江苏地区克氏原螯虾镉的膳食暴露及风险评估

江苏地区克氏原螯虾镉的膳食暴露及风险评估

元宝虾和水生龙虾通常被称为小龙虾和水生龙虾。因为它的口感清新细腻，深受消费者喜爱。膳食暴露评估是利用食品的消费量与相关污染数据进行数学建模,对重金属的摄入量进行定性或定量的评价,从而为风险评估提供可靠的暴露数据,是风险评估的核心步骤1材料和方法1.1材料和试剂硝酸、磷酸二氢氨、过氧化氢(体积分数30%)国药集团化学试剂有限公司;硝酸镁南京化学试剂有限公司。1.2微波消解仪和超纯水仪SOLAARM6AA石墨炉原子吸收光谱仪美国热电仪器公司;ETHOS1微波消解仪意大利Milestone公司;Elix-5+Milli-Q超纯水仪美国Millipore公司;PL403电子天平瑞士梅特勒-托利多公司。实验中所有使用的玻璃仪器都要用硝酸浸泡过夜,确保无金属离子干扰。1.3方法1.3.1采集领域与污染领域按照GB/T30891—2014《水产品抽样规范》中规定的采样方法进行采样,江苏地区划分为苏南、苏中和苏北3大区域,共采集克氏原螯虾重金属镉的污染数据705个,其中苏南地区镉污染数据121个,苏中地区镉污染数据133个,苏北地区镉污染数据451个。采集领域包括养殖领域和流通领域,其中流通领域共采集镉污染数据63个,采样地点为水产批发市场、农贸市场以及餐饮店等克氏原螯虾主要的消费场所。养殖领域采集到的镉污染数据共642个。苏南地区采集苏州市的昆山市2个,无锡市的江阴市、锡山区共6个,常州市的武进区、溧阳市、新北区共12个,镇江市的镇江新区、丹徒区、句容市、丹阳市共15个,南京市的六合区、江宁区、浦口区、溧水区共61个。苏中地区采集连云港市的灌云县、灌南县共33个,徐州市的新沂市、沛县、睢宁县共6个,宿迁市的泗阳县、宿豫区、沐阳县、泗洪县共114个,淮安市的淮阴区、楚州区、清浦区、金湖县、盱眙县、洪泽县共208个,盐城市的盐都区、滨海县、大丰区、建湖县、响水县共72个。苏北地区采集扬州市的仪征市、江都区、宝应县共43个,泰州的姜堰区、兴化市共62个,南通市的通州区共8个。1.3.2微波消解法采用微波消解法,首先称克氏原螯虾样品0.50g,放入聚四氟乙烯消解罐中,加入5mL硝酸、2mL超纯水和1mL过氧化氢,密封外罐于微波消解仪中进行消解,消解条件:5min、1000W、140℃;10min、1000W、200℃;10min、1000W、200℃。消解结束后待消解罐冷却之后,取出内罐,在预热好的电热板上赶酸至近干。最后用超纯水进行稀释,定容至25mL,待测。1.3.3样品中镉的测定样品中镉含量的测定采用石墨炉原子吸收光谱法,测定方法按照GB5009.15—2014《食品安全国家标准食品中镉的测定》中规定的操作进行。限量值参照GB2762—2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》的规定(镉的限量为0.5mg/kg)。样品测定中未检出数据按照2000年世界卫生组织推荐的方法1.3.4克氏原螯虾样品的测定在本次暴露评估中,评估模型参照EPA发布的化学污染物健康风险评估模型式中:CMI为月暴露量/(mg/(kg·月))(以体质量计,下同);Cf为克氏原螯虾样品中镉含量/(mg/kg);PIR为克氏原螯虾样品日均摄入量/(kg/d);ABS为肠胃吸收系数;EF为暴露频率/(d/年);ED为暴露持续时间/年;D为每月天数/(d/月);m1.3.5人群膳食中克氏原螯虾中镉的检测膳食暴露评估有点评估和概率评估两种方法,点评估方法操作简单、便于理解推广,但其往往忽略个体的差异性,是较为保守的膳食暴露评估。概率评估的方法可以对不确定性因素进行全面分析,是一种更精确的膳食暴露评估,暴露评价结果较真实且不确定性较小,但其需要的样本量大、费用高,大范围实施难度较大。本研究同时运用这两种方法,全面评估江苏地区人群膳食中克氏原螯虾镉的CMI,通过CMI与镉的暂定每月耐受摄入量(provisionaltolerablemonthlyintake,PTMI)相比较,对人群的摄入风险做出评估。其中镉的PTMI为每月0.025mg/kg点评估中取克氏原螯虾样品中镉含量的平均值、中位数和高百分位数,对于克氏原螯虾的消费数据取人群消费数据的平均值,运用摄入量模型来计算人群食用克氏原螯虾镉摄入量的平均值、中位数和高百分位数概率评估中应用@RISK5.5软件1.4统计分析软件数据由Excel软件录入,采用SAS9.2软件进行统计分析。