徐 彪, 孫丙華, 姜 珊, 吳喚玲, 李進(jìn)華,2

(1.安徽大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院， 合肥 230601； 2.合肥師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院， 合肥 230601)

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巢湖5種魚類肌肉部位有機(jī)氯農(nóng)藥分布特征研究及風(fēng)險(xiǎn)評估

徐 彪1, 孫丙華1, 姜 珊1, 吳喚玲1, 李進(jìn)華1,2

(1.安徽大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院， 合肥 230601； 2.合肥師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院， 合肥 230601)

為了了解不同食性魚類不同肌肉組織的有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)富集特征，探討魚類監(jiān)測背部肌肉取樣的合理性及巢湖魚類有機(jī)氯農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)。通過索氏提取—磺化去脂—層析柱凈化—旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和氮吹濃縮—?dú)庀嗌V與質(zhì)譜聯(lián)用儀分析的方法，對巢湖5種魚類的4個不同肌肉部位的六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：巢湖5種魚類肌肉部位的OCPs的平均濃度為2.929～10.523 ng/g。其中肉食性鯰魚(10.523 ng/g)>植食性鰱魚(6.407 ng/g)>肉食性烏鱧(4.514 ng/g)>雜食性青魚(3.390 ng/g)>雜食性鯽魚(2.292 ng/g)。整體上呈現(xiàn)出肉食性魚類(鯰魚)>植食性(鰱魚)>雜食性(青魚等)的特點(diǎn)。鯰魚和烏鱧的尾上肌肉、鰱魚和鯽魚的腹部肌肉OCPs含量顯著高于其背部肌肉富集含量。背部肌肉不能完全代表整個魚體肌肉的富集特征。建議在魚類肌肉OCPs含量分析時(shí)選擇各肌肉部位的混合樣品來進(jìn)行分析。巢湖魚類體內(nèi)的六六六和滴滴涕估算每日攝食量遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的每日攝食量。食用巢湖魚類產(chǎn)生有機(jī)氯農(nóng)藥危害的風(fēng)險(xiǎn)較低。

巢湖; 魚類; 有機(jī)氯農(nóng)藥; 富集; 分布特征

有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)是公認(rèn)的環(huán)境優(yōu)先控制污染物[1]。該類物質(zhì)可通過降雨、地表徑流等方式進(jìn)入水生生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)食物鏈在生物體內(nèi)蓄積，可對生物體產(chǎn)生致畸、致癌、致突變的“三致”效應(yīng)[2-3]，嚴(yán)重危害水生生物健康和水產(chǎn)品安全[4]。魚類處于水生生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的頂端，受OCPs危害嚴(yán)重。魚類OCPs的富集特征研究及魚類食品安全問題，是近年來廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)[5-8]。

現(xiàn)今魚類OCPs富集的研究熱點(diǎn)主要集中在對其肌肉組織含量的檢測并進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評估[8-9]。其中魚類監(jiān)測的樣品大多取自于魚類背部肌肉[10-11]，少數(shù)取樣于腹部肌肉[9]。不同肌肉部位的分布特征的相對研究較少，已有研究發(fā)現(xiàn)魚類背部肌肉四溴雙酚A含量低于腹部肌肉的[12]，但并沒有進(jìn)行肌肉部位的差異性分析。 OCPs在魚類各肌肉部位中是否具有顯著差異性有待進(jìn)一步分析。魚類肌肉部位的OCPs分布的差異性分析可為魚類取樣來自于背部肌肉是否合理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過各肌肉部位的OCPs含量分析更全面地為食魚風(fēng)險(xiǎn)提供依據(jù)。

本文選擇5種常見巢湖魚類即鰱魚、青魚、鯽魚、烏鱧和鯰魚作為研究對象，以期探討OCPs在不同食性魚種間肌肉組織中的分布特征，通過分析魚類肌肉部位分布特征和差異性判斷魚類取樣主要來自于背部肌肉的合理性，為魚類有機(jī)氯農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

