有机氯农药和重金属元素为水环境中典型的污染物，其性质稳定能在水环境中持久存在，具生物积累性，可通过食物链向养殖水产品中蓄积，同时进入肌体后能损害人体肝、 肾等内脏器官,产生潜在的致癌、 致畸、 致突变等作用^{[1, 2, 3]},已引起人们高度关注. 目前，铅、 镉、 铜、 砷、 汞、 HCHs和DDTs已列入我国68种环境优先控制污染物黑名单^[4]，HCHs和DDTs做为典型持久性有机污染物也同时被列入了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》首批控制的12种化合物^[4]. 近年来随着广东工业和城市化加速，工业和生活污水大量排放直接或间接导致养殖环境日趋恶化. 研究显示重金属、 HCHs和DDTs在广东主要河流及部分水产品中仍存在一定污染，为广东主要水域主要污染物^{[5,6,7,8,9,10,11,12]}. 广东省地处亚热带,雨量充沛,水资源丰富,是我国水产品主要产区,由于人们在前期对典型化学污染物的研究工作更多集中在河流等自然水域污染，在养殖环境及对水产品食用安全方面研究相对欠缺，随着人们对水产品质量安全及养殖环境关注度的提高，开展相关研究具有现实意义. 罗非鱼(Tilapia)是我国南方主要养殖水产品，其主要特点为肉质鲜美，少刺，蛋白质含量高，深受消费者喜爱，广东省是我国罗非鱼最大的养殖和出口大省，年产量约为60万t，占全国产量的45％，选用罗非鱼主要养殖区具有较强的地域代表性.

本研究针对广东省罗非鱼主要养殖区域水体及罗非鱼体中六六六、 滴滴涕和重金属污染污染现状调查,采用美国环境保护(USEPA)评价模式对罗非鱼食用安全进行健康风险评价^{[13, 14, 15]} ，了解广东罗非鱼主要养殖区域环境和水产品有机氯和重金属污染状况，以期为居民水产品食用安全提供可靠的依据. 1 材料与方法 1.1 样品采集

采样时间为2013年5月和2013年12月，罗非 鱼样品采集于广州、 肇庆、 惠州和茂名4市，具体位置见图 1. 水样共设12个采样点具体位置如表 1，采集鱼塘表层水样(水面下0.5 m)，六六六和滴滴涕检测样品，每个采样点采集2 L水样，样品运回实验室后于4℃保存，重金属检测样品每个采样点采集水样1 L加硝酸固定后带回实验室分析； 罗非鱼样品采集成鱼,体重1～2 kg,每个采样点采集3尾，分别采集于养殖鱼塘，农贸市场和超市，共计24份样品，带回实验室于-20℃保存.

图 1

Fig. 1

图 1 采样区域示意 Fig. 1 Sampling area in Guangdong province

表 1(Table 1)

表 1 主要养殖鱼塘采样点分布 Table 1 Location of sampling sites of freshwater fish pond in Guangdong province 广州 肇庆 惠州 茂名 编号及采样点 经纬度 编号及采样点 经纬度 编号及采样点 经纬度 编号及采样点 经纬度 G2番禺万顷沙 N22°43.347 E113°32.334 Z1肇庆四会 N23°40.300 E112°36.744 H1惠州汝湖 N23°11.058 E114°26.378 M1茂名红丰 N21°40.908 E110°42.004 G3番禺15涌 N22°37.917 E113°37.079 Z2肇庆四会铁场 N23°22.225 E112°39.108 H2惠州小金 N23°11.168 E114°22.949 M2茂名茂南区 N21°37.421 E110°41.586 G4番禺16涌 N22°38.607 E113°36.411 Z3肇庆高要 N23°56.507 E112°37.385 H3惠州平潭 N23°03.815 E114°35.309 M3茂名茂南区 N21°41.921 E110°48.224

表 1 主要养殖鱼塘采样点分布 Table 1 Location of sampling sites of freshwater fish pond in Guangdong province

仪器：旋转蒸发仪(德国Heidolph公司)，索氏抽提器(天津天玻玻璃仪器有限公司)，Agilent 6890气相色谱仪，原子吸收分光光度计AAS(澳大利亚GBC公司)，双道原子荧光光度计AFS-930(北京吉天仪器有限公司).

