竹木砧板中五氯酚钠的残留规律、迁移动态与健康风险：基于十次使用模拟的暴露评估

《Scientific Reports》：Residues, migration pattern and health risk assessment of sodium pentachlorophenate in bamboo and wooden cutting boards

本刊编辑推荐：为应对竹木砧板中非法添加的持久性有机污染物五氯酚钠(PCP-Na)可能迁移至食品引发的健康风险，研究人员系统开展了PCP-Na残留、迁移规律及健康风险评估研究。采用超声辅助液液萃取-超高效液相色谱-高分辨质谱(UA-LLE-UPLC-HRMS)技术，发现部分市售砧板PCP-Na残留超标（最高422 mg/kg）。迁移实验揭示其向猪肉的迁移量随使用次数增加呈幂函数下降并于第八次使用后趋于稳定（1.78 mg/kg）。健康风险评估显示，首次使用存在高膳食摄入风险（%ADI≥200），且所有使用周期均存在致癌风险（R>10-4）。该研究为制定相关限量标准提供了关键科学依据。

　　

在千家万户的厨房里，竹制和木质砧板作为“天然”、“环保”的代名词，长期以来备受青睐。它们是我们处理食材、准备每日三餐的重要工具。然而，这些看似安全的日常用品，可能潜藏着不为人知的健康隐患。为了延长产品货架期，部分生产商可能会非法添加过量的防腐剂，导致化学残留物通过切割、剁碎等操作迁移到食物中，进而进入人体。其中，五氯酚钠(Sodium pentachlorophenate, PCP-Na)作为一种高效但高毒的有机氯化合物，因其强大的杀菌、防腐和杀虫特性，历史上曾被广泛用作木材防腐剂。正是由于其历史使用和难以降解的特性，PCP-Na已成为一种广泛存在的环境污染物。

更令人担忧的是，PCP-Na被世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)归类为2B类致癌物（可能对人类致癌），并且在弱酸性条件下（如砧板表面可能接触到的食物成分）可转化为1类致癌物五氯酚(Pentachlorophenol, PCP）。频繁接触PCP-Na可能损害中枢神经、免疫、生殖、肝脏和肾脏系统。鉴于其严重的环境和毒理学特征，PCP已被《斯德哥尔摩公约》列入附件A，作为持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs)在全球范围内被禁止或严格限制。欧盟法规(EU) 2021/277规定，物质、混合物或物品中PCP及其盐类和酯类的最大允许浓度为5 mg/kg。然而，在中国，目前尚未对竹木砧板中的PCP-Na设定法规限量，且关于其在日常使用过程中从砧板向食物迁移的规律及相关的健康风险研究尚属空白。此前的研究多集中于环境和食品样本中的PCP-Na，对于砧板这类中间载体关注有限。近期监测显示，市售竹木砧板中PCP-Na的检出率不容忽视，这凸显了开展相关研究的紧迫性。

为了解决上述问题，评估PCP-Na通过竹木砧板这一常见暴露途径对消费者健康构成的潜在风险，王晔及其合作者在《Scientific Reports》上发表了他们的研究成果。本研究旨在系统调查湖州市市售竹木砧板中PCP-Na的残留水平，模拟其在实际使用过程中的迁移规律，并全面评估由此产生的健康风险，特别是膳食摄入风险和致癌风险，以期为制定安全标准、保障消费者健康提供科学依据。

为开展此项研究，研究人员主要应用了几项关键技术。他们首先建立了基于超声辅助液液萃取结合超高效液相色谱-高分辨质谱(UA-LLE-UPLC-HRMS)的灵敏分析方法，用于准确测定砧板和猪肉中极低浓度的PCP-Na。研究团队于2022年至2024年间，从湖州市的农贸市场、超市和网络平台系统采集了120个竹木砧板样本以评估残留状况。为了模拟真实使用场景下的污染物迁移，他们采用了涂布法制备PCP-Na阳性的砧板，并通过连续10次在固定区域剁碎猪肉来动态观察PCP-Na向食物中的转移量。最后，基于迁移实验数据、中国居民膳食摄入量和体重参数，运用国际公认的模型进行了膳食暴露评估（使用%ADI指标）和健康风险表征（包括非致癌风险商数HQ和致癌风险指数R）。

市售砧板中PCP-Na残留监测结果

对120个砧板样本的分析显示，有5个样本（4.2%）检出PCP-Na，浓度范围在1.50至422 mg/kg之间，平均浓度为138 mg/kg。值得注意的是，所有5个阳性样本均为从农贸市场采集的木制砧板，且其中4个样本的残留量显著超过了欧盟规定的5 mg/kg限量。这一检出率低于此前部分研究报道，可能反映了地区或时间上的差异。统计分析未发现不同材质（竹制与木制）或不同采样地点之间的PCP-Na浓度存在显著差异，但这可能与阳性样本数量较少有关。描述性数据提示木制砧板和农贸市场来源可能是需要关注的风险点。

