張 煒，楊永壇?

（國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院 糧油質(zhì)量安全研究所，北京 100037）

持久性有機(jī)污染物（Persistent Organic Pollutants，POPs）是一系列具有長期殘留性、高毒性、生物累積性和半揮發(fā)性的天然或人工合成的有機(jī)污染物，可以通過大氣、水和生物等介質(zhì)進(jìn)行長距離遷移，對環(huán)境和生物體有嚴(yán)重危害性[1]。多氯聯(lián)苯（Polychlorinated Biphenyl，PCBs）和多溴聯(lián)苯醚（Polybrominated Diphenyl Ethers，PBDEs）是典型的持久性有機(jī)污染物。PCBs曾作為電容器和變壓器的絕緣油、熱交換劑、潤滑油和阻燃劑，廣泛應(yīng)用在電力工業(yè)、化工業(yè)和冶金業(yè)等領(lǐng)域[2]。PBDEs是應(yīng)用最廣的添加型溴代阻燃劑，在20世紀(jì)70年代大量生產(chǎn)并商品化，廣泛用于電子、化工、建材、紡織、石油、采礦等多個(gè)領(lǐng)域[3]。隨著人們對PCBs和PBDEs的了解，發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)具有神經(jīng)毒性、肝毒性，會造成人和動(dòng)物的內(nèi)分泌失調(diào)，免疫障礙，而且可能導(dǎo)致癌癥[4]。因此，世界各國相繼停止 PCBs和 PBDEs的生產(chǎn)。2004年，PCBs被列入“斯德哥爾摩公約”的A類消除名單；之后，2009年和2017年，五溴聯(lián)苯醚、八溴聯(lián)苯醚以及十溴聯(lián)苯醚也相繼被列入A類名單，禁止生產(chǎn)和使用。

根據(jù)記載，我國在1965—1974年間曾生產(chǎn)1萬余噸PCBs，其中9 000 t為三氯聯(lián)苯，主要用于電容器浸漬劑，其余1 000多噸主要為五氯聯(lián)苯，用于油漆添加劑；同時(shí)，也通過進(jìn)口電容器的方式引入了其它類型的 PCBs。雖然 PCBs和PBDEs已被禁止生產(chǎn)，但由于其過去生產(chǎn)量巨大，在使用過程中不斷滲漏到周圍環(huán)境中，而且其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在環(huán)境介質(zhì)之中長期存在，并通過食物鏈進(jìn)入生物體內(nèi)進(jìn)行蓄積，危害人體健康。人體對PCBs和PBDEs的主要曝露途徑為食品攝入（約90%）[5-6]。因此，對食品中PCBs和PBDEs的含量分析和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)一直受到關(guān)注[7]。歐盟和我國均制定了法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對食品中 PCBs的最高限量進(jìn)行了規(guī)定，但其中均未包括稻米等谷物類食品。采用2011年歐盟法規(guī)[8]中對肉蛋奶類食品規(guī)定的指示型PCBs（Σ6 PCBs）最高限量值（0.8 ng/g）和我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB2762—2017[9]中規(guī)定的水產(chǎn)品動(dòng)物及其制品PCBs（Σ7 PCBs）限量標(biāo)準(zhǔn)（0.5 mg/kg），但稻米等主糧中并未制定相關(guān)的限量標(biāo)準(zhǔn)。

稻米是我國人們生活中最主要的主食之一[10]，稻米的質(zhì)量安全關(guān)系到人們身體健康和社會穩(wěn)定。水稻處于食物鏈最底層，直接與環(huán)境介質(zhì)作用，環(huán)境中殘留的PCBs和PBDEs可能通過根系吸收或空氣沉積方式進(jìn)入水稻，并傳遞到稻谷籽粒[11]。本研究通過對 45個(gè)稻米樣品中的 7種指示性多氯聯(lián)苯和12種代表性PBDEs的污染水平進(jìn)行檢測，評估相應(yīng)的居民膳食暴露健康風(fēng)險(xiǎn)，以期為我國食品中持久性有機(jī)污染物的污染狀況和風(fēng)險(xiǎn)評估及趨勢分析提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑和樣品

