食物链放大几十万倍[3]。PFASs在动物及人体内，会产生毒性效应，易引起肝脏器官发生病变。有研究[8]发现，20 ng/L全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonic acid，PFOS)会导致大鼠肝脏、胰腺等器官产生肿瘤。因此控制水产品中PFASs的污染水平，降低其健康风险是一项重要并且艰巨的任务。2011年3月17日，欧盟委员会发布了2010/161/EU号[9]议案，提议对鱼、肉等各类动物源性食品开展PFASs的监控。

Taniyasu等[10]在2003年对日本水体的鱼类中PFASs残留含量进行研究，得到所采集的鱼类样品中PFASs含量均在检测限(0.5 μg/kg)之上。Tomy等[11]则对加拿大弗洛里舍海湾水产品进行研究，得出全氟辛酸(PFOA)和全氟十一烷酸(Perfluoroundecanoic acid，PFUDA)检出率相近，同时鱼类中没有检出PFOA，而蟹类中PFOA含量较高。Sinclair等[12]研究得到纽约的大嘴鲈和小嘴鲈体内均含有较高浓度的PFOS，并且远高于当地地表水中PFOS的浓度；2009年Bergera等[13]发现瑞典韦特恩湖和波罗湾海域鱼体内含有PFASs，并且PFOS浓度最高，同时韦特恩湖的PFASs浓度高于咸海水的波罗湾海域。2006年，Gulkowska等[14]对广州和舟山的海产品中PFASs含量进行检测，发现所有样品均检出PFOS，其中广州皮皮虾(Oratosquillaoratoria)中PFOS含量最高，浓度较低的为广州的丽文蛤(MeretrixCusoria)。2010年，Shi等[15]对青藏高原几大淡水湖中鱼类中PFASs残留进行研究，发现96%的鱼类样品中检出PFOS。Zhao等[16]检测了厦门和香港的淡水鱼类和海洋鱼类中PFASs的含量，发现两地的鱼类所含的PFASs浓度没有显著性差异。

综上所述，中国乃至世界许多流域的水产品中均存在不同程度的PFASs残留，而中国对水产品中PFASs的残留研究还相对较少，专门针对长江流域水产品中PFASs的检测研究更是未见报道。因此，开展长江流域(包括江西省、湖北省、湖南省、安徽省和四川省)水产品中PFASs残留含量研究具有很好的现实意义。本研究对长江流域5个省份不同地区所采集的水产品进行前处理，再利用液相色谱串联质谱仪进行含量测定，并对PFASs的含量残留分布情况进行研究分析，获得长江流域水产品中PFASs的残留情况和规律，为全面了解并控制长江流域水产品的PFASs残留提供基础依据。

1 采样及处理方法

1.1 样品采集

于2014年4月、8月、11月和2015年1月，分别在湖南(长沙、岳阳)、湖北(武汉、荆州)、四川(成都、重庆)、江西(九江、南昌)和安徽(安庆、合肥)的农贸市场、批发市场、养殖基地和超市采集了草鱼、鳙、鳜和鲤等27个品种，共382个样品。其中湖南采集了17个品种78个样品，湖北采集了17个品种65个样品，四川采集了17个品种73个样品，江西采集了23个品种83个样品，安徽采集了24个品种83个样品。样品采集后，均质匀浆，即置于-20 ℃冰柜中冷藏。

