《Marine Pollution Bulletin》:Human health risks associated with metal(loid) exposure through fish consumption in Ankara (Türkiye): A Monte Carlo-based probabilistic assessment
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•揭示了鱼类消费所带来的全面金属(类金属)暴露风险。•采用蒙特卡洛–最大似然估计集成建模推进风险评估。•化学计量学工具(主成分分析、层次聚类分析、Pearson相关系数)识别了污染来源。•所有鱼种的非致癌风险(目标危害商、危害指数)均低于安全阈值。•证明了总体食用安全,但凸显
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揭示了鱼类消费所带来的全面金属(类金属)暴露风险。
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采用蒙特卡洛–最大似然估计集成建模推进风险评估。
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化学计量学工具(主成分分析、层次聚类分析、Pearson相关系数)识别了污染来源。
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所有鱼种的非致癌风险(目标危害商、危害指数)均低于安全阈值。
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证明了总体食用安全,但凸显了对砷的担忧。
引言
鱼类消费是健康饮食不可或缺的一部分,它不仅是一种优质蛋白质来源,还因其富含omega-3脂肪酸(DHA和EPA)、维生素和必需矿物质,能够保护心脏健康并支持认知功能(Varol等,2019;Almafrachi等,2025;Singhato等,2025)。然而,近年来,工业化、集约化农业活动以及城市废物排放等人文影响导致水生生态系统受到重金属和类金属的污染,这已成为全球关注的热点问题。这些污染物不易生物降解,且能在环境中长期存留,有可能导致污染物在水生生物体内蓄积,并通过食物链转移至人体(Jamil Emon等,2023;Mititelu等,2025)。
由于鱼类在水生生态系统中的生态功能,它们已被证明是重要的污染生物指示物。此外,鱼类是消费者暴露于环境中有毒金属的主要途径(Javed和Usmani,2019;Gümü?等,2024)。而且,水生环境污染物可对人类产生广泛的系统性健康危害,不仅仅局限于直接器官损伤(Feng等,2023)。砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)和汞(Hg)等有毒元素即使在极低浓度暴露下,也可能对人体造成严重的神经毒性、肾毒性和致癌性影响(J?rup,2003;Balali-Mood等,2021;Singhato等,2025)。尤其是无机砷,被列为一类致癌物,与皮肤癌和肺癌相关。同样,铅也被证明会导致儿童神经发育障碍(J?rup,2003;IARC,2012)。
准确精确地测定水生生物体内蓄积的金属微量元素,是进行可靠风险分析的基础。在此背景下,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)被视为现代生态毒理学研究中的金标准,原因在于其在生物基质中具有多元素分析能力、高灵敏度以及低检出限。ICP-OES技术是揭示鱼类金属(类金属)负荷全谱的关键工具(Gümü?等,2024;Msellek等,2025;Akbora等,2026)。
摄入金属(类金属)所带来的潜在健康风险,通过利用美国环境保护署(USEPA)制定的标准化风险评估指标进行系统评估。每日估计摄入量(EDI)是量化人体暴露程度的基本指标,其基于元素浓度和膳食模式。为评估非致癌健康危害,采用目标危害商(THQ)和累积危害指数(HI)。在此背景下,超过1(>1)的数值意味着可能存在不良健康效果的潜在阈值。长期暴露于有毒金属可通过损害细胞DNA并导致遗传不稳定性,从而引发癌细胞的形成。癌症风险(CR)定义为个体因终生暴露于致癌物而患癌的概率。此外,最大安全食用量(MSCQ)经过计算用于建立实用的膳食阈值,作为确保每日食用量保持在安全毒理学限值内并最小化与加工食品产品相关的致癌和非致癌风险的关键指南(Ahmed等,2019;Javed和Usmani,2019;Varol等,2022)。
传统上,与鱼类消费相关的健康风险评估采用确定性(固定值)方法进行。然而,该方法可能无法充分反映人体生理差异和环境数据的不确定性(Coyle等,2025;Flinders等,2025)。相反,概率性风险评估方法,如蒙特卡洛模拟(MCS),通过将输入参数作为概率分布函数处理,能够实现更现实、更全面的风险表征(Poulter,1998;Sanad等,2025)。
采用概率分布函数代替浓度、体重等参数的固定单值,蒙特卡洛模拟通过执行数千次迭代,提供潜在风险的概率分布。这种随机方法能够更稳健地估计健康危害,考虑到人群间的变异性并量化第95百分位风险水平。因此,整合蒙特卡洛模拟确保了更综合、更具统计可靠性的安全评估,最大程度地减少了对人体健康风险的过高或过低估计(USEPA,2019;Rahati等,2026)。
尽管土耳其的海产品生产和消费快速增长,但关于零售市场中各种地理位置出售的商业鱼种金属含量的综合监测研究仍然有限。安卡拉作为土耳其的主要消费中心,拥有广泛的鱼类供应网络,监测这些市场中的产品安全对于公共卫生至关重要。本研究的目的是测定安卡拉当地居民经常食用的十种鱼类的金属(类金属)含量水平,包括虹鳟(Oncorhynchus mykiss)、欧洲海鲈(Dicentrarchus labrax)、金头鲷(Sparus aurata)、红鲷(Pagrus pagrus)、欧洲鲱(Sardina pilchardus)、小沙丁鱼(Spicara smaris)、须鲷(Mullus surmuletus)、欧洲黄鱼(Merlangius euxmus)、欧洲鲱(Engraulis encrasicolus)和地中海鲹(Trachurus mediterraneus),所检测的金属(类金属)包括砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)。此外,本研究还试图采用确定性和蒙特卡洛模拟两种方法,分析消费者可能面临的致癌和非致癌风险。
章节摘要
样品采集
2023年1月至3月间从安卡拉市区鱼类市场获取的鱼类样品,用冰袋包裹运送至实验室,并对总长度和重量进行了测量。研究中使用的每条鱼的总长度在误差范围为±1 mm的测量板上测量,其重量在解剖前使用分析天平测量并记录在鱼类信息表上。鱼类的命名、其生态条件,
金属(类金属)结果
在十种不同鱼类中测定的重金属(类金属)平均浓度在物种间存在显著差异(表1)。砷(As)含量范围为0.050至0.328 mg/kg,其中欧洲海鲈最高,地中海鲹最低。Gültürk(2021)发现海鲈中砷浓度为0.64 mg/kg,Varol等(2019)为0.37 mg/kg,Bat等(2022)为0.09 mg/kg。镉(Cd)浓度范围为0.004至0.035 mg/kg,其中
结论
总体而言,鳟鱼和海鲈鱼种的几乎所有金属(类金属)平均浓度较高,表明金属(类金属)蓄积风险较高。相比之下,小型中上层鱼类如地中海鲹和鲱鱼显示出明显更低的金属(类金属)水平。
这些结果表明,物种间金属(类金属)蓄积的差异可能与鱼类的摄食习性、营养级和栖息地偏好密切相关。此外,文献报道
CRediT作者贡献声明
Numan Emre Gümü?:写作 – 审阅与编辑、监督、软件、方法论、调查研究。Fuat G?kbel:写作 – 审阅与编辑、方法论、调查研究、概念化。Muhammed Emin Bedir:写作 – 审阅与编辑、软件、方法论、调查研究、概念化。Hatice Banu Keskinkaya:写作 – 审阅与编辑、方法论、概念化。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
Numan Emre Gümü?|Fuat G?kbel|Muhammed Emin Bedir|Hatice Banu Keskinkaya