正己烷、乙酸乙酯、異辛烷（農(nóng)殘級）：百靈威科技有限公司；二氯甲烷（農(nóng)殘級）、44%硫酸酸化（m/m）硅膠：上海安譜公司；無水氯化鈉無水硫酸鎂（分析純）：上海阿拉丁公司。

7種指示型多氯聯(lián)苯單獨(dú)標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度均為 100 μg/mL，溶于異辛烷）：PCB-28（2,4,4′-三氯聯(lián)苯）、PCB-52（2,2′,5,5′-四氯聯(lián)苯）、PCB-101（2,2′,4,5,5′-五氯聯(lián)苯）、PCB-118（2,3′,4,4′,5-五氯聯(lián)苯）、PCB-138（2,2′,3,4,4′,5′-六氯聯(lián)苯）、PCB-153 （ 2,2′,4,4′,5,5′-六 氯 聯(lián) 苯 ）、 PCB-180（2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯聯(lián)苯）：上海安譜公司。

12種 PBDEs單獨(dú)標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度均為50 μg/mL 于異辛烷）：BDE-15（4,4′-二溴聯(lián)苯醚）、BDE-25（2,3′,4-三溴聯(lián)苯醚）、BDE-28（2,4,4′-三溴聯(lián)苯醚）、BDE-47（2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚）、BDE-99 （ 2,2′,4,4′,5-五 溴 聯(lián) 苯 醚 ）、 BDE-100（2,2′,4,4′,6-五溴聯(lián)苯醚）、BDE-153（2, 2′,4,4′,5,5′-六溴聯(lián)苯醚）、BDE-154（2,2′,4,4′,5,6′-六溴聯(lián)苯醚）、BDE-183（2,2′,3,4,4′,5′,6-七溴聯(lián)苯醚）、BDE-203（2,2′,3,4,4′,5,5′,6-八溴聯(lián)苯醚）、BDE-206（2,2′,3,3′,4,4′,5,5′,6-九溴聯(lián)苯醚）、BDE-209（十溴聯(lián)苯醚）：百靈威科技有限公司。

定量內(nèi)標(biāo)：PCB-156-d3（2,3,3′,4,4′,5-六氯聯(lián)苯-d3）（純度 98%，10.0 μg/mL 于正己烷）：上海安譜公司。

1.1.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別精確移取7種PCBs和12種PBDEs的標(biāo)準(zhǔn)溶液混合，以異辛烷進(jìn)行稀釋，配制為混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液，其中PCBs和BDE-3、15、25、28、47、99、100、153、154 的質(zhì)量濃度為 2 μg/mL，BDE-183、203、206、209的質(zhì)量濃度分別為4、6、8、10 μg/mL。定量內(nèi)標(biāo)以異辛烷進(jìn)行稀釋，配置為質(zhì)量濃度為100 ng/mL的工作液。所有儲備液和工作液在–18 ℃下避光保存。

將 19種持久性有機(jī)物的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液用異辛烷進(jìn)行稀釋，并加入定量內(nèi)標(biāo)工作液，配制成10個(gè)濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，濃度為0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0 ng/mL（其中BDE-183為2倍、BDE-203為3倍、BDE-206為4倍、BDE-209為5倍）；PCB-156-d3濃度為10 ng/mL。

1.1.2 樣品的提取和凈化

稻谷樣品經(jīng)脫殼制成糙米后，用粉碎機(jī)粉碎成粉后裝入自封袋中常溫密封避光保存。準(zhǔn)確稱取糙米粉10.0 g（精確至0.1 g），置于50 mL塑料離心管中，加入100 μL定量內(nèi)標(biāo)，振蕩均勻后放置2 h；加入10 mL水，充分振蕩水化后，加入15 mL乙酸乙酯，充分振搖3 min；依次加入3 g氯化鈉和3 g無水硫酸鎂，再次充分搖勻3 min；將混合物在10 ℃下，10 000 r/min離心5 min；取上清有機(jī)層；向剩余樣品中再次加入15 mL乙酸乙酯，充分振搖1 min，再次離心5 min（10 ℃，10 000 r/min），取上層有機(jī)層，合并有機(jī)提取液，待凈化。