多组非正态均数的比较采用Kruskal-Wallis检验,检验水准α=0.05。2结果与分析2.1样品中镉的测定由表1可知,江苏地区克氏原螯虾样品中镉含量的平均值及90分位数分别为0.068mg/kg和0.311mg/kg,705个克氏原螯虾样品中只检出2个超标样品,超标率为0.28%。苏南、苏中、苏北地区克氏原螯虾样品中镉含量的平均值分别为0.037、0.125、0.060mg/kg。苏南地区121个克氏原螯虾样品中检出1个超标样品,超标率为0.83%。苏中地区133个样品检出1个超标,超标率为0.75%。苏北地区451个样品全部合格,无超标现象。由表1还可以看出,江苏地区克氏原螯虾样品中镉含量的平均值以及各个百分位数的结果排序为:苏南地区<苏北地区<苏中地区。说明苏中地区克氏原螯虾样品中镉含量要高于苏北和苏南地区。对苏南、苏北和苏中地区克氏原螯虾样品中镉污染状况进行Kruskal-Wallis检验,得到χ2.2克氏原始虾的消费根据江苏居民营养与健康状况调查得知,江苏地区平均每标准人对水产品的日消费量为31.9g2.3江苏省不同地区元宝虾中镉的饮食分析根据江苏地区克氏原螯虾镉的污染量及消费情况,分别运用点评估和概率评估的方法对江苏不同地区人群食用克氏原螯虾中镉的膳食暴露进行评估。2.3.1克氏原螯虾中镉的点评估根据江苏地区克氏原螯虾镉的污染量及克氏原螯虾的消费情况,运用摄入量评估模型计算人群食用克氏原螯虾的镉的摄入量的平均值、75分位数和90分位数,其中体质量按照江苏城乡18岁及以上人群的平均体质量61.5kg计由表2可知,江苏地区居民食用克氏原螯虾的镉的CMI点评估值的平均值、75分位数、90分位数分别占PTMI的0.07%、0.05%、0.32%。3个地区点评估值的平均值及各个百分位数都显示,人群食用克氏原螯虾镉的CMI中苏中地区>苏北地区>苏南地区。苏南地区、苏中地区、苏北地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的平均值分别占PTMI的0.04%、0.13%、0.06%,苏南地区、苏中地区、苏北地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的75分位数分别占PTMI的0.03%、0.22%、0.05%,苏南地区、苏中地区、苏北地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的90分位数分别占PTMI的0.06%、0.40%、0.30%。2.3.2南克氏原螯虾中镉的分布运用@Risk5.5对克氏原螯虾样品中镉的污染量进行分布函数的拟合,函数曲线的拟合优度运用Chi-Squared、Anderson-Darling和Kolmogorov-Smirnov3种检验方法进行检验,选择最优的拟合分布。江苏地区克氏原螯虾样品中镉的含量的分布符合Gamma分布,记为RiskGamma(0.45158、0.1681、RiskShift(0.0005)),苏南地区、苏中地区、苏北地区的克氏原螯虾的镉含量的分布都符合Gamma分布,分别记为RiskGamma(0.55556、0.082623、RiskShift(0.0005)),RiskGamma(0.40164、0.33055、RiskShift(0.0005)),RiskGamma(0.47625、0.1378、RiskShift(0.0005))。经过1000次迭代运算,10000次蒙特卡洛模型模拟,得到江苏地区人群膳食中克氏原螯虾中镉的CMI的分布图(图1),江苏地区及其不同地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的概率评估值见表3。由表3可知,江苏地区居民食用克氏原螯虾镉的CMI概率评估值的平均值、75分位数、90分位数分别占PTMI的0.08%、0.10%、0.21%。3个地区概率评估值的平均值以及各个百分位数都显示,人群食用克氏原螯虾镉的CMI的概率评估值苏中地区>苏北地区>苏南地区。