中国南海贝类重金属污染状况及健康风险评价

许道艳 张悦 李诗菲 邢庆会 于彩芬 雷威 刘长安

摘 要：该研究分析了我国南海19个地区贝类生物体中重金属汞、镉、铅、铬、铜及砷污染状况，利用美国环保署提出的人体健康风险评价模型进行了健康风险评价。结果表明，依据《食品安全国家标准食品中污染物限量GB2762-2017》的污染物限量要求，仅深圳南澳近岸海域无机砷含量超标;依据《农产品安全质量无公害水产品安全要求GB18406.4-2001》的最高限量要求，部分地区的铅、镉和总砷含量超标。南海19个地区镉、砷污染健康风险等级未超过Ⅲ级，低于国际辐射防护委员会和美国环境保护署要求的最大可接受风险值，健康风险强度处于可以接受水平。汞、铅、铬、铜污染风险值均远低于荷兰建设和环境部规定的可忽略风险水平，符合健康风险评价Ⅰ级标准，健康风險强度可以忽略。

关键词：健康风险;重金属污染;南海;评价

中图分类号 X83 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2021）23-0100-06

Shellfish Pollution Status and Health Risk Assessment of Heavy Metals in South China Sea

XU Daoyan et al.

（National Marine Environmental Monitoring Center， Dalian 116023， China）

Abstract： The pollution status of Hg， Cd， Pb， Cr， As and Cu in shellfish in 19 areas of South China Sea was analyzed，and health risk for Hg， Cd， Pb， Cr， As and Cu pollution was conducted using the human health risk assessment model proposed by the Environmental Protection Agency （EPA）. The results showed that only the inorganic As contents of shellfish in Nearshore Sea of Nan′ao exceeded the limit of GB2762-2017. the Pb， Cd and total As contents of shellfish in some coastal areas exceeded the limit of GB18406.4-2001. The health risk for Cd and As pollution in 19 areas were lower than the maximum acceptable risk limit of the International Radiation Protection Association （IRPA） and the EPA， the risk grade was III， and the health risk intensity for Cd and As pollution was acceptable. The health risk for Hg， Pb， Cr and Cu pollution were well below the negligible risk limit of the Netherlands Ministry of Construction and Environment， the risk grade wasⅠ， and the health risk intensity for Hg， Pb， Cr and Cu pollution was negligible.

Key words： Health risk; Heavy metal pollution; South China Sea;Evaluation

近几年来，海洋环境污染尤其是重金属污染暴露对人群健康产生的风险强度越来越受到重视。重金属是一类具有严重生理毒性的化学物质，入海后通过沉淀作用、吸附作用、络合与螯合作用和氧化还原作用在水体中不断迁移转化，或被海洋生物吸收后随食物链积累与放大[1]。贝类在海洋中分布广、适应性强，且对多种污染物特别是重金属具有较强的富集能力，因而，许多国家把贝类生物作为海洋污染程度的重要指示物种，其体内重金属生物累积及食品安全问题受到人们的广泛关注[2]。《“健康中国2030”规划纲要》中指出：“应实施环境与健康风险管理。划定环境健康高风险区域，开展环境污染对人群健康影响的评价，探索建立高风险区域重点项目健康风险评估制度。”

南海作为中国辽阔的海洋疆域，所处地理位置特殊，多国接壤，交通要塞，在整个中国乃至世界政治、经济、军事布局中都有着重要作用。随着南海周边各国对南海资源的深入开发，南海的生态环境污染越来越严重，研究表明陆源污染是海洋生态环境污染的重大原因、南海周边工农业废水、生活和养殖污水等各种污染物质纷纷以各种渠道和形式排入南海，加之监管不力等原因，大量污水并未达到处理标准，为南海的生态系统安全及人群健康带来了极大威胁[3]。

为此，笔者通过开展南海19个地区贝类汞、镉、铅、铬、砷、铜污染健康风险评价研究，及时掌握我国南海重金属污染对人群健康的风险强度，有利于从源头预防、加强南海重金属污染主动管理，对于提高南海污染治理水平、保护南海生态环境及食品安全、推进健康中国建设具有重要的现实意义。

1 数据来源与方法

1.1 数据来源 选取我国南海19个地区的贝类海产品开展汞、镉、铅、铬、砷、铜污染状况分析及健康风险评价，贝类海产品中汞、镉、铅、铬、砷、铜含量数据来自国家海洋环境监测中心2018年全国海洋环境监测数据。若同一地区有多个不同站位的贝类海产品汞、镉、铅、铬、砷、铜含量数据，则取其平均值。