依據(jù)水和廢水監(jiān)測分析方法第4版中關(guān)于魚類的生物調(diào)查中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，于2013年10月購買了巢湖常見的5種市售經(jīng)濟(jì)性魚類，每種選擇4條以滿足分析要求。魚樣通過側(cè)線、尾鰭等劃分為背部肌肉、腹部肌肉、尾部上側(cè)肌肉(簡稱尾上肌肉)、尾部下側(cè)肌肉(簡稱尾下肌肉)4個肌肉部位。樣品剪碎裝袋后在-20℃條件下冷凍保存。魚類相關(guān)參數(shù)如表1。

表1 巢湖魚類相關(guān)參數(shù)

Table 1 Parameters for fishes in Chao Lake

1.2 儀器與耗材

儀器：索氏提取器(SXT-06)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE52A)，氮吹儀(D10-12)，氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀(Aligent7890A5975C)。

耗材：正己烷、二氯甲烷、丙酮(天津四友、色譜純)，無水硫酸鈉(西隴化工)，柱層層析硅膠(青島海洋化工)，氧化鋁(上海五四)。

有機(jī)氯標(biāo)樣：由上海安譜儀器設(shè)備有限公司代購o2si 8種(α-BHC、γ-BHC、β-BHC、δ-BHC、p,p′-DDE、 o,p′-DDE、 p,p′-DDD、 p,p′-DDT)有機(jī)氯農(nóng)藥混標(biāo)。以正己烷作為溶劑配制成10 mg/L的有機(jī)氯農(nóng)藥混標(biāo)儲備液。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 預(yù)處理方法

冷凍干燥48 h后的10 g魚樣與無水硫酸鈉1∶1混勻后在100 mL(1∶1配比的正己烷和丙酮)溶液中索氏提取18 h。提取液經(jīng)濃硫酸磺化去脂，然后使用3%硫酸鈉溶液去磺化。去磺化得到的樣品液通過以氧化鋁、硅膠為填料的玻璃層析柱凈化。凈化液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀和氮吹儀定容到1 mL后使用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)檢測分析。

1.3.2 分析方法

氣質(zhì)色譜條件：自動進(jìn)樣器不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量為1μL。HP5-MS色譜柱(30 m×250 μm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度210℃；柱溫程序：80℃保留1 min，20℃/min升溫到190℃保留5 min，5℃/min升溫到220℃保留5 min，10℃/min升溫到250℃保留3 min，20℃/min升溫到280℃保留3 min。280℃后運(yùn)行1 min。輔助加熱器打開加熱器溫度260℃。柱流速：1 mL/min；載氣為高純氦氣。

質(zhì)譜條件：電子轟擊電離源(EI)；電子能量70 eV；離子阱溫度220℃；傳輸線溫度270℃；溶劑延遲5 min；SIM掃描方式。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、最低檢出限、方法回收率和精密度

使用外標(biāo)法定量。以不同濃度混合標(biāo)準(zhǔn)(x)和其得到的不同面積(y)來繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。經(jīng)數(shù)據(jù)分析得出的相關(guān)系數(shù)均大于0.99，滿足定量分析條件。并根據(jù)低濃度曲線以3倍信噪比得出各組分的最低檢出限。

所有樣品通過投加內(nèi)標(biāo)物2,4,5,6-四氯間二甲苯(TCMX)得出的方法回收率范圍為84.4%～103.1%?；厥章史秶鷿M足分析要求。通過6次重復(fù)加標(biāo)回收試驗(yàn)，使用外標(biāo)法計(jì)算其回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果顯示：有機(jī)氯農(nóng)藥回收率范圍為81.74%～113.84%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為3.31%～10.06%，滿足農(nóng)藥多殘留分析的要求。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel和SPSS19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理， SPSS檢驗(yàn)用于差異性和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同魚類體內(nèi)OCPs含量