PCP-Na在砧板中的迁移规律

通过对人工处理的PCP-Na阳性砧板（初始残留量176 mg/kg）进行10次模拟使用实验，研究人员清晰地揭示了PCP-Na向猪肉迁移的动态过程。迁移量在第一次使用时达到峰值（18.8 mg/kg），随后急剧下降，第二次使用时降至7.48 mg/kg，并随着使用次数的增加遵循幂函数模式递减。大约从第八次使用开始，迁移量趋于稳定，维持在1.78 mg/kg左右，后续使用中变化甚微。这种快速下降后趋于稳定的迁移模式与其他食品接触材料中污染物的迁移规律相似，表明尽管初始暴露风险较高，但长期使用仍存在持续的、不可忽视的低水平暴露。

基于模拟砧板使用的PCP-Na膳食摄入风险评估

根据观察到的迁移趋势，研究人员计算了具有平均残留量（138 mg/kg）的砧板在迁移稳定后（第八次使用）会导致猪肉中PCP-Na含量为1.40 mg/kg（相当于1.29 mg/kg的PCP）。在此稳定迁移水平下，对所有六个年龄组的膳食暴露评估显示，%ADI值在32.9至77.3之间，均低于安全阈值100，表明在此阶段不存在显著的膳食摄入风险。

然而，当考虑全部10个使用周期时，风险模式呈现出明显的变化。结果表明：在所有三个儿童年龄组中，第一次模拟使用期间均存在高摄入风险（%ADI在275.9至345.1之间）；在所有成人年龄组中，前三次使用周期均存在高摄入风险（%ADI在221.9至811.3之间）。成人组在第四次使用周期观察到中等风险（%ADI在154.9至167.2之间）。低风险出现的情况如下：6-10岁儿童在第二至三次使用周期（%ADI在101.9至137.8之间）；11-13岁和14-17岁儿童在第二次使用周期（%ADI分别在110.2-131.5和109.4-124.1之间）；成人组在第五至七次使用周期观察到低风险。从第八次使用开始，所有年龄组的风险均变得不显著（%ADI < 100）。这些发现证明，随着重复使用，暴露风险呈现一致的下降模式，同时突出了不同年龄组和使用周期风险特征的临界差异。

PCP-Na的非致癌性与致癌性风险评估

研究进一步采用美国环境保护署(US EPA)推荐的风险评估模型，将PCP-Na按PCP当量进行非致癌性和致癌性风险量化。评估结果显示，所有六个年龄组的危害商数(HQ)值均低于1，表明不存在显著的非致癌性风险。

相反，致癌风险指数(R)在儿童中范围为1.74×10^-4至2.18×10^-4，在成人中范围为4.75×10^-4至5.13×10^-4。所有值均超过了10^-4的阈值，表明所有组别均存在可量化的致癌风险。儿童因每日摄入量较低，其风险更接近可接受范围（10^-6至10^-4），而成人由于膳食暴露量更高，其风险是儿童的两倍多。

对不同使用周期的风险评估发现，非致癌风险(HQ > 1)仅在第一次使用周期于所有三个成人年龄组中观察到（HQ在1.38-1.49之间）。在后续所有周期中，所有组别的HQ值均保持在1以下。与之形成鲜明对比的是，致癌风险值(R)在所有10个使用周期中，对于所有年龄组均持续超过10^-4（R在1.71×10^-4至5.36×10^-3之间）。

本研究证实了市售竹木砧板中PCP-Na的存在，揭示了人类暴露于这种持久性有机污染物的一个重要途径。PCP-Na向食品中的迁移遵循一个可预测的衰减趋势，其特征是首次使用时有显著的初始释放，随后迅速减少，并在大约八次使用后达到稳定状态。虽然膳食摄入风险（以%ADI衡量）随着使用次数的增加而迅速降低，并在迁移稳定后对所有年龄组变得不显著，但致癌风险评估却描绘出一幅更令人担忧的图景。以PCP当量计算的风险指数(R)在所有模拟使用周期中，对于所有年龄组的消费者均持续高于10^-4的阈值，表明存在潜在的致癌风险。这一发现至关重要，它意味着即使经过多次使用，PCP-Na的低水平持续迁移仍可能对消费者构成长期的健康威胁。

该研究首次系统量化了PCP-Na从竹木砧板向食品迁移的动态规律，并进行了全面的健康风险表征。研究结果强调，仅评估初始迁移或短期暴露不足以反映真实风险，必须考虑整个产品生命周期内的累积暴露。这些科学数据为监管机构制定竹木制品中PCP-Na的限量标准提供了坚实的依据，对保护消费者健康、促进食品接触材料安全具有重要意义。同时，研究也提示消费者，对于新购买的竹木砧板，进行充分的清洗和“预处理”（如多次使用）可能有助于降低初始的高暴露风险，但无法完全消除长期存在的潜在致癌风险。因此，从根本上规范生产环节，杜绝PCP-Na的非法添加，才是保障食品安全的关键。