巴西亚马逊海岸光滑蝴蝶鳐（*Gymnura* cf. *micrura*）金属污染及其相关人体健康风险的首次报道

《Biological Trace Element Research》：First Report on Metal Contamination and Associated Human Health Risks in the Smooth Butterfly Ray Gymnura cf. micrura (Myliobatiformes: Gymnuridae) from the Brazilian Amazon Coast

　　

鳐鱼类（batoids）体内的金属蓄积既反映环境暴露水平，也体现其生理调节能力，尽管针对该类群的相关研究仍然匮乏。光滑蝴蝶鳐（*Gymnura* cf. *micrura*）在巴西东北部被食用，但迄今尚无关于其金属污染及相关健康风险的信息。本研究评估了在马拉尼昂州（Maranh?o）沿海采集的样本中金属和类金属浓度、肌肉金属硫蛋白（metallothionein, MT）水平、元素关联性及人体健康风险。研究人员未观察到元素浓度或MT水平存在显著的性别差异，且MT与金属之间未显示显著相关性，提示肌肉在解毒过程中的参与有限，或暴露水平低于MT诱导阈值。多元分析和相关性分析显示出不同的蓄积模式：稀土元素与岩源输入相关，而部分必需元素与毒性元素之间的关系提示可能存在拮抗作用，尤其涉及硒（Se）和汞（Hg）。风险评估显示，在现实的无机砷（inorganic As, iAs）假设条件下，估算的每日和每周摄入量均低于指导限值。然而，在保守情景下，非致癌风险和致癌风险均有所增加，尤其对于较高消费频率下的婴幼儿群体。尽管硒健康获益值（HBV_Se）为正值，提示Se可能对Hg毒性具有介导保护作用，但该效应并不能消除总体污染物相关的健康风险。

**论文解读：巴西亚马逊海岸光滑蝴蝶鳐金属污染与人体健康风险的综合评估**

金属和类金属污染已成为全球关注的环境问题。这类污染物具有持久性、潜在毒性，并可在生物组织中蓄积。它们可通过岩石风化、侵蚀等自然过程以及采矿、工业、城市发展、农业活动和污水排放等人为途径进入水生生态系统，并最终沉积于沉积物中，进而通过食物网传递。在海洋食物网中，金属的生物富集受营养位置、食性、寿命、体型和栖息地利用等多种生态与生物学因素影响。因此，评估暴露生物体内的金属浓度可为理解受影响沿海生态系统的环境质量、营养传递和生物富集过程提供重要信息。

尽管近年来关于软骨鱼类（鲨鱼和鳐类）金属污染的研究显著增加，但大部分研究集中于鲨鱼，而鳐类尤其是近岸鳐类的研究相对不足。这可能与其独特的生态特征有关：它们栖居于受人为活动和大陆输入影响强烈的浅海、河口和近岸环境，且底栖习性使其更易暴露于作为污染物储库的沉积物中。鳐类中的Gymnuridae科因其底层习性和频繁出现于浅海栖息地而受到关注。该科仅有一个属——*Gymnura*属，其中在巴西分布有两种，包括光滑蝴蝶鳐（*Gymnura* cf. *micrura*）。该物种分布于巴西北部和东北部海岸，为底栖鳐类，常见于沙质和泥质海底、浅海水域、河口和河口湾。这种底栖生活方式增加了其暴露于来自城市排放、工业废水、港口活动和陆源径流中污染物的风险。

巴西马拉尼昂州海岸属于巴西亚马逊海岸的一部分，是巴西生态上最重要的沿海区域之一，拥有广阔的河口系统、强烈的河海作用和红树林景观，同时也是软骨鱼类保护优先区域。然而，该地区当地生物群包括鳐类的污染物暴露信息仍然匮乏。此外，*G. cf. micrura*虽然并非大规模渔业的目标物种，但常被手工渔业作为兼捕渔获物捕获，进入当地社区的食物链，尤其被社会弱势群体食用。因此，研究该物种金属和类金属浓度不仅对理解沿海污染相关的生态风险具有重要意义，也对评估人类健康风险至关重要。

本研究首次对来自巴西马拉尼昂州海岸（巴西亚马逊海岸的一部分）的*G. cf. micrura*样本进行了金属和类金属浓度、MT水平、元素关联性及人体健康风险的综合评估。研究共采集14个样本（6雌8雄），样本来自马拉尼昂州四个沿海区域，即Peru Island、Mamuna、Icatu和Tutóia，由手工虾拖网渔业使用不同区域渔具采集。研究人员检测了肌肉组织中的金属和类金属浓度、MT水平，运用Spearman相关性分析、主成分分析（PCA）评估元素关联模式，并通过估算每日摄入量（EDI）、每周摄入量（EWI）、目标危害商数（THQ）、危害指数（HI）、总致癌风险（TCR）及硒健康获益值（HBV_Se）系统评估人体健康风险。

