舟山是中国最大的海鲜市场之一,该地区商业贝类中重金属的生物累积及其对健康风险的评估
《Marine Pollution Bulletin》:Bioaccumulation and health risk assessment of heavy metals in commercial shellfish from Zhoushan, one of China's largest seafood markets
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时间:2025年11月18日
来源:Marine Pollution Bulletin 4.9
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舟山六种经济贝类中七种重金属浓度排序为Zn>Cu>Cd>Ni>iAs>Cr>Pb,镉超标率最高(27.8%),无机砷和镉对成人和儿童的非致癌风险均超安全阈值10??。污染源解析显示:Cu和Ni主要来自工业与交通,As和Cr可能为自然源,Pb、Zn和Cd则与农业活动相关。研究证实舟山海域重金属浓度符合国家标准,但需持续监测。
在浙江舟山,这一中国最大的海鲜基地之一,近年来随着海鲜产量的持续增长,其海洋生态系统中重金属污染的问题日益受到关注。然而,尽管相关研究不断增多,对于这些重金属污染所引发的健康和生态风险的全面评估仍然不足。为了填补这一空白,本研究通过采集来自舟山三个主要海鲜市场的六种常见贝类共90个样本,对七种重金属的浓度及其对人类健康的风险进行了系统分析。研究结果表明,这七种重金属的平均浓度排序为锌(Zn)>铜(Cu)>镉(Cd)>镍(Ni)>无机砷(iAs)>铬(Cr)>铅(Pb)。其中,镉(Cd)在所有样本中均超过安全限值的比例高达27.80%,而其他元素则符合国际或国家标准。尽管所有元素的非致癌风险均在可接受范围内,但无机砷(iAs)和镉(Cd)在成人和儿童中均超过了可接受的阈值10??。这表明,这些重金属对人类健康存在一定的威胁,尤其是在某些贝类中,其推荐的每日和每月食用量已被超过。进一步的分析显示,这些重金属的来源主要分为三类:铜和镍主要来自工业和交通活动;砷和铬可能来自自然来源;而铅、锌和镉则主要来自农业活动。尽管监测数据显示舟山的海洋环境中的重金属浓度仍在国家和国际标准的安全操作范围内,但仍需要持续的监控,以确保长期的食品安全。
重金属污染已成为全球水生生态系统中的重要问题,其主要来源于自然因素和人为活动。这些重金属因其在环境中的持久性、不易降解性和潜在的急性毒性而受到广泛关注。例如,锌和铜等某些必需元素在生物体的生长调节和代谢平衡中发挥关键作用,但当它们的浓度偏离生理最优范围时,可能会导致各种非致癌的健康影响。相比之下,砷、铬、镉、铅和镍等非必需元素无论浓度如何,都可能对人类健康造成显著的毒理学风险,例如急性中毒和破坏重要的生物系统。在水生生态系统中,重金属可以通过各种物理化学过程重新迁移和循环,从而导致二次污染。这些动态过程促进了重金属在海产品中的生物累积,并通过食物链传递,最终通过饮食暴露对人类健康构成重大威胁。
贝类作为一种重要的水生资源,不仅富含高质量的蛋白质和多种必需维生素,还含有丰富的微量元素,同时脂肪含量较低,具有独特的风味。这些营养特性使贝类成为健康饮食的重要组成部分。然而,贝类由于其滤食行为,对环境中重金属的生物累积尤为敏感。此外,贝类的底栖生活环境和固着或静止的习性也显著促进了重金属的积累。同时,贝类代谢系统中的混合功能氧化酶较为低效,导致其对污染物的代谢解毒能力较弱,从而延长了污染物在体内的停留时间。因此,长期食用受污染的贝类可能会对人类健康造成严重威胁,特别是在沿海地区。
舟山位于中国东海的沿海区域,是一个被海洋环绕的群岛城市,以其拥有中国最大的海鲜市场之一而闻名。根据舟山市统计局的数据,自1980年的30,184吨增长到2023年的900,516吨,贝类产量呈现出持续上升的趋势,其中近年来的增长尤为显著:2020年为767,219吨,2021年为808,176吨,2022年为864,823吨,2023年为900,516吨。贝类在居民的日常饮食中占据重要地位,而作为国家最大的多功能港口,舟山在支持物流、造船等蓬勃发展的海洋产业方面发挥着关键作用,同时也频繁进行如填海造陆等海洋工程活动。此外,上游工业和农业排放通过杭州湾和象山湾对这一区域构成了显著的污染压力。结合本地的发展需求,环境质量正逐步恶化,特别是在海洋生态系统中的重金属积累问题,已成为科学界和监管机构日益关注的焦点。
已有研究表明,特定鱼类和甲壳类物种中微量元素暴露所引发的健康风险在舟山渔场得到了充分记录。例如,砷和镉的健康风险尤为显著。同时,关于舟山沿海地区表层沉积物中重金属污染的研究也表明,铜、镉和砷等元素可能带来潜在的环境风险。此外,对舟山岛重金属分布的研究虽已初步展开,但研究的范围和时效性仍存在一定的局限。例如,有研究在舟山及其周边城市收集了12个样本,涉及三种贝类(C. ariakensis、C. farreri和S. constricta),并指出无机砷和镉可能带来不可接受的致癌风险。然而,另一项研究则指出,浙江沿海水域的贝类中重金属含量相对较低,表明该区域当时未受到明显污染,符合安全标准。不过,该研究仅基于舟山沈家门县的两个样本,且已有近二十年的历史,因此其结论现已过时。