魚類富集OCPs的主要途徑之一是通過鰓膜從水中吸收[13]；另一種是通過腸道攝食富集[14]。一般而言，食物鏈中營養(yǎng)級越高，攝食途徑在環(huán)境暴露中也就越重要。本文選擇了不同食性的魚類對其體內(nèi)的有機(jī)氯農(nóng)藥的分布進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示：魚類體內(nèi)的OCPs的平均濃度范圍為2.929～10.523 ng/g。肉食性鯰魚(10.523 ng/g)>植食性鰱魚(6.407 ng/g)>肉食性烏鱧(4.514 ng/g)>雜食性青魚(3.390 ng/g)>雜食性鯽魚(2.292 ng/g)。經(jīng)差異性分析發(fā)現(xiàn)：除雜食性青魚和雜食性鯽魚差異性不顯著(P=0.116>0.05，N=20)外其余魚種兩兩間均有顯著性差異(P<0.001，N=20)。與近海魚類OCPs富集對比我們發(fā)現(xiàn)巢湖魚類體內(nèi)的HCHs與DDTs富集差異性不顯著[15]。

通過對5種魚種間的對比發(fā)現(xiàn)：肉食性鯰魚在5種魚類中OCPs富集最高。這與已有研究肉食性魚類OCPs富集含量高于其他食性魚類的結(jié)果相似[16]。已有研究表明含脂率、營養(yǎng)位置和年齡等也是魚類OCPs富集的主要影響因素。且對魚類富集DDTs等影響因素中營養(yǎng)位置比年齡更重要[17]。由于本研究針對的是市售的年齡一定的經(jīng)濟(jì)性魚樣，因此沒有考慮到不同年齡魚類富集OCPs的特征。我們通過魚類腸道富集暴露及含脂率對5種魚類OCPs富集差異進(jìn)行了分析。5種魚類的腸道(含腸系膜)OCPs富集含量研究發(fā)現(xiàn)鯰魚、烏鱧和鰱魚3種魚類富集含量均高于25 ng/g。而青魚和鯽魚富集含量均小于10 ng/g。這一結(jié)果說明鯰魚等3種魚類較青魚和鯽魚OCPs暴露更多，因而導(dǎo)致這3種魚富集含量較高。3種魚類中富集時(shí)間相當(dāng)?shù)娜馐承增T魚顯著高于肉食性烏鱧。對它們的肌肉含脂率進(jìn)行了分析，與已有研究相似，魚類肌肉組織部位與其含脂率之間存在著顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.020,N=16)[18]。鯰魚的肌肉含脂率顯著高于烏鱧的，含脂率可能是導(dǎo)致鯰魚和烏鱧雖然營養(yǎng)位置、富集年齡相當(dāng)而鯰魚含量高于烏鱧的主要原因。此外我們還注意到植食性鰱魚體內(nèi)的OCPs含量也顯著高于肉食性烏鱧的含量，這可能是由于鰱魚對OCPs富集時(shí)間較烏鱧等長所導(dǎo)致?？梢钥闯瞿挲g是魚類OCPs富集的重要因素之一。這與Jenifer的關(guān)于魚類年齡對食物網(wǎng)中有機(jī)氯農(nóng)藥富集研究相似[17]。青魚雖然營養(yǎng)位置和腸道富集來源均略低于鯽魚，但其富集時(shí)間較鯽魚更長，多種原因綜合導(dǎo)致青魚與鯽魚OCPs富集差異性不顯著。鯽魚由于其富集時(shí)間和營養(yǎng)位置等多重影響導(dǎo)致其在所選魚種中富集含量最低(圖1)。

圖1 5種巢湖魚類體內(nèi)OCPs平均濃度Fig 1 Mean concentration of OCPs in five fishes from Chao Lake

2.2 OCPs在魚類不同肌肉部位中的分布特征

對魚類的肌肉部位OCPs含量和差異性進(jìn)行了分析，肌肉含量結(jié)果如圖2、3所示，差異性見表2。研究發(fā)現(xiàn)5種魚類4種肌肉間OCPs富集規(guī)律存在一定差異性。