1.2 样品处理

HPLC-MS/MS技术具有较高的灵敏度、稳定性、重现性和选择性，是目前分析PFASs污染最常用的方法[17-21]。样品解冻后，参考文献[17]方法进行处理。

1.2.1 材料与方法

全氟丁酸(PFBA)、全氟戊酸(PFPeA)、全氟己酸(PFHxA)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一烷酸(PFUdA)、全氟十二烷酸(PFDoA)、全氟十三烷酸(PFTrDA)、全氟十四烷酸(PFTeDA)、全氟十六烷酸(PFHxDA)、全氟十八烷酸(PFODA)、全氟丁烷磺酸(PFBS)、全氟己烷磺酸(PFHxS)、全氟庚烷磺酸(PFHpS)、全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟癸烷磺酸(PFDS)、全氟辛烷磺酰胺(PFOSA)、N-甲基全氟辛烷磺酰胺(N-MeFOSA)、N-乙基全氟辛烷磺酰胺(N-EtFOSA)、N-甲基全氟辛基磺酰胺乙醇(N-MeFOSE)、N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(N-EtFOSE)、13C4-全氟辛酸、13C4-全氟辛烷磺酸、13C8-全氟辛烷磺酰胺的标准物质均由Wellington Labortories公司生产；甲醇、乙腈(HPLC级，J.T.Baker公司)；超纯水(18.2 MΩ·cm)； C18填料(50 μm，艾杰尔公司)；石墨化碳黑(CNWBOND Carbon-GCB，120-400目，CNW公司)，其他未作特殊说明的试剂均为分析纯。本研究利用内标法定量。

1.2.2 提取

称取5.00 g匀质试样，于50 mL聚丙烯(PP)离心管中，加入内标物(13C4-全氟辛酸1 ng、13C4-全氟辛烷磺酸5 ng，13C8-全氟辛烷磺酰5 ng)，再加入超纯水5 mL，涡旋混匀后再加入2%甲酸乙腈10 mL，涡旋均质1 min，再加入4 g无水硫酸镁、1 g氯化钠，立即涡旋混匀(避免硫酸镁结块)，以8 000 r/min离心5 min，上清液移至15 mL聚丙烯离心管中，待净化。

1.2.3 净化

取200 mg C18填料粉末、100 mg石墨化碳黑(GCB)和1.5 g无水硫酸镁加入15 mL聚丙烯离心管中，充分涡旋后，8 000 r/min离心5 min，最后将上清液转至玻璃氮吹管中，45 ℃氮吹至干，加入1 mL甲醇水(1︰1，V/V)定容，以12 000 r/min高速离心10 min，吸取上清液过0.22 μm滤膜后，供HPLC-MS/MS分析。

1.3 样品分析

液相色谱条件：Thermo Hypersll GOLD色谱柱(2.1 mm×100 mm，5 μm)，Thermo Hypersll GOLD色谱柱(2.1 mm×50 mm，5 μm)；柱温为40 ℃；流速为0.20 mL/min；进样量为25 μL。流动相A为5 mmol/L 乙酸铵水溶液，流动相B为甲醇。洗脱梯度：0～8 min，40%～95% B；8～11 min， 95%B；11～11.01 min，95% ～40% B；11.01～15 min，40%B。

质谱条件：电喷雾离子源(ESI)，多反应监测(SRM)，负离子模式；喷雾电压为3 000 kV；鞘气流速为30 L/min；辅助气流速为20 L/min；离子传输毛细管温度为270 ℃。

2 结果与讨论

2.1 质量控制

采用样品加标回收测定进行样品检测中的质量控制，通过加入内标物质来校正样品净化过程中的损失和样品分析时所产生的误差。标准物质和样品进行多次平行测定，相同条件下进行空白分析，实现分析过程中的质量控制。

2.1.1 定量方式与线性关系

以甲醇-水(1∶1，V/V)为溶剂，将标准品稀释成0.25、0.5、1、2、5和10 μg/L系列标准溶液，其中每份标准溶液内都含有内标，以待测物的质量浓度为横坐标，定量离子质量色谱峰面积与内标峰面积的比值为纵坐标，绘制标准曲线，结果见表1。另外，在空白样品中添加目标化合物，按照上述样品前处理及仪器方法同时测定，以3倍信噪比(S/N)对应的浓度作为检出限(limit of detection, LOD)，10倍信噪比(S/N)对应的浓度作为定量限(limit of Quantity, LOQ)，结果见表1。结果表明，方法的LOD为0.05 μg/kg，LOQ为0.10 μg/kg。