研究结果显示，肌肉MT浓度在雌雄间无显著差异，总体平均值为0.11 ± 0.15 μmol g?1湿重。MT与金属元素之间未发现显著相关性，提示肌肉在金属解毒中参与有限，或暴露水平低于MT诱导阈值，金属的调节和解毒可能主要发生在肝脏等器官。在检出的元素中，铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）、钽（Ta）和钨（W）在所有样本中均低于定量限。相关性分析显示，仅有盘宽（DW）与钕（Nd）呈显著正相关（ρ = 0.61），提示体型相关的蓄积趋势。必需元素与毒性/潜在毒性元素的相关分析显示，汞（Hg）与钴（Co）、铁（Fe）、锰（Mn）和硒（Se）呈显著负相关，尤其与Se的负相关可能反映Se对Hg毒性的拮抗保护作用。大多数其他显著相关性为正向，更可能反映共同暴露途径或相似的生理处理过程。稀土元素（REEs）与Co、Fe、Mn、Se呈现混合的相关模式，其中La和Ce与这些必需元素正相关，而Co-Nd和Se-Gd呈负相关，表明REEs在*G. cf. micrura*肌肉中的蓄积具有元素特异性，可能受局部沉积物地球化学和元素生物可利用性差异的影响。

主成分分析（PCA）揭示了清晰的金属分布模式，前两个主成分解释了74.54%的总方差（PC1: 46.73%，PC2: 27.81%）。稀土元素（La、Ce、Y、Sm、Dy、Er）在PC1负轴聚类，提示其共同来源与亚马逊地区河流输入的大量沉积物（>2600 t yr?1）相关，属于岩源输入。Pb、Zn和Cu在PC1正轴聚类，可能反映共同饮食暴露途径或环境来源。Se与Hg在PC2正轴紧密关联，支持Se与Hg之间的生理相互作用和潜在解毒响应。其他元素（As、Co、Mn、Rb、V）位于PC2负轴，提示不同蓄积模式，可能与沉积物动态和沿海地球化学条件控制的环境可利用性有关。

人类健康风险评估显示，除总砷（As）外，所有受监管元素的浓度均低于巴西和国际限值。总As平均值为5.25 mg kg?1湿重，超过巴西ANVISA规定的1.0 mg kg?1限值，但该限值在巴西的适用存在歧义：部分法规要求总As超标时进行形态分析，而农业部将同一限值解释为针对无机砷（iAs）。当采用1%和10% iAs场景时，估算浓度分别仅为0.0525 mg kg?1和0.525 mg kg?1，均低于1.0 mg kg?1。EDI和EWI值与EFSA和JECFA健康指导值比较，未发现任何元素超过相应限值。THQ分析显示，在90%甲基汞（MeHg）和总As场景下，婴儿组在每周消费一次时THQ即超过1.0，且随消费频率增加而上升；儿童仅在每周消费五次时超标，青少年和成人始终低于阈值。在1% As场景下，所有年龄组THQ均低于1.0。在10% As场景下，HI分析显示女性婴儿每周消费四次时HI为1.05，每周五次时男性婴儿HI为1.12、女性婴儿为1.30。当采用物种特异的47% MeHg比例时，仅女性婴儿在每周五次消费时HI达1.08。TCR分析显示，在1% As场景下所有年龄组致癌风险均可接受；在10% As场景下，婴儿在较高消费频率时TCR超过可接受阈值（1×10??），且女性高于男性。HBV_Se计算值为1.88，表明Se摩尔量相对于Hg存在过量，提示Se可能部分缓解Hg毒性，但并不能消除整体污染物的健康风险。

研究结论表明，*G. cf. micrura*肌肉中大多数元素浓度相对较低，MT水平低且与金属无显著相关，说明该物种的金属调节和解毒可能主要发生在肝脏等器官，而非肌肉组织。稀土元素与亚马逊沉积物相关的岩源输入一致，Zn、Cu和Pb可能反映饮食暴露或共享环境来源。Hg与多种必需元素尤其Se的负相关提示潜在拮抗作用，但保护效应具有物种和暴露依赖性。人体健康风险评估表明，在现实无机砷假设下（1%和10% iAs），估算摄入量未超过指导限值；但在保守场景下，婴儿为最敏感人群，频繁消费*G. cf. micrura*可能带来非致癌和致癌风险。未来需扩大样本量、分析多种组织（尤其肝脏等解毒器官）并进行污染物形态分析，以深入理解沿海鳐类金属蓄积动态及其生态和毒理学意义。