野生水生蔬菜中有机磷酸酯的生物累积：对人类膳食风险的影响

《Food Control》：Bioaccumulation of organophosphate esters in wild freshwater vegetables: Implications for human dietary risk

　　

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  调查了野生淡水蔬菜中有机磷酸酯类（OPEs）的污染概况。
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  不同Nelumbo nucifera（莲）部位的污染水平存在差异。
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  表层组织的OPEs含量高于内部可食部分。

引言

淡水食用植物，又称"淡水蔬菜"，是指能够在淡水或浅水环境中完成其生活史的维管植物，其根、茎、叶、果实或种子可供人类食用。淡水蔬菜既是餐桌上的"水乡佳肴"，也是高效农业中的"水下粮仓"，在传统膳食结构中具有重要的营养作用，被广泛纳入地方烹饪和药用实践中（Adkar等, 2014；Jiang等, 2023；Mukherjee等, 2009；Paudel & Panth, 2015；Thanushree等, 2017；Wang等, 2021a, Wang等, 2021b；Yang等, 2024）。有机磷酸酯类化合物（OPEs）是一类典型的合成化学品，由于通过膳食暴露对人类健康构成的风险，已成为食品安全领域日益受到关注的新兴问题（Blum等, 2019；He等, 2018；Zhang等, 2016）。由于其在环境中的持久性和生物可利用性，OPEs倾向于在水生生物体内积累并沿食物链放大（Liu等, 2012；Meeker & Stapleton, 2010；Oliveri等, 2015），最终对人类健康构成威胁。

野生淡水蔬菜生长在湖泊、缓流水域、池塘和水稻田等淡水栖息地中。在生长过程中，这些植物容易吸收和富集水体中的污染物，这些污染物随后被保留在其可食组织中，使其成为人类接触环境污染物的一条潜在重要途径。目前关于野生淡水蔬菜中污染物水平及相关健康风险的研究相对有限，已有研究主要集中于重金属或传统农药。Liang等研究了太湖流域睡莲属植物（Brasenia schreberi）的重金属污染状况，表明该水生植物对重金属具有较高的生物富集能力（Cui等, 2021）。Wang等分析了南京市场采集的荸荠（Eleocharis dulcis）、菱角和莲藕中Pb²⁺和Hg²⁺的浓度，表明这些重金属的水平处于人类食用的安全限值范围内（Wang等, 2023）。Zhang等利用超高效液相色谱-串联质谱法成功在莲子、莲壳、莲藕和荷叶中检测到手性农药肟菌酯（Penconazole）（Zhang等, 2019）。Wang等采用二极管阵列检测高效液相色谱法（HPLC-DAD）分析了从当地市场购买的荸荠、莲藕和野生稻幼苗中的农用化学品残留物（Wang等, 2013）。

关于OPEs膳食暴露的研究主要集中于陆地食品来源，如谷物、水果、蔬菜和畜牧产品（Ding等, 2017；Li等, 2019；Poma等, 2018；Zhao等, 2019）。与鱼贝类等水生动物相比（Aznar-Alemany等, 2017；Bekele等, 2020；Zhang等, 2024），关于OPEs在野生淡水蔬菜中的生物富集行为、组织特异性分布模式以及种间差异的研究很少。需要注意的是，大多数研究主要关注有机磷酸三酯（tri-OPEs），而有机磷酸二酯（di-OPEs）则很大程度上被忽视了——后者可能来源于多种途径，包括工业直接排放、tri-OPEs的环境转化或生物代谢。这些代谢产物极性增强、氢键供体数量增多，在pH 6-9的水环境中表现出更强的化学稳定性和更高的胃肠道生物可及性（Chokwe等, 2020），这可能进一步加剧其生态毒性和对人类健康的风险（Bastiaensen等, 2019；Van den Eede等, 2013）。

本研究选取了九种野生淡水蔬菜，涵盖五个物种：Zizania latifolia（菰）、Trapa bispinosa（菱）、Euryale ferox（芡实）、Eleocharis dulcis（荸荠）和（莲）。对于，采集了四种可食组织（叶尖、根茎、茎和种子）和一种不可食组织（花托），花托作为该物种内组织特异性分布分析的对照组织。通过同步采集植物-水体-沉积物三相样品，本研究系统地阐明了OPEs在野生淡水蔬菜中的界面迁移机制和人体暴露模式。对tri-OPEs和di-OPEs的目标定量揭示了污染概况和同系物组成，发现了物种特异性和组织特异性的富集模式。计算了表观场地富集比（AFAR）以阐明OPEs从环境介质向可食组织的迁移效率。此外，通过将中国居民的膳食数据与Monte Carlo概率暴露模型相结合，本研究定量评估了食用野生淡水蔬菜导致的OPEs暴露相关的致癌和非致癌风险，从而为食品安全管理和公共卫生保护提供了科学依据。

章节摘要

化学品和试剂

十一种 commercially available tri-OPE标准品（表S1）——氯化三(2-氯乙基)磷酸酯（TCEP）、氯化三(1-氯-2-丙基)磷酸酯（TCPP）、氯化三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯（TDCPP）、磷酸三甲酯（TMP）、磷酸三乙酯（TEP）、磷酸三丙酯（TPrP）、磷酸三丁酯（TnBP）、磷酸三(2-乙氧基乙基)酯（TBEP）、磷酸三(2-乙基己基)酯（TEHP）、三邻-甲苯基磷酸酯（m-TCP）和2-乙基己基二苯基磷酸酯（EDP）——购自J&K Scientific（美国加利福尼亚州圣何塞市）。四种

污染概况

本研究采用超高效液相色谱-静电场轨道阱高分辨率质谱联用技术（UHPLC-Orbitrap HRMS）对样品中的tri-OPEs和di-OPEs进行定性和定量分析（表1）。分析方法共纳入16种目标OPEs；在分析的109个样品中，检测出15种目标OPEs，包括11种tri-OPEs（TCEP、TCPP、TnBP、TBEP、EDP、TDCPP、m-TCP、TEHP、TPrP、TMP、TEP）和4种di-OPEs（DnBP、DPhP，

结论

利用原位配对采样策略，本研究系统表征了野生淡水蔬菜样品中OPEs的污染概况、富集模式及相关健康风险，从而填补了对野生淡水蔬菜中OPEs积累理解的关键空白。所有采样物种中均普遍检测到OPEs。tri-OPEs占同系物分布的主导地位，其中TCEP贡献最大。OPEs生物富集表现出变异，遵循

CRediT作者贡献声明

Shuhui Wang：撰写——初稿，构思。Yifan Zhang：形式分析。Bing Wang：方法学，调查。Haode He：调查。Ang Zhao：调查。Chao Wei：调查，数据整理，构思。Mei Wang：撰写——审稿与编辑，指导，资源，调查，资金获取。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本工作得到了河北省自然科学基金（B2024201033）和河北大学自然科学交叉研究项目（DXK202302）的资助。

Shuhui Wang|Yifan Zhang|Bing Wang|Haode He|Ang Zhao|Chao Wei|Mei Wang