表1 23种PFASs的线性范围、相关系数、检出限和定量限
Tab.1 Linear range, correlation coefficient, LOD and LOQ of 23 PFASs

化合物Compounds内标物Internetstandard内标物浓度/(μg·L-1)Internetstandardconcentration线性范围/(μg·L-1)Linearrange回归方程Regressionequation相关系数RCorrelationcoefficient检出限/(μg·kg-1)LOD定量限/(μg·kg-1)LOQPFBA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．322x+0．1080．9990．050．10PFPeA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．288x+0．1780．9920．050．10PFHxA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．512x+0．2270．9970．050．10PFHpA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．698x+0．0510．9950．050．10PFOA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．842x+0．0010．9910．050．10PFNA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．666x-0．0140．9960．050．10PFDA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．984x-0．1010．9990．050．10PFUdA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．854x-0．0830．9990．050．10PFDoA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．907x-0．2600．9970．050．10PFTrDA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．754x-0．3450．9910．050．10PFTeDA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．670x-0．2940．9970．050．10PFHxDA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．696x-0．4530．9900．050．10PFODA13C4-PFOA10．25～10．00y=0．439x-0．3880．9980．050．10PFBS13C4-PFOS50．25～10．00y=0．272x+0．2730．9910．050．10PFHxS13C4-PFOS50．25～10．00y=0．315x+0．0560．9930．050．10PFHpS13C4-PFOS50．25～10．00y=0．220x+0．0700．9980．050．10PFOS13C4-PFOS50．25～10．00y=0．217x-0．0170．9960．050．10PFDS13C4-PFOS50．25～10．00y=0．152x+0．0020．9980．050．10PFOSA13C8-PFOSAPFOSA50．25～10．00y=0．413x+0．0530．9990．050．10N-MeFOSA13C8-PFOSA50．25～10．00y=0．387x-0．0040．9980．050．10N-EtFOSA13C8-PFOSA50．25～10．00y=0．479x-0．0580．9950．050．10N-MeFOSE13C8-PFOSA50．25～10．00y=0．165x-0．0270．9970．050．10N-EtFOSE13C8-PFOSA50．25～10．00y=0．167x-0．0090．9980．050．10

2.1.2 准确度和精密度

选取阴性草鱼为空白，分别按0.1、0.5和1.0 μg/kg PFASs加标水平添加，按上述方法进行测定，每个浓度6个平行。计算添加回收率和相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)，PFASs在草鱼中的添加回收率为70%～110%，RSD小于15%，结果见表2。

2.1.3 实际样品分析

应用上述方法对采集的382个样品，进行测定，每个样品平行测定3次，相对标准偏差均小于15%。得出采集的27个鱼类品种中，其中有14个品种均检出了PFASs含量残留，检出值大于定量限LOQ(0.1 μg/kg)均作有PFASs残留检出。

表2 方法的准确性和精密度结果

2.2 PFASs在各类水产品中的检出比例

图3列出了黄鳝(Monopterusalbus)、鳜(Sinipercachuatsi)、甲鱼(Trionyxsinensis)、泥鳅(Orientalweatherfish)、乌鳢(Channaargus)、小龙虾(Procambarusclarkii)、鳙(Hypophthalmichthysnobilis)、黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)、鲤(Cyprinuscarpio)、河蟹(Eriocheirsinensis)、草鱼(Ctenopharyngodonidellus)、鲢(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳊(Parabramispekinensis)和鲫(Carassiusauratus)等14个品种中PFASs残留的检出百分比。从图3中可知，草鱼、鲢、鳊和鲫的检出比例相对较低，均在30%以下；乌鳢、小龙虾、鳙、黄颡鱼、鲤和河蟹等6个品种的检出比例基本相当，均达到40%～50%；黄鳝、鳜、甲鱼、泥鳅等4个品种的检出率相对较高，均在50%以上；采集的黄鳝样品检出率最高，为78.95%，同时其检出含量在1.15～3.35μg/kg之间。