试剂：正己烷、 丙酮和二氯甲烷为分析纯、 无水硫酸钠、 硝酸、 硫酸及高氯酸均为分析纯，购于广州化学试剂厂. 正己烷、 丙酮和二氯甲烷实验前全玻璃系统重蒸馏，并检验无干扰峰，无水硫酸钠在450℃马弗炉干燥12 h，冷却待用. 标准品购于国家标准物质研究中心. 1.3 样品处理

水样：六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)检测，取1 L水样过0.7 μm玻璃纤维滤膜,滤液以固相萃取法进行富集 (过SPE小柱:Supelclean TM ENVITM-18,3 mL),乙酸乙酯洗脱,高纯氮气吹干，正己烷定容至0.5 mL,待GC-ECD分析； 重金属检测，取水样1000 mL，浓缩10倍后，经消解，定容25 mL，采用火焰及石墨炉原子吸收分光光度法测定水样中Cu、 Pb和Cd的含量，原子荧光法测砷的含量，具体方法参照文献^[15].

生物样：六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)检测，样品经-20℃冷冻干燥后，称取10 g样品，与10 g无水硫酸钠混合后用滤纸(经二氯甲烷抽提)包好，置于索氏提取器中，加入80 mL 丙酮和二氯甲烷混合液(体积比为1 ∶2),在60℃水浴中抽提48 h. 提取液经浓硫酸灼烧后，用旋转蒸发仪浓缩至5 mL.经正己烷溶剂置换后的浓缩液过氧化铝(3 cm)和硫酸硅胶(10 cm)的层析柱，用二氯甲烷和正己烷(体积比为2∶3)的混合液冲洗,淋洗旋转蒸发浓缩至0.5 mL左右,用高纯氮气吹干，正己烷定容至0.5 mL,待GC分析检测； 重金属检测，分取10 g罗非鱼背部肌肉，Cu、 Pb和Cd测试采用HNO₃-H₂SO₄-H₂O₂-HClO₄ 湿法消解,砷的含量测试采用HNO₃-H₂SO₄-HClO₄湿法消解. 1.4 样品分析

HCHs和DDTs采用Agilent 6890气相色谱仪进行分析，仪器的配置与使用条件为：⁶³ Ni的电子捕获检测器(ECD)，色谱柱型号 Agilent DB-1701,长30 m、 内径0.32 mm、 固定相膜厚0.25 mm，柱前压50 kPa，载气为高纯氦气，流速2 mL ·min^-1．柱升温程序为100℃,保持1 min，以15℃ ·min^-1程序升温至230℃，气化室和检测器温度分别为260℃和300℃. 采用原子吸收分光光度计火焰及石墨炉法测定样品中Cu、 Pb和Cd的含量，采用原子荧光法测砷的含量. 1.5 质量控制

HCHs 和DDTs利用混合标样对样品各峰进行外标定性、 定量，分析过程中同时进行方法空白、 基质加标和样品重复检测控制. 在水样中HCHs和DDTs的回收率为73.3％～97.5％，HCHs检出限为0.150～0.70 μg ·L^-1，DDTs检出限为0.93～9.20 μg ·L^-1.生物样回收率控制在80%～110%间，HCHs检出限为0.015～0.070 ng ·g^-1，HCHs检出限为0.093～0.92 ng ·g^-1.

重金属标准物回收率在95％～120％之间. 仪器最低检出限Cu、 As、 Cd、 Pb分别为83.60、 4.04、 5.44、 13.21 μg ·L^-1. 1.6 数据分析

采用统计软件Origin 6.0进行相关的数据分析及统计. 2 健康风险评价方法 2.1 美国(USEPA) 健康风险评价方法 2.1.1 Hg、 Cu和Pb非致癌物所致风险模型

根据可疑致癌化学物的致癌强度系数CSF(表 2),水产品每天每千克体重日均消费量CW(d^-1)，估算某农药的致癌风险系数^[18] CRI：

表 2(Table 2)

表 2 致癌强度系数和危害剂量参考值 Table 2 Carcinogenic risk index and reference harm dosage of HCHs and DDTs 农药名称 α-HCH β-HCH γ-HCH p,p′-DDE o,p′-DDT p,p′-DDD p,p′-DDT CSF×10-6/d-1 6.3 1.8 1.3 0.34 0.24 0.34 RHD×10-9/d-1 8 0.5 0.5 0.5

表 2 致癌强度系数和危害剂量参考值 Table 2 Carcinogenic risk index and reference harm dosage of HCHs and DDTs

当人体对某种可疑致癌化学物的接触量不超过危害剂量参考值ERI≤1，认为接触风险可以接受^[17].