1.2 健康风险评价方法 本研究选取美国环保署推荐的人体健康风险评价模型，包括致癌化学物质健康风险评价和非致癌化学物质健康风险评价[4]。

致癌化学物质健康风险评价模型：

[Rci=1-exp -Di×qi/L]

其中，[Rci]为致癌化学物质[i]通过食入途径的平均个人致癌年风险，无量纲;[Di]为致癌化学物质[i]通过食入途径的单位体重日均暴露计量，单位为mg/kg;[qi]为致癌化学物质[i]经食入途径的致癌强度系数;L为人的平均寿命，根据《2018年我国卫生健康事业发展统计公报》公布数据，到2018年，我国人均寿命为77岁，因此本研究L取77。

非致癌化学物质健康风险评价模型：

[Rni=Di×10-6/RfDi×L]

其中，[Rni]为非致癌化学物质[i]通过食入途径所致健康危害的平均个人年风险，无量纲;[Di]为非致癌化学物质[i]通过食入途径的单位体重日均暴露计量;[RfDi]为非致癌化学物质[i]经食入途径进入人体并且不会对人体造成不利影响的化学物质的最高参考计量;L为人的平均寿命，根据《2018年我国卫生健康事业发展统计公报》公布数据，到2018年，我国人均寿命为77岁[5]，因此本研究L取77;[10-6]为USEPA标准调整数值。

化学物质通过食入途径的单位体重日均暴露计量评价模型：

[Di=QiCiα/W]

其中，[Di]为致癌化学物质/非致癌化学物质[i]通过食入途径的单位体重日均暴露计量，单位为mg/kg;[Qi]为成年人每天消费的某种食物的量，2015年我国居民每天平均摄入水产品量为0.0286kg[6];[Ci]为致癌化学物质/非致癌化学物质[i]在某种食物中的含量，单位为mg/kg;[α]为致癌化學物质/非致癌化学物质经口摄途径的人体吸收率，本研究默认为1;[W]为人的平均体重，《中国居民营养与慢性病状况报告（2015）》中显示，我国成年男性平均体重为66.2kg，成年女性为57.3kg[7]，取成年男女平均值为61.75kg。

1.3 致癌化学物质强度系数及非致癌化学物质参考剂量 本研究选取了美国环保署综合风险信息系统（IRIS）和加利福尼亚州环境健康危害评估办公室数据库（OEHHA）提供的强度系数和参考计量[4，8-10]。有毒化学物质致癌性评价见表1。

在人体健康风险评价中，由于铬的致癌途径为吸入式，而本研究集中在海产品食入途径，因此，将铬归为非致癌物质;铅的致癌证据由于只在动物试验中，人体致癌证据不足，因此，将铅归为非致癌物质。本研究中，将镉和砷列为致癌物质，而汞、铜、铅、铬列为非致癌物质。致癌化学物质强度系数、非致癌化学物质危害参考计量分别见表2、表3。

1.4 健康风险评价标准 国际上有关机构推荐的健康风险评价标准，即社会公众成员最大可接受风险水平和可忽略风险水平见表4，本研究的健康风险评价标准分为6个等级（见表5）[4]。

2 结果与分析

2.1 贝类生物体汞、镉、铅、铬、砷、铜平均含量 南海19个地区贝类生物体汞、镉、铅、铬、砷、铜含量如图1～图6所示，汞含量在0.30×10-2～0.03mg/kg，镉含量在0.02～1.24mg/kg，铅含量在0.03～0.73mg/kg，铬含量在0.19×10-3～1.19mg/kg，砷含量在0.02～2.00mg/kg，铜含量在0.25～28.07mg/kg。东海海域大部分地区（18个地区，占比94.74%）贝类生物体中铜的含量最高，可能是因为铜是海洋生物生命必需的元素，贝类血液运载的主要是含铜的血蓝蛋白，因此，铜优先被贝类选择性吸收，然而贝类对重金属的排出率大致相同，从而导致贝类生物体中铜的含量较其他重金属更高[11-12]。19个地区贝类生物体中汞含量均为最低，可能是由于贝类栖息环境中沉积物的汞含量较低，海洋环境中的汞主要存在于沉积物中[13]，2017年监测结果显示，我国南海海域沉积物中汞含量均符合第一类海洋沉积物质量标准[14]，余骏等[15]研究贝类中汞的生物富集情况发现，其全组织中总汞和甲基汞含量与对应沉积物中总汞和甲基汞含量均呈显著正相关。