將有機(jī)提取液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸發(fā)近干，剩余油狀物使用約1 mL正己烷復(fù)溶后，采用酸性硅膠固相凈化柱凈化。固相柱由5 g 44%（m∶m）酸性硅膠裝填而成，首先用10 mL正己烷/二氯甲烷混合液（3/1，V/V）和10 mL正己烷依次淋洗。上樣后，再依次使用6 mL正己烷和20 mL正己烷/二氯甲烷混合液（3/1，V/V）進(jìn)行淋洗，收集上樣后所有淋洗液。將收集的淋洗液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上除去大部分溶劑至約0.5 mL，轉(zhuǎn)移至2 mL離心管中，使用1 mL正己烷/二氯甲烷（3/1，V/V）混合液洗滌雞心瓶，并與樣品合并。將溶劑經(jīng)氮?dú)饬鞔蹈珊?，剩余物中加?.0 mL異辛烷混勻后轉(zhuǎn)移至氣相進(jìn)樣瓶中待分析。

1.2 儀器與設(shè)備

8890B氣相色譜-7000D三重四極桿質(zhì)譜（GC-MS/MS）， DB-5MS 毛細(xì)管色譜柱(15 m×0.25 mm×0.1 m)，配有 MMI多功能進(jìn)樣口及7693A自動(dòng)進(jìn)樣器：美國安捷倫公司；Practum213高精度天平（精度0.001 g）：德國賽多利斯公司；N-EVAP112氮吹儀：美國 Organomation公司；Rotavapor R-300旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：瑞士BUCHI公司；5810R低溫高速離心機(jī)：德國Eppendorf 公司；Fotector Plus自動(dòng)固相萃取儀：睿科公司；Laboratory Mill 3310粉碎機(jī)：瑞典波通公司。

1.3 氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法分析條件

色譜條件參見本實(shí)驗(yàn)室前期已經(jīng)建立的方法[12]。色譜柱：DB-5MS 毛細(xì)管色譜柱(15 m×0.25 mm×0.1 μm)；載氣：氦氣，流速：1.2 mL/min；進(jìn)樣方式：程序升溫加壓不分流模式，進(jìn)樣口初始溫度150 ℃，保持0.1 min，以600 ℃/min的升溫速率升溫至310 ℃并保持至分析結(jié)束；進(jìn)樣口壓力：25 psi，保持1.2 min；進(jìn)樣量：2 μL；柱溫箱升溫程序：初始溫度90 ℃，保持0.5 min，以 5 ℃/min升至 190 ℃，再以 20 ℃/min升至320 ℃，保持5 min。

離子源：電子轟擊源；離子源溫度：300 ℃；質(zhì)譜傳輸線溫度：290 ℃；Q1、Q3四極桿溫度：200 ℃；碰撞氣：氮?dú)?，流速?.5 mL/min；淬滅氣：氦氣，流速為2.25 mL/min；質(zhì)譜采用動(dòng)態(tài)多反應(yīng)檢測模式（dynamic multiple reaction monitoring，dMRM），MRM質(zhì)譜條件見表1；電子倍增器增益因子：15；掃描次數(shù)：5次/s。

表1 PCBs和PBDEs的GC-MS/MS參數(shù)Table 1 GC-MS/MS parameters of the target PCBs,PBDEs and the internal standard

1.4 分析方法和質(zhì)量控制

樣品分析時(shí)，每分析15個(gè)樣品，加1個(gè)溶劑空白溶液和1個(gè)溶液混標(biāo)以確定儀器正常和無殘留。采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。7個(gè)指示型 PCBs和12個(gè)PBDEs的定量范圍，在稻米基質(zhì)中的方法檢出限和定量限見表2。

表2 稻米中7種指示型PCBs和12種PBDEs的線性回歸方程、檢出限和定量限Table 2 Linear equations, LODs and LOQs of 7 indicative PCBs and 12 PBDEs in rice

