《Food Science & Nutrition》:DDT and Its Metabolites in Two Marine Dried Fish Species From Bangladesh: Residue Levels, Distribution Patterns, and Health Risk Assessment
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干制鱼中的农药污染是孟加拉国一个重大的食品安全问题。本研究调查了在全国范围内采集的两种商业化广泛流通且被大量消费的干制鱼品——龙头鱼(Harpadon nehereus)和带鱼(Trichiurus lepturus)——共九十六份样品中DDT及其代谢物的残留
干制鱼中的农药污染是孟加拉国一个重大的食品安全问题。本研究调查了在全国范围内采集的两种商业化广泛流通且被大量消费的干制鱼品——龙头鱼(Harpadon nehereus)和带鱼(Trichiurus lepturus)——共九十六份样品中DDT及其代谢物的残留状况。样品采用固相分散技术提取,并通过气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)进行分析。该分析方法表现出优异的灵敏度和线性,检出限(LOD)范围为0.30–0.39?μg/kg,定量限(LOQ)范围为0.92–1.18?μg/kg,回归系数(R2)≥?0.9991。母体农药4,4′-DDT在96份样品中的10份中被检出,浓度范围为1.41–11.02?μg/kg。两种代谢物4,4′-DDE和4,4′-DDD在分析的样本中检出频率更高,总DDTs(ΣDDTs)最高达29.40?μg/kg。污染模式及4,4′-DDT占ΣDDTs的比例表明,污染源于食物链中的历史性暴露而非近期施用。健康风险评估显示不存在潜在的非致癌风险,危害商数(HQ)远低于阈值限值(1)。增量终身癌症风险(ILCR)主要落在可忽略风险范围(1?×?10?6);然而,少数样品(n?=?7)显示出升高的累积暴露(ΣILCR),但仍局限于美国环保署(USEPA)设定的可耐受风险边界(1?×?10?6至1?×?10?4)之内。该研究为当前干制鱼中DDT污染状况提供了关键见解,并有助于政策制定者制定有效的、以科学为驱动的孟加拉国食品安全法规。
论文解读
一、研究背景与研究意义
鱼类菜肴是孟加拉饮食文化中不可或缺的组成部分,是微量营养素和有益健康的长链多不饱和脂肪酸的优质来源。除鲜鱼外,干制鱼在孟加拉国及全球范围内也是一种广受欢迎的加工食品。在孟加拉国,干制鱼是低收入人群获取营养和蛋白质的替代来源,干制鱼产业在该国经济中占据重要地位。在满足国内需求后,每年有大量干制鱼出口至世界各地。2018–19财年该国出口2339.36公吨干制鱼,创收近400万美元;2019–20财年出口量增至4141.49公吨;2023–24财年干制鱼出口创汇约540万美元。该国普遍采用日晒干燥法保存鱼类,产品在当地被称为“Shutki”。
然而,干制鱼在储存和流通过程中易受虫害侵袭,据统计孟加拉国约有10%–20%的最终鱼产品因腐败而损失。针对这一担忧,有观点认为加工者和零售商可能在干制鱼产品中使用有害的有机氯农药(OCPs),尤其是DDT(双对氯苯基三氯乙烷)。尽管孟加拉国自1997年起已禁止使用DDT,但此前多项研究仍报道了干制鱼样品中存在DDT残留。早期研究报告的DDT污染水平相当高,例如Bhuiyan等人发现冬季和雨季干制鱼中DDT范围分别为3.6–250.8和11.1–1107.4?μg/kg;Chowdhury等人报道干制鱼样品中总DDTs高达93.84–11880.50?μg/kg。DDT具有高度环境持久性,半衰期长达4至30年,并会逐步转化为其主要代谢物DDE(二氯二苯二氯乙烯)和DDD(二氯二苯二氯乙烷)。此外,DDT具有长距离迁移潜力,可在远离原始施用地点处被检出。受DDT污染的干制鱼可能引发多种疾病,包括多种癌症、神经心理功能障碍、生育能力下降、自然流产、内分泌干扰、甲状腺功能减退、再生障碍性贫血、糖尿病以及儿童发育障碍等。
已有若干研究调查了孟加拉国干制鱼中的DDT残留,但多数研究样本量有限、集中于特定地理区域和市场,或主要侧重于母体DDT农药的定量。鉴于干制鱼在孟加拉国的广泛普及性,开展全国范围的DDT及其代谢物调查对于全面了解污染水平、保障食品安全和保护公众健康至关重要。本研究通过整合全国范围的广泛采样(来自44个地点的96份样品)、DDT及其主要代谢物的同步测定、污染途径分析以及干制鱼消费健康风险评估,填补了上述研究空白。
二、主要技术方法
