《Frontiers in Ocean Sustainability》：Critical review of toxic trace elements and human health risk in marine fishes of the Southwestern Atlantic Ocean
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该综述首次对西南大西洋（SWAO）商业重要海洋沿岸鱼类肌肉中的潜在有毒微量元素（PTEs；As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Rb、Se、Sr、V和Zn）进行了综合性和整合性评价。分析基于过去30年发表的研究，涵盖巴西、乌拉圭和阿根廷沿海区域
该综述首次对西南大西洋（SWAO）商业重要海洋沿岸鱼类肌肉中的潜在有毒微量元素（PTEs；As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Rb、Se、Sr、V和Zn）进行了综合性和整合性评价。分析基于过去30年发表的研究，涵盖巴西、乌拉圭和阿根廷沿海区域，这些区域正承受日益增加的人为压力。所考虑的若干物种（如 Mugil liza、Micropogonias furnieri、Urophycis brasiliensis、Odontesthes argentinensis、Cynoscion guatucupa）是具有高度生态和经济相关性的跨境资源。尽管已有大量研究报道SWAO海洋鱼类中的微量元素浓度，但此前尚无综合研究利用更新的毒理学参考值和协调化风险评估方法系统再评价人体健康风险。研究人员利用目标危害商（THQ）、危害指数（HI）和致癌风险（CR），评估了一般人群以及可获取数据时渔民群体因鱼类消费而产生的人体健康风险。为提高风险估计可靠性，研究人员对无机砷（iAs）水平进行了批判性再评价，并使用美国环境保护署综合风险信息系统（USEPA-IRIS）于2025年建立的口服参考剂量（Rfd）和致癌斜率因子（Csf）重新计算相关风险。过去三十年中，SWAO海洋鱼类的PTE研究显著扩展，但分布不均。在纳入的97项研究中，研究主要集中于巴西，而乌拉圭和阿根廷海岸的大片区域仍代表性不足。方法学进展包括越来越多地使用基于电感耦合等离子体（ICP）的多元素技术、直接砷形态分析和定量人体健康风险评估。重要的是，使用更新后的USEPA-IRIS Csf对具有实测iAs的研究进行再评价后，CR >10?4的病例比例从2%增至46%，凸显了风险分类对更新毒理学标准的敏感性。主要空白仍存在于地理和分类学覆盖、跨境资源、更新且人群特异的鱼类消费数据、脆弱和高消费群体、分析协调化以及iAs直接测定等方面。总体而言，这些发现为改善海产品安全评估、监测策略以及基于证据的渔业和公共卫生政策提供了区域框架。
1 引言
潜在有毒微量元素（PTEs）来自自然过程如岩石风化、侵蚀、森林火灾和火山活动，也来自生活与工业废水、农业、港口和工业活动等人为来源。其在海洋、河口和淡水环境中广泛分布，可分为非必需和必需微量元素。非必需元素如As、Cd、Hg、Pb、Rb、Sr和V在低浓度下即可表现强毒性；必需元素如Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Se和Zn在低浓度下具有代谢作用，但高浓度可产生毒性。鱼类暴露于PTEs可发生血液学改变、细胞毒性，并影响心血管、内分泌、生殖、免疫和神经系统。PTEs可在可食组织中蓄积，成为膳食暴露的重要途径。西南大西洋（SWAO）是阿根廷、乌拉圭和巴西共享的高生产力海域，多种底层和底栖中上层鱼类支撑沿海渔业。近几十年，沿海区域人为压力增加，海水和沉积物中PTE升高，尤其在大型河口、港口、人口密集和工业区附近。若干重要跨境鱼种在多个国家分布，但其组织PTE水平和消费风险仅在少数物种中评价。文章区分法规最大限量、毒理学指导值和人体健康风险评估（HRA）阈值，指出三者不能互换。研究目的包括：刻画PTE研究的地理、分类和分析覆盖；比较膳食暴露和HRA假设；利用更新iAs毒理学参考值再评价部分风险估计；识别地理、方法和毒理学知识空白。