根据《食品安全国家标准食品中污染物限量GB2762-2017》及《农产品安全质量无公害水产品安全要求 GB18406.4-2001》中贝类水产品的污染物限量要求（见表6），南海19个地区贝类生物体中汞、铬、铜的含量均不超标;19个地区铅含量均不超过GB2762-2017的污染物限量要求，仅珠江口和广西茅尾海近岸海域铅含量超过GB18406.4-2001的最高限量要求;镉含量均不超过GB2762-2017污染物限量要求，但有6个地区（分别为大亚湾近岸海域、深圳南澳近岸海域、珠江口、珠海桂山港海域、广西茅尾海近岸海域和西沙珊瑚礁海域，占比31.58%）镉含量超过GB18406.4-2001的最高限量要求，有研究表明，贝类中镉的“替代吸收”较强，进而镉浓度相应提高，且有可能在人体中进一步富集，因此环境中的镉对贝类食品安全威胁更大，应该引起足够重视[16];本研究中的贝类砷含量为总砷含量，有3个地区（分别为大亚湾近岸海域、深圳南澳近岸海域和珠海桂山港海域，占比15.79%）总砷含量超标，毒性较强的无机砷含量占总砷含量的5%-30%[16]，如果按30%来计算，仅深圳南澳近岸海域无机砷含量超标。2017年监测结果显示，我国南海海域海水中砷含量均优于二类海水水质标准限值[17]，沉积物中砷含量均符合第一类海洋沉积物质量标准[14]，但本研究中仍有部分地区的砷含量超标，这可能与海洋贝类对海水中砷元素高达1.2×103～1.9×103累积系数 [18]有关，当累积系数超过1000时，被认为可能具有潜在的生物累积危害[19]，因而海洋贝类砷污染问题引起了国内外学者的重视。

2.2 汞、镉、铅、铬、砷、铜污染健康风险 国际癌症研究中心（IARC）认为，镉、砷是人类的致癌物。镉及其化合物均有一定的毒性，镉对胃肠粘膜有刺激作用，可引起肺或肾器官的损害，长期暴露于高镉环境，可引起腹泻、休克、肺气肿和肾功能障碍等症状，严重可导致肺癌、前列腺癌及肾癌。砷具有神经毒性，长期砷暴露可观察到中枢神经系统抑制症状，包括头痛、嗜睡、烦躁、记忆力下降等，严重可导致肺癌。一般认为口摄暴露途径中，汞、铅、铬、铜为非致癌化学物。汞及其化合物毒性都很大，尤其是甲基汞，曾引起著名的水俣病公害事件，长时间暴露在高汞环境中可导致脑损伤和死亡，汞污染还可导致心脏病和高血压等心血管疾病的发生，并可影响人类的肝、甲状腺和皮肤的功能[20]。铅是一种慢性和累积性毒物，主要从消化道进入人体，长期暴露在铅污染环境中，往往会造成体内血铅浓度升高，引起贫血、认知缺损、听力减弱和维生素D代谢紊乱、腹部疼痛等问题[21]。一般认为六价铬通过呼吸途径对人体产生的毒性较强，可导致肺癌，长期通过口摄途径暴露于高铬环境，可造成慢性中毒，刺激和腐蚀消化道，引起恶心、呕吐、腹痛等症状。铜是生命所必需的微量元素，但过量的铜会造成人体呼吸系统、消化系统和内分泌系统病变，出现咳嗽、胸痛、呕吐、腹泻、非分泌性脑垂体腺瘤等症状。

2018年，我国南海海域19个地区贝类汞、镉、铅、铬、砷、铜污染健康风险评价结果显示（见表7），致癌化学物镉污染风险值在7.52×10-7～4.38×10-5，砷污染风险值在1.80×10-7～1.80×10-5，尽管本研究中大部分地区镉、砷含量符合食品安全要求，但仍大于瑞典环境保护局、荷兰建设和环境部及英国皇家协会等机构要求的最大可接受风险值，该风险水平相较于美国环境保护署和国际辐射防护委员会要求的最大可接受风险水平更为严格。根据本国本国国情，本研究选用国际辐射防护委员会要求的最大可接受风险值作为健康风险评价Ⅲ级标准，因此，尽管还有部分地区的贝类镉、砷含量超标，但19个地区镉、砷污染健康风险等级均不超过Ⅲ级（见图7），远低于美国环境保护署要求的最大可接受风险值，镉、砷污染健康风险强度可以接受。非致癌化学物汞污染风险值在6.02×10-11～5.01×10-10，铅污染风险值在1.10×10-10～3.13×10-9，铬污染风险值在2.16×10-13～2.39×10-9，铜污染风险值在4.06×10-11～5.54×10-9，风险值均远低于荷兰建设和环境部规定的可忽略风险水平（见图8），风险等级均符合健康风险评价Ⅰ级标准，健康风险可以忽略。