本研究旨在填补现有研究的不足,通过采集来自舟山三个主要海鲜市场的六种常见贝类共90个样本,对七种重金属的浓度及其对人类健康的风险进行系统分析。研究目标包括:(1)分析这六种贝类中七种重金属的浓度;(2)评估每日摄入量(EDI)、非致癌风险(NCR)和致癌风险(CR);(3)为不同人群(如儿童和成人)提供食用建议。本研究不仅提供了关于贝类中重金属污染的宝贵数据,还提出了实际可行的食用安全建议,为中国的沿海食品安全管理提供了重要的参考。
在样本采集和处理方面,本研究根据居民的消费习惯、生态丰富度以及区域市场的重要性,选择了六种贝类进行研究。这些贝类包括C. farreri、H. d. Reeve、S. constricta、Scapharca subcrenata、R. philippinarum和P. viridis。这些样本分别在2024年11月和12月从三个最大的水产市场中采集,包括东河市场(29.95°N, 122.31°E)、丰茂市场(29.99°N, 122.22°E)和南镇市场(30.02°N, 122.11°E),这些市场分别服务于三个主要的行政区域(普陀、定海和岱山)。通过科学的样本采集和处理,本研究确保了数据的准确性和代表性。
在重金属浓度分析方面,本研究通过重力分析法测定贝类样本的水分含量,比较冻干前后的重量差异。结果表明,不同贝类的水分含量存在差异,例如C. farreri的平均水分含量为88.13%(范围:85.89%–89.68%),H. d. Reeve的平均水分含量为81.42%(范围:77.87%–84.51%),S. constricta的平均水分含量为85.43%(范围:79.62%–88.86%),Scapharca subcrenata的平均水分含量为75.04%(范围:72.5%–78.1%),R. philippinarum的平均水分含量为79.50%(范围:77.4%–83.4%),P. viridis的平均水分含量为76.09%(范围:70.41%–85.03%)。通过测定这些贝类的水分含量,为后续的重金属浓度分析提供了基础数据。
在重金属浓度的分析中,本研究对七种重金属(As、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、Zn)的浓度进行了测定,并得出其平均浓度排序为Zn > Cu > Cd > Ni > iAs > Cr > Pb。其中,Cd在所有样本中均超过安全限值的比例最高,达到27.80%,而其他元素则符合国际或国家标准。虽然所有元素的非致癌风险均在可接受范围内,但无机砷(iAs)和镉(Cd)在成人和儿童中均超过了可接受的阈值10??。这表明,这些重金属对人类健康存在一定的威胁,尤其是在某些贝类中,其推荐的每日和每月食用量已被超过。进一步的分析显示,这些重金属的来源主要分为三类:铜和镍主要来自工业和交通活动;砷和铬可能来自自然来源;而铅、锌和镉则主要来自农业活动。尽管监测数据显示舟山的海洋环境中的重金属浓度仍在国家和国际标准的安全操作范围内,但仍需要持续的监控,以确保长期的食品安全。
本研究的结论表明,通过分析六种常见贝类中七种重金属的浓度,可以更好地了解舟山海域的污染状况及其对人类健康的影响。研究发现,虽然大多数重金属的浓度符合国家和国际安全标准,但有三个显著的例外情况:(1)Cd在C. farreri、S. subcrenta和P. viridis中均超过了安全限值;(2)iAs在R. philippinarum中超过了国家标准;(3)Ni的浓度在大多数情况下均超过了安全限值。这些发现强调了对重金属污染的持续监测和管理的重要性,以确保食品安全和公众健康。
此外,本研究还强调了重金属污染对食品安全的潜在影响,特别是在贝类消费频繁的沿海地区。研究结果不仅为贝类中重金属污染的评估提供了科学依据,还为不同人群的食用建议提供了实用的参考。通过科学的分析方法和系统的数据收集,本研究为舟山地区的食品安全管理提供了重要的支持,同时也为其他沿海地区的研究提供了借鉴。
总之,本研究通过全面的样本采集和科学的分析方法,揭示了贝类中重金属污染的现状及其对人类健康的风险。研究结果表明,虽然大部分重金属的浓度符合安全标准,但镉和无机砷等元素的污染问题仍需引起重视。这些发现不仅有助于提高公众对食品安全的认识,也为相关部门制定有效的监管措施提供了科学依据。未来的研究应进一步关注重金属污染的长期趋势及其对生态系统的潜在影响,以确保食品安全和生态平衡。
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