2 方法
2.1 文献综述
检索同行评议文章和已发表报告，涵盖巴西、乌拉圭和阿根廷SWAO海洋及河口相关硬骨鱼肌肉中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Rb、Se、Sr、V或Zn。检索时间范围为1996—2026年，排除无样品可追溯来源的研究，排除鲨鱼和鳐鱼。记录国家、沿海地点、纬度范围、鱼种和属、采样来源、PTEs、分析仪器、引用指南和HRA方法。巴西分为北部（A：0—17°S）、中部（B：17—26°S）和南部（C：26—33.5°S）三个操作纬度区。对可能影响暴露和风险可比性的方法差异进行专门检查，包括鱼类消费率、暴露频率、人群、毒理学参考值和风险指标。法规和毒理学参考按其功能分类：国家或区域法规、外部区域法规、国际标准、健康指导值以及剂量反应参数。砷评价按总As、实测无机砷（iAs）、实测其他潜在毒性砷形态[甲基胂酸（MA）和二甲胂酸（DMA）]或按总As固定比例推算iAs进行分类。
2.2 健康风险再评估
为更新风险估计的毒理学基础，选择报告实测砷形态且暴露参数充足的研究进行再评价。主要再评价基于实测iAs[As(III)+As(V)]，使用2025年USEPA综合风险信息系统（IRIS）更新的口服参考剂量（Rfd）和致癌斜率因子（Csf）。更新后，Rfd由0.0003降至0.00006 mg kg
?1 day
?1，降低5倍；Csf由1.5增至32 (mg kg
?1 day
?1)，增加约21倍。THQ和CR按相应公式重算；HI为各PTE的THQ之和。另设保守敏感性情景，将实测潜在毒性砷形态总和（Σtoxic As：iAs+MA+DMA）纳入比较，但强调MA和DMA不应假定与iAs具有同等毒理学效价。
2.3 数据分析
对纳入研究进行描述性和比较性分析，按国家、地理区、鱼种、PTEs、分析方法、法规或指南和HRA方法计算数量和比例。比较暴露参数，包括鱼类摄入率（Fir）、暴露频率（Ef）、人群和毒理学参考值。对实测iAs且信息充足的研究重算THQ和CR，并与原始结果比较。THQ和HI以1为参考解释，CR按既定风险区间分类。由于研究设计、分析方法、物种、样本量、暴露假设和报告方式异质性较大，未进行PTE浓度荟萃分析。
3 结果
3.1 总体概况
共97项研究符合标准。巴西81项、阿根廷16项、乌拉圭3项，地理分布极不均匀。巴西覆盖152种鱼，阿根廷12种，乌拉圭7种，超过98%的物种供人食用。巴西研究多发表于2011—2021年，阿根廷88%发表于2016—2026年。阿根廷研究集中在布宜诺斯艾利斯省，约40°S以南缺乏符合标准的研究。巴西A区14项、59种；B区59项、106种；C区10项、47种。乌拉圭仅蒙特维的亚附近3项；阿根廷16项集中在两个区域。样品来源包括科研采样、手工和商业渔业、渔获上岸、渔民合作、港口和市场。多种跨境鱼种在多个国家被研究，但信息碎片化。分析技术包括原子吸收光谱（AAS）、X射线荧光（XRF）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）、仪器中子活化分析（INAA）等；HPLC-ICP-MS用于所有六项直接定量iAs的研究。各研究同时测定的PTEs数量差异大，范围从1至14种。
3.2 鱼类消费摄入PTEs的人体风险分析
研究主要采用两类方法：与法规最大限量比较，以及定量膳食暴露和HRA。法规比较最常见，巴西A、B、C区分别为71%、68%、50%，乌拉圭67%，阿根廷81%。HRA较少，巴西A、B、C区至少一种HRA方法分别为36%、31%、40%，阿根廷69%，乌拉圭无。说明PTE赋存证据明显多于实际膳食暴露和健康风险证据。
3.2.1 鱼类消费估计
阿根廷研究多采用Fir为13 g person
?1 day
?1、Ef为365天/年，或12天/年×400 g person
?1 day
?1，年均约4.8 kg person
?1 year
?1。巴西Fir从15至36 g person
?1 day
?1不等，并设置高达300 g person