研究人员采用固相分散技术提取干制鱼样品中的目标分析物,经酸磺化和移液管柱净化后,利用配备63Ni电子捕获检测器的气相色谱仪(GC-ECD)进行分析。样品采集覆盖孟加拉国全部行政区划,从32个县的44个不同站点采集了两种鱼类(龙头鱼H. nehereus和带鱼T. lepturus)各48份、共96份干制鱼样品,采样时间为2022年和2023年两个连续年份的季风季节(5月下旬至9月)。方法验证通过检出限(LOD)、定量限(LOQ)和回收率进行评估,并使用SPSS软件进行非参数统计分析。
三、研究结果
方法验证。 三种目标化合物(4,4′-DDE、4,4′-DDD和4,4′-DDT)的LOD范围为0.30–0.39?μg/kg,LOQ范围为0.92–1.18?μg/kg,回归系数(R2)≥?0.9991,回收率在82.07%–96.76%之间,相对标准偏差(RSD)≤?6.98,表明该方法可靠、精确且灵敏。
干制鱼中DDTs残留。 母体农药4,4′-DDT仅在96份样品中的10份中被检出,表明89.58%的分析样品未受DDT污染。检出样品中4,4′-DDT浓度范围为1.41–11.02?μg/kg,最高值出现在达卡Thatari Bazar采集的龙头鱼样品(H-4)中。两种代谢物4,4′-DDE和4,4′-DDD的浓度范围分别为0.95–16.63和1.19–17.62?μg/kg。4,4′-DDE最高浓度出现在库阿卡塔Shutki Polli采集的龙头鱼样品(H-14)中,而4,4′-DDD最高残留水平出现在博拉Borhanuddin鱼市场购买的龙头鱼样品(H-42)中。龙头鱼样品中总DDTs(ΣDDTs)浓度从低于定量限(BQL)到29.40?μg/kg不等,带鱼样品中ΣDDTs最高达16.44?μg/kg。最高ΣDDTs值记录于样品H-27(巴里萨尔Port Road Bazar采集)。Mann–Whitney U检验显示,两种鱼类在DDE、DDD和ΣDDTs浓度上无显著差异(p?>?0.05),但DDT浓度存在边缘显著差异(p?=?0.047)。Kruskal–Wallis检验显示各行政区划间ΣDDTs浓度存在显著区域差异(p?=?0.035),Dunn–Bonferroni事后分析表明该差异仅由巴里萨尔和吉大港两区之间的显著差异驱动(校正后p?=?0.021)。所有样品中目标农药均未超过美国食品药品监督管理局(USFDA)设定的渔业产品阈值水平(5000?μg/kg)。
代谢物相关性及污染途径。 两种代谢物(4,4′-DDE和4,4′-DDD)的检出频率和含量均显著高于母体化合物4,4′-DDT,呈现4,4′-DDE?>?4,4′-DDD?>?4,4′-DDT的模式。Wilcoxon符号秩检验显示4,4′-DDD残留水平显著低于4,4′-DDE(p?=?0.006)。在96份样品中,42份样品的DDE超过DDD,仅13份样品的DDD超过DDE,41份样品两者浓度相等。DDE相对于DDD的优势表明,研究区域内有氧降解比厌氧降解更为普遍。部分样品(如H-27和H-42)中同时检出DDE和DDD,表明某些水生系统中DDT的有氧和厌氧降解同时发生。综合来看,检测到的残留更可能源于历史性输入并经历了环境降解,而非近期统一施用所致,这与母体DDT化合物浓度相对较低的现象一致。
四、讨论与结论
讨论部分指出,巴里萨尔区位于恒河-布拉马普特拉河-梅克纳河(GBM)三角洲下游,该区域河网密布、河渠交错,最终汇入孟加拉湾北部。历史上在农业泛滥平原大量施用的工业化学混合物中的持久性残留继续在降雨期间渗入河流网络,农业径流向下游冲刷后在末端河口三角洲网络中大量沉积,尤其集中在巴里萨尔区。DDTs作为持久性疏水化合物,对颗粒有机物具有强亲和力,倾向于在底部沉积物中积累,成为长期污染储库,随后可能通过水生食物网转移,导致海洋鱼类中浓度升高。季风性洪水及周边农业用地的径流可能进一步促进遗留DDT残留在水生环境中的再分布和积累。巴里萨尔与吉大港两区之间的显著差异可能归因于鱼类登陆中心、环境暴露和营销网络的差异。除巴里萨尔区残留负担相对较高外,孟加拉国大多数地区的ΣDDTs污染相对均匀,这可能是因为两种鱼类均主要从孟加拉湾捕捞,并通过共同的营销网络分配至各地市场。
研究结论表明,孟加拉国干制鱼中DDT及其代谢物的残留水平较早期研究呈现显著下降趋势,反映出更严格的监管控制、公众意识的提高和自然降解过程的作用。健康风险评估显示不存在潜在的非致癌风险,危害商数(HQ)远低于阈值限值(1);增量终身癌症风险(ILCR)主要落在可忽略风险范围(1?×?10?6),少数样品(n?=?7)显示升高的累积暴露(ΣILCR),但仍局限于USEPA设定的可耐受风险边界(1?×?10?6至1?×?10?4)之内。该研究为当前干制鱼中DDT污染状况提供了关键见解,有助于政策制定者制定有效的、以科学为驱动的孟加拉国食品安全法规,并提高公众对干制鱼中农药残留问题的认识。