1.5 檢測結(jié)果分析

GC-MS/MS分析結(jié)果采用 MassHunter Quantitative進(jìn)行處理和濃度計(jì)算。采用內(nèi)標(biāo)進(jìn)行回收率校正，之后根據(jù)取樣量計(jì)算樣品中的濃度。結(jié)果進(jìn)行逐個(gè)樣品比對，當(dāng)計(jì)算所得 PCBs和PBDEs單體濃度在相應(yīng)方法定量限（LOQ）以上的樣品，采用校正曲線進(jìn)行定量；計(jì)算結(jié)果在方法定量限以下的樣品，如果信噪比在2以上，判斷為陽性樣品，并以方法檢出限（LOD）為估計(jì)濃度。

1.6 膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評估

1.6.1 危害物每日膳食攝入評估

根據(jù)所測稻米中PCBs和PBDEs的含量，結(jié)合國家統(tǒng)計(jì)年鑒[10]和中國居民營養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測數(shù)據(jù)[13]，估算成人稻米攝入量，計(jì)算通過稻米每日攝入的污染物的量（Estimated Daily Intake，EDI）。計(jì)算公式為：

式中：EDI為PCBs或PBDEs的每日攝入量（pg/kg bw）；C為稻米中污染物的含量（pg/kg dw）；I為成人稻米攝入量（g/d，以200 g/d計(jì)）；BW 為成人消費(fèi)者的平均體重（60 kg）[14]。

1.6.2 危害物暴露風(fēng)險(xiǎn)評估

參考美國環(huán)保局（U.S. Environmental Protection Agency，EPA）推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，通過暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（Expose Risk Index，ERI）估算由稻米攝入PCBs和PBDEs的暴露風(fēng)險(xiǎn)[15]，計(jì)算公式為：

式中：ADI為危害物每日允許攝入量（WHO和歐盟建議PCBs每日允許最大攝入量為10 ng/kg bw[16]；美國有毒物質(zhì)和疾病登記處（ASTDR）建議PBDEs每日允許最大攝入量為0.06 mg/kg bw[17]）。

ERI數(shù)值應(yīng)遠(yuǎn)小于1認(rèn)為無暴露風(fēng)險(xiǎn)；ERI＞1時(shí)認(rèn)為暴露可對人體產(chǎn)生慢性毒作用風(fēng)險(xiǎn)；ERI接近1（大于或等于0.9）時(shí)被認(rèn)為“有風(fēng)險(xiǎn)”。

2 結(jié)果與討論

2.1 稻米中PCBs和PBDEs檢出情況

稻米樣品中PCBs和PBDEs檢測結(jié)果見表3和表4。42%稻米樣品中均檢出 PCBs；PCBs總體含量（Σ7 PCBs）在0～78 pg/g之間，平均值為5.6 pg/g。在 1個(gè)樣品中檢測到 PDBEs，總含量（Σ12 PBDEs）為 41 pg/g。

表3 稻米樣品中7種指示型PCBs污染狀況Table 3 The contamination level and risk of 7 indicative PCBs in rice

表4 稻米樣品中12種PBDEs的污染狀況Table 4 The contamination level and risk of 12 PBDEs in rice

根據(jù)檢出單體的分布，PCB-28單體檢出率最高，為42%；其中，4個(gè)樣品中的PCB-28的含量水平（11～23 pg/g）略高于方法定量限；其余陽性樣品為估計(jì)濃度。16%的樣品中檢出 PCB-52單體，但只有1個(gè)樣品的含量（12 pg/g）略高于方法定量限，其余樣品均根據(jù)質(zhì)譜色譜圖判斷為陽性并估計(jì)濃度。所有檢出 PCB-52的樣品中均同時(shí)檢出PCB-28。在一個(gè)樣品中，檢出所有目標(biāo)PCBs單體，各單體濃度均略高于相應(yīng)方法檢出限；該樣品中同時(shí)檢出4個(gè)PBDEs單體，分別為BDE-15、25、28、47，其中 BDE-15、28和 47含量水平（11～23 pg/g）略高于相應(yīng)方法定量限，BDE-25含量為估算值。