?1 day
?1的消费情景。巴西区域消费差异大，北部和东北部海产品消费较高，南部和东南部较低；官方均值约9—11 kg person
?1 year
?1，约25—30 g person
?1 day
?1。渔民消费估计高于一般人群，阿根廷约19.2 kg person
?1 year
?1，巴西约70 kg person
?1 year
?1。消费统计多较旧。
3.2.2 估计每日/每周摄入量
比较估计每日或每周摄入量（EDI/EWI）与PTDI/PTWI的研究在各国家或区低于20%。巴西A区有As、Cd、Zn评估，结果因参考值和消费情景不同而异。B区研究较多，Hg、As、Cd、Pb等结果不一，部分低于PTWI，部分高消费情景超过PTWI/PTDI，iAs与总As结论不同。C区两项研究均低于参考值。阿根廷三项研究多低于Rfd，但若使用总As，则可能超过iAs的Rfd。总体看，膳食暴露结论强烈受暴露情景、参考值和化学形态影响，尤其砷。
3.2.3 目标危害商
THQ和HI估计比例从巴西B区17%至阿根廷63%。主要关注As、Cd、Cr、Hg和Pb。巴西A区部分鱼种THQ
Hg >1；不同iAs假设导致THQ
iAs结论不同。B区10项THQ研究中8项发现某些元素THQ>1，涉及As、Hg、Cr、Pb和Cd，取决于物种和iAs比例假设。C区两项THQ均<1。阿根廷一般人群无THQ>1，但渔民人群有As和Hg的THQ>1。HI未改变单个THQ解释，未发现所有单个THQ<1但HI>1的情况。
3.2.4 致癌风险
CR评估较少，巴西6项，阿根廷7项。除一项评估Cd、Pb、Cr和iAs外，其余仅评估CR
iAs。巴西A区基于100%总As为iAs的假设，报告
Sardinella brasiliensis存在致癌风险。B区部分研究CR在可接受或需再评估范围，儿童和高消费情景更敏感。C区基于10%总As为iAs的假设，CR在可接受范围。阿根廷多数基于10%假设的CR在可接受范围或再评估范围；直接测iAs的研究未超过10
?4。总体CR评估高度依赖As处理方式。
3.3 砷：健康风险再评估
总As被广泛测定，直接测iAs和其他砷形态较少。12项研究用1%—100%理论比例估算iAs。由于砷形态比例随鱼种和采样点变化，固定比例引入不确定性。再评估限于报告实测潜在毒性砷形态的研究；因浓度基准问题排除一项，最终5项研究、8种鱼进行定量再评估。THQ和HI再评估与原研究解释一致。使用更新Csf后，CR>10
?4的暴露情景比例从2%增至46%。若将MA和DMA等实测潜在毒性砷形态全部纳入计算，CR可100%超过10
?4，但这是保守探索性情景，因Csf仅针对iAs。
4 讨论
4.1 三十年来SWAO海洋鱼类PTE研究：进展、趋势和剩余空白
研究显著增加但不均。巴西主导，阿根廷近十年增长，乌拉圭和阿根廷大片海岸仍少。跨国研究极少。分析方法从AAS扩展至ICP-OES、ICP-MS和HPLC-ICP-MS，HRA从法规比较扩展到EDI/EWI、THQ、HI和CR。但空白仍在：地理覆盖、跨境资源、高消费和脆弱人群、更新消费数据、分析协调和直接As形态测定。
4.2 地理和分类学空白
研究集中在少数巴西沿海和河口系统及布宜诺斯艾利斯省部分区域，乌拉圭和约40°S以南阿根廷海岸缺乏。现有信息不能代表整个SWAO。跨境鱼种如
Mugil liza、
Micropogonias furnieri、
Urophycis brasiliensis、
Odontesthes argentinensis和
Cynoscion guatucupa的跨国评估罕见，测点浓度不宜外推到整个物种分布。未来需协调多区域研究，并明确分析的鱼种和规格是否进入本地、自给、国内商业或出口食物链。
4.3 分析异质性和PTE覆盖
仪器差异本身不一定使比较无效，但样品制备、消化、组织选择、湿度基准、检测限、回收率、校准、标准参考物质和报告单位差异会增加不确定性。ICP-MS通常检测限低、多元素能力强；AAS对特定元素足够灵敏，但受基体和干扰影响。As尤其需要形态分析；HPLC-ICP-MS可区分iAs和有机砷，但提取效率、形态转化和基质效应带来不确定。许多研究同时分析的PTEs有限，HI仅表征已测元素部分。未来需验证方法、透明报告质量保证/质量控制、湿重报告和足够宽的多元素面板。