2.2 每日最大耐受摄入量(PMTDI)健康风险评价方法^[12]

表 3列出了鱼塘中表层水HCHs、 DDTs和部分重金属含量，结果显示，HCHs总量检出范围为2.634～37.182 ng ·L^-1，平均值为20.39 ng ·L^-1，DDTs总量检出范围为2.05～12.21ng ·L^-1，平均值为5.59 ng ·L^-1,4个城市罗非鱼养殖区含量排列顺序为,茂名>广州>惠州>肇庆,与国内主要水体比较，高于贵州百花湖水体与北京官厅水库接近^{[20, 21, 22]}，低于国内黄浦江、 九龙江及苏州河水体含量^[23,24,25]. 养殖水体中重金属，Cu含量范围为nd～0.040 mg ·L^-1，均值为0.024 mg ·L^-1，Pb含量范围为nd～0.097 mg ·L^-1，均值为0.038 mg ·L^-1,Cd 含量范围为nd～0.0032 mg ·L^-1，均值为0.0009 mg ·L^-1,As 含量范围为0.0112～0.0812 mg ·L^-1,均值为0.0381 mg ·L^-1,均达到地表水环境质量标准^[26](GB 3838-2002)第三类水质要求.

表 3(Table 3)

表 3 广东省罗非鱼养殖鱼塘水中HCHs、 DDTs和重金属的量 Table 3 Concentrations of HCHs,DDTs and heavy metals in water of fish pond (Tilapias) in Guangdong Province 编号 HCHs、 DDTs/ng·L-1 重金属/mg·L-1 α-HCH β-HCH γ-HCH δ-HCH BHCs p,p′-DDE o,p′-DDT p,p′-DDD p,p′ -DDT DDTs Cu Pb Cd As Z1 0.25 0.36 0.90 1.13 2.63 nd nd 4.03 0.54 4.56 0.011 0.056 0.0032 0.0383 Z2 1.41 0.48 7.19 0.61 9.69 0.53 1.02 2.30 3.50 7.34 0.019 0.020 nd 0.0133 Z3 0.85 0.85 1.99 0.83 4.51 nd nd 2.62 0.61 3.23 0.023 0.097 nd 0.0715 H1 0.38 5.42 12.14 1.01 18.94 0.37 nd 1.84 1.15 3.35 0.004 0.019 nd 0.0121 H2 nd 8.60 5.52 3.65 17.77 2.46 1.19 1.57 0.73 5.94 0.011 nd nd 0.0487 H3 0.76 3.44 3.21 1.99 9.39 0.35 nd 2.56 1.22 4.12 nd nd nd 0.0492 M1 32.68 nd 54.20 1.68 88.55 nd 1.87 3.82 1.97 7.69 0.011 0.029 nd 0.0119 M2 0.59 1.05 11.68 1.07 14.38 0.31 nd 4.12 0.81 5.23 0.019 0.027 nd 0.0136 M3 1.15 0.23 0.73 1.47 3.57 nd nd 2.93 0.52 3.45 0.023 nd nd 0.0465 G2 0.17 0.94 2.31 1.20 4.613 nd nd 1.82 0.23 2.05 0.006 0.012 0.0002 0.0112 G3 0.72 0.39 35.65 0.43 37.18 0.45 1.17 8.71 1.88 12.21 0.040 0.040 0.0002 0.0600 G4 0.77 1.60 30.30 0.80 33.46 0.83 0.81 3.32 2.93 7.89 0.101 nd 0.0001 0.0812 平均值 3.61 2.12 13.82 1.32 20.39 0.67 1.21 3.30 1.34 5.59 0.024 0.038 0.0009 0.0381

表 3 广东省罗非鱼养殖鱼塘水中HCHs、 DDTs和重金属的量 Table 3 Concentrations of HCHs,DDTs and heavy metals in water of fish pond (Tilapias) in Guangdong Province