由于PFASs具有大量的高能“碳-氟”键，故具有高度的热稳定性和化学稳定性、难以降解[22]、弱极性等特征，易在水生物体内蓄积，导致各类鱼体内的PFASs检出率均相对较高。四大家鱼养殖环境相对单一，膳食结构处于生物链的低端，检出率相对较低。PFASs在生物体内易蓄积，且难以降解，黄鳝、鳜、甲鱼等偏食肉性鱼类，处于生态营养级的较高层，体内的PFASs检出比例较高[23-24]。尤其在所采集的黄鳝鱼体内检出的PFASs比例相对较高，但其比例相对较高的原因，还有待进一步研究。

图3 PFASs在14种水产品中的检出比例Fig.3 The detection ratio of PFASs in 14 aquatic products

2.3 PFASs在各类水产品中的含量水平

表4列出了14种水产品中PFASs的含量水平。比较各品种PFASs的总含量水平，得出河蟹和鳙中PFASs的含量水平相对较高，分别为6.29和6.02 μg/kg；黄鳝、泥鳅和乌鳢中 PFASs含量为3～4 μg/kg；草鱼、黄颡鱼、鳊等7种鱼类检出的含量水平相对较低，为1～3 μg/kg；鲢和小龙虾中PFASs的含量水平相对最小，分别为0.76 μg/kg和0.49 μg/kg。PFDA在14个品种中均有检出，但其检出值相对较低，检出含量范围为0.22～1.37 μg/kg。PFDoA仅在河蟹、黄鳝、泥鳅和甲鱼中有检出，检出含量水平较低，检出范围为0.20～0.48 μg/kg； PFTrDA在河蟹、黄鳝、泥鳅、甲鱼和小龙虾中均有检出，但检出含量均较低，在泥鳅中检出含量最高为0.77μg/kg，小龙虾中检出最低为0.31μg/kg； PFHxS仅在鳊中有检出，含量为0.71 μg/kg；PFOSA在泥鳅中个别样品有检出，而且其检出值相对较高，含量为2.5 μg/kg。

表4 14种水产品中PFASs的平均含量

注：n.d.为未检出，下同。

2.4 不同区域中水产品的PFASs残留情况

从表5可知，湖北省水产品中PFASs总含量水平最高，为7.64 μg/kg，江西相对低些，总含量为3.58 μg/kg，安徽和四川的PFASs总含量水平差不多，其均值分别为2.70和2.62 μg/kg，湖南省是最低的，检出含量为1.76 μg/kg。PFOS在5个省份的检出含量均较高，其中湖北省最高为8.42 μg/kg，其他4个省份的含量分别为7.07、2.75、2.53和1.72 μg/kg。PFOA相对会低些，但是在四川省的含量较高，为3.58 μg/kg，其他4个省份在0.2～0.6 μg/kg之间，PFHxS和PFOSA 两种物质只在湖南省有检出，含量分别为0.71和2.5 μg/kg。

2010年Wang等[25]曾报道发现武汉市废水中PFASs的浓度较高，2011年Zhang等[26]发现长江武汉流域水样的PFOS含量为14.65～18.66 ng/L。另外湖北这几年，经济发展较快，同时氟化工在“十二五”规划中由于其产品具有高性能、高附加值，随着氟化工业发展加快，各种废弃及排放的PFASs污染越来越多。因此这一地区水产品长期生活在高浓度的PFASs污染环境中，导致体内不断富集PFASs，又因PFASs难以新陈代谢、分解，从而湖北省PFASs的检出浓度相对于其他地区高。