苏南地区、苏中地区、苏北地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的平均值,分别占PTMI的0.05%、0.14%、0.07%,苏南地区、苏中地区、苏北地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的75分位数分别占PTMI的0.06%、0.17%、0.09%,苏南地区、苏中地区、苏北地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的90分位数分别占PTMI的0.12%、0.38%、0.18%。2.4克氏原螯虾镉暴露量安全限值的计算根据镉的PTMI、膳食镉的摄入量中水产类的贡献率和克氏原螯虾消费量占水产类消费量的百分数三者之积来计算江苏地区人群食用克氏原螯虾镉的暴露量的安全限值。其中江苏地区水产品镉的贡献率按照第4次中国总膳食研究中全国平均水产品中镉的贡献率13.93%2.4.1膳食镉暴露量江苏地区水产品镉的摄入量的贡献率按照第4次中国总膳食研究中水产品中镉的平均贡献率为13.93%以及江苏省克氏原螯虾的产量占其水产品总产量的1.7%来进行计算。当食用克氏原螯虾导致的镉暴露量超过PTMI的0.24%时,则总的膳食镉的暴露量极有可能超出PTMI。由表2可知,江苏地区人群食用克氏原螯虾镉的暴露量的平均值和75分位数均未超出PTMI的0.24%,90分位数超过了0.24%,说明只有少数人群暴露量较高,长期食用会增加膳食镉的暴露风险。苏南、苏中、苏北3个区域的平均值和75分位数也未超出PTMI的0.24%,只有苏中和苏北地区的90及95分位数超出PTMI的0.24%。结果说明苏南地区人群不会因为食用克氏原螯虾而增加总膳食镉的暴露量,苏中和苏北地区少数人群摄入量较高,长期食用会增加膳食镉的暴露量。江苏地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的平均值和75分位数均低于安全限5.92×102.4.2长期食用克氏原螯虾镉的暴露风险由以上分析可知当食用克氏原螯虾导致的镉暴露量超过PTMI的0.24%时,则总的膳食镉的暴露量极有可能超出PTMI。由表3可知,江苏地区人群食用克氏原螯虾镉的暴露量的平均值、75分位数和90分位数均未超过PTMI的0.24%,说明长期食用不会增加膳食镉的暴露风险。苏南地区和苏北地区人群食用克氏原螯虾镉的暴露量的平均值、75分位数和90分位数均未超过PTMI的0.24%,说明苏南地区和苏北地区人群长期食用不会增加膳食镉的暴露风险。苏中地区人群食用克氏原螯虾镉的暴露量的平均值、75分位数均未超出PTMI的0.24%,只有90分位数超过PTMI的0.24%。结果说明苏中地区少数人群暴露量较高,长期食用可能会增加总膳食镉的暴露量。根据江苏地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI的安全限值,利用概率评估软件运算得到的结果显示江苏地区91.6%的人群镉的CMI小于5.92×103克氏原螯虾中镉的暴露量统计评估。我国通过点评估和概率评估两种方法对江苏地区人群食用克氏原螯虾镉的膳食暴露量进行了评估,两种评估方法得出的结果一致,表明江苏地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI大多数处于安全水平内,风险较小。但苏中地区人群食用克氏原螯虾镉的CMI要大于苏南和苏北地区,建议苏中地区人群控制克氏原螯虾的食用量,同时相关部门应加大监管力度,防止出现重金属超标的现象,从而减少该地区因食用克氏原螯虾引起镉的暴露量超标的风险。本研究采用的点评估的方法是基于克氏原螯虾中重金属镉的污染量和克氏原螯虾的消费量的点值计算得到暴露量,没有充分考虑到不同样本之间重金属镉的含量的变异性以及样品抽样等过程的不确定性。因此本研究同时采用了概率评估的方法,利用蒙特卡洛模型模拟技术,从克氏原螯虾样品中镉污染量的数据分布中随机抽样,结合江苏地区克氏原螯虾的消费量数据,模拟得到江苏地区以及不同地域通过食用克氏原螯虾镉的暴露量的概率分布以及不同的百分位数,反映了镉污染分布差异造成的暴露评估结果的差异性,同时概率评估量化分析了暴露评估结果的一些不确定性,使评估结果更加全面可靠。我国的风险评估起步较晚,有些数据还不够完善,需要相关部门进行大量的膳食消费量的研究调查,对数据进行完善,使膳食暴露评估的结果更加具有准确性和说服力。引文格式:张文,吴光红,卢元玲,等.江苏地区克氏原螯虾中镉的膳食暴露及风险评估[J].食品科学,2017,38(23):201-206.DOI:10.7506