HCHs和DDTs组成特征可用于评价污染物输入的种类,残留输入的方式，主要依据是HCHs和DDTs生产和使用的种类不同. HCHs曾以两种形态被使用,一种工业品HCHs,含有4种形态的BHCs,其含量分别为α-HCH(65%～70%)、 γ-HCH(12%～14%)、 δ-HCH(6％)、 β-HCH (5％～6％)^[27]. 另一种俗称林丹，γ-HCH含量高达99％以上,因此环境样品中BHCs残留输入状况通常以α/γ比值作为评价,样品中HCH的α/γ比值在4～7之间，则说明源于工业品，若比值接近于1，则说明环境中有γ-HCH的使用. 同样工业用品DDT由大于70%的p,p′-DDT和大约15%的o,p′-DDT组成,o,p′-DDT较p,p′-DDT更易降解,DDT被禁用后，现在生产的DDT主要是作为生产三氯杀螨醇的中间体存在^[28],在三氯杀螨醇中，o，p′-DDT的含量高于p,p′-DDT的含量,另外DDTs在不同的自然环境中可降解为不同的产物，DDT在有氧条件下转化为p,p′-DDE，而在厌氧条件下降解为p,p′-DDD，如果没有新的DDT的输入,则DDT的相对含量就会不断降低,而相应的产物含量会不断地升高,因此可通过DDT/(DDD＋DDE)和DDD/DDE的比值，来示踪DDT农药的降解环境和降解程度,并用于判断是否有新的DDT农药输入^[29,30].

对罗非鱼养殖区γ-HCH占HCHs比例及α/γ-HCH比值研究显示，γ-HCH比例为34.18%～95.88％，α/γ为0.031～1.58，说明养殖水体中仍有γ-HCH的输入，目前林丹做为林业杀虫剂仍在部分地区使用，不排除污水流入鱼塘可能； DDT/(DDD＋DDE)比值均值为0.49，o,p′-DDT/p,p′-DDT比值均值为0.31，可判断广东罗非养殖区总体上未有新的DDT输入源，但个别采样点如四会和惠州小金口DDT/(DDD＋DDE)，o,p′-DDT/p,p′-DDT比值大于1，说明可能曾使用过非工业生产DDT类化合物如(三氯杀螨醇杀虫剂)等. 3.2 鱼体肌肉中BHCs，DDTs和重金属残留健康风险评价

广东省主要罗非鱼养殖区罗非鱼肌肉中HCHs含量范围见图 2,以干重计为3.35～23.43 ng ·g^-1，平均值为12.21 ng ·g^-1，DDTs见图 3,含量范围为4.01～33.75 ng ·g^-1，平均值为13.21 ng ·g^-1； 按罗非鱼体内含70％～80％水分计^[31]，干重转化为湿重后残留含量低于海洋生物质量标准(GB 18421-2001)及澳大利亚食品卫生标准限定值(表 4)^[32,33,34] . 重金属含量见图 4,罗非鱼样品中Cd、 Cu、 As和Pb均值为0.0706、 0.8056、 0.257和0.4096 mg ·kg^-1，参考国家食品标准中鱼类相关限量指标^[35]GB 2762-2005，未超标准值.

表 4(Table 4)

表 4 部分国家水产品中HCHs和DDTs残留限量 Table 4 Secure limitation of HCHs and DDTs to aquatic product in different countries 污染物 最高限量/ng·g-1 ∑HCHs 2000(中国，瑞典),300(法国),500(德国) ∑DDTs 1000(中国),200(法国),2000～5000(瑞典,美国,加拿大,德国,丹麦,卢森堡) α-HCH /β-HCH/γ-HCH 均为10(澳大利亚) p,p′-DDE/o,p′-DDT/p,p′-DDD/p,p′-DDT 均为1000(澳大利亚)

表 4 部分国家水产品中HCHs和DDTs残留限量 Table 4 Secure limitation of HCHs and DDTs to aquatic product in different countries

图 2

Fig. 2

图 2 罗非鱼肌肉中HCHs含量分析 Fig. 2 Content analysis of BHCs in Tilapias

图 3

Fig. 3

图 3 罗非鱼肌肉中DDTs含量分析 Fig. 3 Content analysis of DDTs in Tilapias

图 4

Fig. 4

图 4 罗非鱼肌肉重金属元素含量分析 Fig. 4 Contents analysis of heavy metals in Tilapias

采用USEPA健康风险评价模型对罗非鱼肌肉中HCHs、 DDTs残留经食用引起健康风险评估.由图 5可见，广东罗非鱼样品中α-HCH、 β-HCH、 γ-HCH、 p,p′-DDE、 o,p′-DDT、 p,p′-DDD和p,p′-DDT的致癌风险指数(CRI)变化范围在0.09×10^-6～6.28×10^-6之间,6种有机氯农药CRI总值，城市人口为6.48×10^-6～1.61×10^-5，农村人口为3.57×10^-6～5.84×10^-6，均低于10^-4，显示致癌风险可接受.