4.3.1 法规符合性与HRA提供互补信息
最大限量用于食品控制和风险管理，但本身不表征膳食风险；HRA整合污染发生、消费率和频率、暴露时间、体重和毒理参数。低于限量不意味着所有消费人群暴露相同，超过限量也不等于量化了健康风险。SWAO中EDI/EWI、THQ、HI和CR使用有限，说明污染赋存知识快于实际消费暴露表征。
4.3.2 当前HRA方法的优势和局限
EDI/EWI可与PTDI/PTWI比较，但不量化不良效应概率；THQ是筛选指标，THQ>1提示需进一步评估；HI假设简化加和，受已测PTEs限制；CR依赖致癌斜率因子，对毒理效价高度敏感。所有HRA强烈依赖浓度、Fir、Ef、暴露时间、体重和人群。确定性单点估计透明但未充分表征人群变异和多参数不确定性，若数据充分可补充概率评估。
4.3.3 鱼类消费是健康风险评估的主要不确定性来源
消费参数最异质。国家均值或通用默认值在消费差异大的地区问题突出。巴西亚马逊和依赖鱼类社区消费可能远高于全国均值。儿童、孕妇、育龄妇女等需专门考虑；甲基汞（MeHg）对胎儿和儿童神经发育敏感。鱼类的营养益处也应考虑，风险-收益应针对特定鱼种、消费模式和人群。iAs孕期和儿童证据较不一致，且多数来自饮水或混合暴露，不能直接外推到海鱼。消费信息老化，需更新和地理分层调查。
4.4 砷形态是砷相关风险的主要方法学决定因素
iAs理论比例1%—100%，使HRA不可直接比较。总As不是毒理学风险的良好代理。海鱼中砷甜菜碱（AsB）常为主要砷形态且毒性低，iAs常占小部分，但其他有机砷毒理信息不完整。动物模型提示AsB可能部分生物转化，但不应外推到人类定量风险评估，也不支持将iAs的Rfd或Csf用于AsB。直接形态研究显示砷形态比例随鱼种和地点变化，通用换算因子不足。建议分层策略：总As初筛，关注样品确认形态。
4.5 非致癌风险具有情景特异性
THQ>1局限于特定污染物、鱼种、地理区域和消费情景，不是SWAO普遍模式。许多超标依赖高消费或渔民情景。风险分类应针对明确暴露情景，不能外推到整个物种、区域或国家。THQ>1不等于海鱼消费普遍有害，风险管理应针对高暴露组合，同时避免削弱鱼类消费。
4.6 更新的毒理学标准显著改变致癌风险解释
使用2025年USEPA-IRIS值再评估是重要发现。Rfd降低5倍未改变非致癌风险定性分类；Csf增加约21倍使CR>10
?4比例从2%增至46%。污染物浓度和消费假设未变，分类变化源于毒理效价更新。历史数据解释可因新毒理证据变化。EFSA也重新评估iAs，将致癌效应作为关键。敏感性情景显示包含MA和DMA会使CR全部超过10
?4，但MA和DMA不应与iAs等同；EFSA认为目前不适合为MA和DMA建立健康指导值。风险估计取决于化学形态和毒理假设。
4.7 对区域监测、法规更新和公共政策的意义
建议区域协调监测，尤其跨境渔业资源。巴西、乌拉圭和阿根廷可制定共同最低监测要求，涵盖采样设计、可食组织、鱼体大小、地点日期、湿重报告、质量保证/质量控制和检测限。第二优先是更新且地理分层的鱼类消费信息。砷监测采用分层策略，总As初筛，关注样品确认形态，而非固定比例换算。法规机构应在毒理参考值重大变化时定期再评估HRA。监测优先应整合危害、暴露和膳食相关性，而非仅浓度。地理空白应指导监测，乌拉圭和约40°S以南阿根廷海岸为基线优先。共享或互操作数据库有助于区域整合。风险沟通应与证据相称，不建议将SWAO海鱼消费普遍视为有害。
5 结论与区域展望
主要挑战不是研究数量，而是证据基础在地理、方法和毒理上不均匀。PTE研究集中在少数沿海区域，HRA少于法规比较，消费参数异质且较旧，仅少数研究直接测iAs。HRA变异性既反映污染真实差异，也反映方法假设。砷最明显：1%—100%理论iAs比例可根本改变风险分类；更新USEPA-IRIS Csf使CR>10
?4比例从2%升至46%。未来应优先扩大地理覆盖、直接As形态分析、更新人群特异消费信息、多元素评估、标准化报告和跨境资源协调研究。