2.2 人群膳食指示性PCBs和PBDEs日攝入量評估和暴露風(fēng)險(xiǎn)評估

以稻米中 PCBs總體均值計(jì)算人群日攝入量（EDIΣ7PCBs）為18.6 pg/kg bw，相應(yīng)暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（ERIΣ7PCBs）為 0.002（表3）。稻米中只有一個(gè)樣品檢測出PBDEs，以Σ12 PBDEs合計(jì)值計(jì)算人群日攝入量（EDIΣ12PBDEs），為 136.6 pg/kg bw，相應(yīng)暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（ERI）為0.002（表4）。

2.3 討論

本研究結(jié)果顯示，稻米中PCBs和PBDEs的含量較低。與其它國家的研究結(jié)果比較，本研究所得稻米中PCBs的含量與日本[18-19]、西班牙[20-21]、意大利[22]的調(diào)查結(jié)果處于相同水平，低于韓國[23]和巴基斯坦[24-25]稻米中 PCBs的含量。稻米中PBDEs含量與西班牙[26]和芬蘭[27]的調(diào)查結(jié)果持平，低于巴基斯坦[28]稻米中 PBDEs含量。國內(nèi)針對稻米中PCBs和PBDEs污染水平的研究主要集中于受污染地區(qū)稻米樣品中污染物含量的分析[29-38]，本研究所得的結(jié)果均遠(yuǎn)低于這些地區(qū)稻米樣品中PCBs或PBDEs的含量，與未受污染地區(qū)稻米中污染物的含量相當(dāng)[39]。

在本研究中，稻米中主要PCBs單體為2,4,4′-三氯聯(lián)苯（PCB-28）和 2,2′,5,5′-四氯聯(lián)苯（PCB-52），其單體組成和含量水平與我國PCBs生產(chǎn)歷史和環(huán)境背景值基本相符，說明稻米中的 PCBs應(yīng)為我國生產(chǎn)的 PCBs在環(huán)境介質(zhì)中的痕量殘留物，沒有新的污染出現(xiàn)。我國雖然曾經(jīng)大量生產(chǎn)PBDEs，但僅為十溴聯(lián)苯醚，未生產(chǎn)過其它PBDEs工業(yè)品，本研究僅在 1個(gè)樣品中檢出痕量 BDE-15、25、28、47四種低取代溴聯(lián)苯醚單體，未檢出十溴聯(lián)苯醚 BDE-209說明該樣品所在地曾經(jīng)可能受到電子垃圾的輕度污染。我國稻米總體未受到PBDEs的污染。

WHO與歐洲國家建議每日PCBs攝入最高限值為10 ng/kg bw[16]；美國有毒物質(zhì)和疾病登記處（ASTDR）[17]建議每日最高低取代 PBDEs的限量值為0.06 mg/kg。根據(jù)本研究結(jié)果，PCBs通過稻米的人均日攝入量（Σ7 PCBs）約為18.6 pg/kg bw，遠(yuǎn)低于 WHO與歐洲國家建議的PCBs攝入最高限值。PBDEs通過稻米的人均日攝入量（Σ12 PBDEs）最高為136.6 pg/kg bw，遠(yuǎn)低于ASTDR的建議限量值。稻米中PCBs和PBDEs的暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)（ERI）均遠(yuǎn)小于1，表明其對人體無健康風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

通過對我國45份稻米中PCBs和PBDEs污染水平的檢測，我們發(fā)現(xiàn)雖然42%稻米樣品中均檢出PCBs，1份樣品中檢出PDBEs，但是PCBs和 PBDEs在稻米中的污染水平均比較低，PCBs總體含量（Σ7 PCBs）在0～78 pg/g之間，平均值為 5.6 pg/g，PBDEs總含量（Σ12 PBDEs）為 41 pg/g。經(jīng)過膳食風(fēng)險(xiǎn)評估，未發(fā)現(xiàn)稻米中此兩種持久性有機(jī)污染物對人群存在膳食曝露風(fēng)險(xiǎn)。在后續(xù)研究中，需要進(jìn)一步擴(kuò)展監(jiān)測污染物目標(biāo)范圍，同時(shí)擴(kuò)大稻米樣品采集地區(qū)和樣品數(shù)量，從而更為全面有效地對稻米中持久性有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測和管理，為保障糧食質(zhì)量安全，維護(hù)我國民眾的身體健康提供依據(jù)。