Bergera等[13]发现韦特恩湖鱼类的PFASs浓度高于咸海水的波罗湾海域，并且PFOS浓度最高；Domingo等[27]检测出了西班牙加泰罗尼亚地区水产品中7种PFASs残留，并且浓度最高的也是PFOS；Schuetze等[28]对德国野生鱼类进行PFASs检测发现，PFOA的含量水平都低于定量限0.5 μg/kg；根据Nania等[29]对地中海区域鱼类研究也得到了PFOA检出浓度相对较低。本研究发现长江流域中5个省份的PFOS检出浓度较高，PFOA的浓度相对较低，这与上述研究的结果一致。

表5 不同区域水产品中PFASs残留的平均含量

3 结论

根据对长江流域中鱼类的PFASs检出比例的研究，认为不同食性的鱼类，其PFASs的残留水平存在差异：草鱼、鲢、鳙等鱼类检出比例相对较低；而乌鳢、小龙虾、黄颡鱼等的检出比例均较高，达40%以上；所采集的黄鳝样品PFASs含量残留检出的比例较高，达到78.95%。通过对鲜活鱼类中PFASs的残留含量的分析，显示河蟹的检出含量水平总体较高，为6.29 μg/kg。不同区域的PFASs残留水平分析表明，湖北省水产品中PFASs检出含量水平最高，为7.64 μg/kg。长江流域中5个省份水产品中PFOS检出浓度较高，PFOA的含量水平相对较低。

本研究监测了长江流域水产品中的PFASs污染现状，并对其残留水平进行了较深入的分析，这对于水产品中PFASs残留的消减与控制，具有一定的参考价值。由于渔业环境的复杂性，现阶段还很难弄清楚水产品中PFASs的来源，在今后的工作中，需要进一步研究PFASs在各类水产品中的分布和转移机制。

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Distribution of perflurorinated alkylated substances in aquatic products in the Yangtze River valley

ZHOU Dianfang, GAN Jinhua, LV Lei , PENG Jie, WANG Qiang, CHEN Jianwu, HE Li*

(Yangtze River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Wuhan430070)

Perflurorinated alkylated substances (PFASs) are widely distributed in a variety of environments and organisms. Due to their environmental persistence, their dangers to living organisms and as well as their difficult degradation, PFASs have caused extensive concerns. The study evaluated 23 PFASs residue levels in 27 aquatic products in 10 cities of five provinces, and analyzed the current situation and laws of PFASs residue in the Yangtze River valley, which aimed to provide the basis data for understanding and controlling PFASs residues. Samples were extracted using 2% acidified acetonitrile, clarified by C18and graphitized carbon black(GCB), and detected using HPLC-MS/MS. Considered various aquatic animals habits, their ecological environment, as well as their production of packaging, etc., the study was carried on a comparatively analysis for PFASs detection ratio of different aquatic products and their detectable levels in different types and areas. The results were shown as follows. PFASs detection percentage was relatively high with a concentration of 78.95% inMonopterusalbus, and the highest concentration reached to 6.29 μg/kg inEriocheirsinensis. The highest total PFASs level (7.64 μg/kg) was in Hubei province. The PFOS concentration was relatively higher compared with PFOA in five provinces. The study monitored PFASs levels of aquatic products in the Yangtze River valley, and comparatively analyzed their residue characteristics. These provided some references for the abatement and control of PFASs residues in aquatic products.[ChineseFisheryQualityandStandards,2015,6(2):57-65]

aquatic products；PFASs；Yangtze River valley; distribution；residue

HE Li, heli28@sohu.com

2015-08-11；接收日期：2015-12-15

国家科技基础性工作专项(2014FYZ30100);湖北省自然科学基金项目(HBN2010EK1517)

周殿芳(1986-)，女，硕士，研究方向为水产品质量安全，haiyudianfang@163.com

：何力,研究员，研究方向为水产品质量安全研究，heli28@sohu.com

S912

：A

：2095-1833(2016)02-0057-65