近几年来，我国不断加大了南海海域污染治理力度，如，为全面落实广佛跨界区域水污染防治攻坚任务要求，南海迅速构建起区、镇（街道）、村（居）3级河长制组织体系，出台了《区级河长会议制度（试行）》等配套制度，建立了佛山市南海区水环境综合督导制度和成立河长制志愿服务队等创新工作机制，以河长制和网格化监管为依托，全面摸清排水户、工业污染源和“散乱污”工业企业（场所）、禽畜及水产养殖、入河排污口等污染源底数并登记造册、标上地图，查明区域内生活污水收集处理情况、重点工业源工业废水收集处理情况及禽畜养殖粪污处理处置情况，形成工作台账并持续更新完善。同时，南海还出台了《佛山市南海区水环境综合治理工作方案》（2019-2020），以推进广佛跨界河流污染整治为重点，深入推进南海区水污染防治工作，全面改善南海区水环境质量[22]。2017年监测结果显示，南海区生态环境工作取得了一定成效，环境质量持续改善，南海海域海水中汞、镉、铅、六价铬、砷含量均优于二类海水水质标准限值，仅部分海域出现铜超标现象[17]，沉积物质量“良好”的站位比例为94%，2007～2017年，沉积物质量“良好”的监测站位比例呈上升趋势[14]，到2019年，南海区黑臭水治理成效显现，广佛跨界流域水质改善幅度超过23%[23]。本研究的评价结果也反映了目前我国南海海域汞、铅、铬、铜污染风险极低，镉、砷污染风险处于可接受状态。

本研究评价方法中，人群平均体重、平均寿命以及海产品平均每日摄入量等参数赋值均采用我国已发布的中國人均水平，非致癌有毒化学物危害参考计量和致癌有毒化学物致癌强度系数采用国际限定标准，风险等级评价采用国际有关机构推荐的风险评价限量阈值，可能不完全适用于本研究中我国南海19个地区的实际情况，从而在评价结果上可能存在一定误差。此外，汞、镉、铅、铬、砷、铜污染的口摄暴露途径人体吸收率默认为100%吸收，可能会导致评价风险值偏高。以上不确定性因素可能均会导致评价结果不够准确，仍需进一步研究。

3 结论与讨论

3.1 南海海域贝类汞、镉、铅、铬、砷、铜平均含量 南海海域19个地区汞含量在0.30×10-2～0.03mg/kg，镉含量在0.02～1.24mg/kg，铅含量在0.03～0.73mg/kg，铬含量在0.19×10-3～1.19mg/kg，砷含量在0.02～2.00mg/kg，铜含量在0.25～28.07mg/kg。依据《食品安全国家标准食品中污染物限量GB2762-2017》的污染物限量要求，仅深圳南澳近岸海域无机砷含量超标;依据《农产品安全质量无公害水产品安全要求GB18406.4-2001》的最高限量要求，分别有2个地区、6个地区和3个地区的铅、镉和总砷含量超标。

3.2 南海海域贝类汞、镉、铅、铬、砷、铜污染健康风险 我国南海海域致癌化学物镉污染风险值在7.52×10-7～4.38×10-5，砷污染风险值在1.80×10-7～1.80×10-5，19个地区镉、砷污染健康风险等级均不超过Ⅲ级，远低于美国环境保护署要求的最大可接受风险值，健康风险强度处于可以接受水平。非致癌化学物汞、铅、铬和铜污染风险值分别在6.02×10-11～5.01×10-10、1.10×10-10～3.13×10-9、2.16×10-13～2.39×10-9和4.06×10-11～5.54×10-9之间，均远低于荷兰建设和环境部规定的可忽略风险水平，符合健康风险评价Ⅰ级标准，健康风险强度可以忽略。

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（责编：张宏民）