圖2 HCHs在5種魚類不同肌肉部位富集Fig 2 HCHs of different muscle parts from five fish species

圖3 DDTs在5種魚類不同肌肉部位富集Fig 3 DDTs of different muscle parts from five fish species表2 5種巢湖魚類不同肌肉間差異性一覽表Table 2 Differences between different muscles in five fishes from Chao Lake

魚類HCHs差異性特征DDTs差異性特征鰱魚腹部/背部(0.030)、腹部/尾下(0.009)差異性顯著腹部/尾上(0.007)腹部/尾下(0.002)背部/尾下(0.014)差異性顯著青魚兩兩之間差異性均顯著(P<0.046)背部/腹部(0.055),尾上/尾下(0.576)不顯著外,其余兩兩均差異顯著(P<0.046)鯽魚除背部/尾上不顯著外(0.834),其余均兩兩顯著(P<0.050)背部/尾上(0.007),背部/尾下顯著外(0.002)差異性顯著烏鱧背部/腹部差異顯著(0.012)尾上/背部(0.022)尾上/腹部(0.004)尾下/腹部(0.024)差異性顯著鯰魚除背部/腹部不顯著外(0.542),其余均兩兩顯著(P<0.001)除尾上/腹部不顯著外(0.146),其余均兩兩顯著(P<0.002)

腹部/背部描述背部肌肉與腹部肌肉的差異性比較，且前者高于后者，括號中數(shù)據(jù)為肌肉差異性P值，N=16

魚類OCPs富集的相關(guān)研究中魚類樣品大部分取至于魚類的背部肌肉，而研究發(fā)現(xiàn)5種魚類中，鯰魚和烏鱧的尾上肌肉、鰱魚和鯽魚的腹部肌肉OCPs含量在其肌肉組織中含量最高，且均顯著高于其背部肌肉。由于5種魚類肌肉部位中存在著一定的差異性，因此背部肌肉并不能完全代表整個魚體肌肉的富集特征。如果需要整體了解魚類的肌肉含量特征，魚類的腹部肌肉和尾上肌肉也應(yīng)當(dāng)引起更多的關(guān)注。對這些差異性的肌肉部位進(jìn)行分析，才能更加完善地了解到魚類的肌肉部位OCPs的富集情況。此外通過對5種魚類的對比研究發(fā)現(xiàn)，5種魚類的肌肉部位OCPs含量并不存在一致性，即5種魚類的最高肌肉部位并不統(tǒng)一。由于5種魚類各肌肉部位存在的差異性及不一致性，我們建議在魚類肌肉OCPs含量分析時(shí)選擇各肌肉部位的混合肌肉來進(jìn)行分析。

2.3 巢湖魚類風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

對因生物食品所引起的人類健康所進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估有很多標(biāo)準(zhǔn)，其中比較常見的有由農(nóng)糧組織和世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)所規(guī)定的可以被人類所接受的每日攝食量(ADI)。ADI通常是對樣品中的有機(jī)氯農(nóng)藥的濃度和相關(guān)法律規(guī)定的濃度范圍進(jìn)行對比。是一種不用考慮居民飲食習(xí)慣和消費(fèi)速率的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)分析方法[19]。本研究通過每日攝食量對巢湖地區(qū)的魚類食用有機(jī)氯農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評估。

我們選擇了最新現(xiàn)行有效的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763—2014所規(guī)定的每日攝食量作為依據(jù)，其中六六六和滴滴涕的每日攝食量分別為 0.005 mg/kg·BW和 0.01 mg/kg·BW。張歡等對我國居民的水產(chǎn)品消費(fèi)水平做了相關(guān)統(tǒng)計(jì)，預(yù)測表明，到2015年，我國城鎮(zhèn)居民的人均消費(fèi)水產(chǎn)品約為38.9 g/d[20]。本研究在對魚類風(fēng)險(xiǎn)ADI和潛在風(fēng)險(xiǎn)評估時(shí)選擇人均體重為60 kg，根據(jù)張歡等的研究選擇人均消費(fèi)魚類為38.9 g/d。計(jì)算時(shí)采用的平均濃度為肌肉組織中有機(jī)氯農(nóng)藥的平均值。通過分析發(fā)現(xiàn)，巢湖魚類體內(nèi)的六六六和滴滴涕估算每日攝食量遠(yuǎn)低于國標(biāo)所規(guī)定的每日攝食量。詳見表3。

表3 巢湖地區(qū)居民攝食魚類的有機(jī)氯農(nóng)藥富集的 估算每日攝食量(EDI)Table 3 The estimated daily food intake of organochlorine pesticide concentration feeding fish from Chao Lake

EDI代表估算的每日攝入量；ADI代表可以被人類所接受的每日攝食量

我們使用的EDI計(jì)算方法為:估算的每日攝取量=每日消費(fèi)量(38.9 g/d)×平均濃度/體重(60 kg)。計(jì)算結(jié)果表明，攝食巢湖魚類的有機(jī)氯農(nóng)藥富集的估算每日攝食量遠(yuǎn)低于國標(biāo)所規(guī)定的每日攝食量。因而，在這種消費(fèi)水平之下，因食用巢湖魚類產(chǎn)生有機(jī)氯農(nóng)藥危害的風(fēng)險(xiǎn)較低。

3 結(jié)論

1)巢湖5種經(jīng)濟(jì)型魚類OCPs富集整體上呈現(xiàn)出肉食性魚類(鯰魚)>植食性(鰱魚)>雜食性(青魚等)的特點(diǎn)。

2)背部肌肉不能完全代表整個魚體肌肉的富集特征。建議在魚類肌肉OCPs含量分析時(shí)選擇各肌肉部位的混合樣品來進(jìn)行分析。

3)攝食巢湖魚類的有機(jī)氯農(nóng)藥富集的估算每日攝食量遠(yuǎn)低于國標(biāo)所規(guī)定的每日攝食量。食用巢湖魚類產(chǎn)生有機(jī)氯農(nóng)藥危害的風(fēng)險(xiǎn)較低。

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Distribution features and risk assessment of OCPs in muscle parts of five fishes from Chao Lake

XU Biao1, SUN Bing-hua1, JIANG Shan1, WU Huan-ling1, LI Jin-hua1,2

(1. School of Resources and Environmental Engineering, Anhui University, Hefei 230601;2. School of Life Science, Hefei Normal University, Hefei 230601, China)

In order to understand the tissue accumulation of OCPs in five different diet fishes of Chao Lake, and to probe into the rationality of back muscle sampling method and the organochlorine pesticide risk of Chao Lake, we analyzed the concentrations of HCHs and DDTs in four muscle parts of five fish species from Chao Lake by the following methods of soxhlet extraction, sulfonate degrease, chromatographic column purification, rotary evaporation, nitrogen blow concentration, and analysis by GC/MS. Results showed that the average concentration of OCPs was from 2.929 ng/g to 10.523 ng/g. Specifically, concentrations in different fishes were listed as below: catfish (10.523 ng/g) > chub (6.407 ng/g) > snakeheaded fish (4.514 ng/g) > black carp (3.390 ng/g) > crucian (2.292 ng/g).OCPs in upper tail muscles (from catfish and snakeheaded fish) and belly muscles (from chub and black carp) were both significantly higher than those in back muscles. It was estimated that daily concentrations of HCHs and DDTs from species fish Chao Lake was far lower than daily food intake from national standard. In conclusion, concentrations of OCPs in typical fishes of Chao Lake appeared that carnivore fishes > phytophagous fishes > polyphagia fishes. The accumulation of OCPs in back muscle was just one of the features of OCPs in entire fish muscles.

Chao Lake; fish; OCPs; enrichment; accumulation features

2015-12-09；

2015-12-23

濕地典型持久有機(jī)污染物檢測(2012YQ22011308)

徐彪,專業(yè)方向?yàn)榄h(huán)境生態(tài)與資源管理,E-mail：365046454@qq.com

李進(jìn)華，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閯游镄袨榧吧鷳B(tài)環(huán)境,E-mail：jhli@ahu.edu.cn

X592;X820.4

A

2095-1736(2016)05-0019-04

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2016.05.019