图 5

Fig. 5

图 5 广东省罗非鱼BHCs和DDTs致癌风险指数 Fig. 5 Carcinogenic risk indexes of BHCs,DDTs in Guangdong Tilapias

广东罗非鱼接触风险指数ERI见图 6，可见α-HCH、 β-HCH、 γ-HCH、 p,p′-DDE的ERI变化范围 为0.031×10^-3～10.38×10^-3，ERI总值变化范围为2.71×10^-3～10.38×10^-3，均小于1.因此，人们食用广东罗非鱼对α-HCH、 β-HCH、 γ-HCH、 p,p′-DDE接触剂量远低于危害剂量参考值，即认为接触风险可接受.

图 6

Fig. 6

图 6 广东省罗非鱼HCHs和DDTs接触风险指数 Fig. 6 Exposure risk indexes of BHCs,DDTs to Guangdong Tilapias

采用USEPA健康风险评价模型对广东罗非鱼肌肉中重金属残留食用安全健康风险进行评估(表 5)，Cd个人致癌年风险水平城市人口为6.01×10^-6 a^-1，农村人口为0.92×10^-6 a^-1，低于ICRP推荐饮食途径最大可接受年风险水平(5×10^-5a^-1)，对人体不存在致癌风险. As致癌个人年风险，城市人口为5.40×10^-5 a^-1，农村人口为2.97×10^-5 a^-1，城市人口通过食用罗非鱼As个人致癌年风险接近ICRP推荐饮食途径最大可接受年风险水平,存在一定致癌风险. 非致癌健康风险评估，通过食用罗非鱼Cu和Pb非致癌健康风险均远低于5×10^-5标准值，对健康未造成风险. 采用世界卫生组织食品添加剂合作专家委员会(JECFA)健康风险评价模型分析(表 6)，所测重金属元素MDI/BW值均低于JECFA提出的每日最大摄入量标准值，人们食用罗非鱼无摄入风险.

表 5(Table 5)

表 5 罗非鱼肌肉中重金属的健康风险评价 Table 5 Health risk assessment of heavy metals in Guangdong Tilapias (USEPA)/a-1 > 人群 采样点 As Cd Cu Pb ICRP推荐的通过饮食途径 最大可接受年风险水平 城市居民 广州 3.65×10-5 4.98×10-6 1.77×10-7 4.90×10-8 肇庆 5.51×10-5 6.23×10-6 2.80×10-7 4.71×10-8 茂名 6.49×10-5 8.24×10-6 2.49×10-7 4.57×10-8 惠州 9.50×10-5 8.61×10-6 4.77×10-7 5.56×10-8 均值 6.29×10-5 7.02×10-6 2.96×10-7 4.94×10-8 5×10-5 农村居民 广州 2.01×10-5 2.74×10-6 0.98×10-7 2.70×10-8 肇庆 3.04×10-5 3.43×10-6 1.54×10-7 2.59×10-8 茂名 3.58×10-5 4.54×10-6 1.37×10-7 2.52×10-8 惠州 5.23×10-5 4.74×10-6 2.63×10-7 3.06×10-8 均值 3.46×10-5 3.86×10-6 1.63×10-7 2.72×10-8

表 5 罗非鱼肌肉中重金属的健康风险评价 Table 5 Health risk assessment of heavy metals in Guangdong Tilapias (USEPA)/a-1

表 6(Table 6)

表 6 罗非鱼的重金属的I健康风险评价 (PMTDI)/g ·kg-1 Table 6 Health risk assessment of heavy metals in Guangdong Tilapias (PMTDI)/g ·kg-1 人群 采样点 As Cd Cu Pb 城市居民 广州 0.170±0.389 0.057±0.036 0.617±0.177 0.480±0.132 肇庆 0.258±0.184 0.0713±0.034 0.980±0.473 0.461±0.279 茂名 0.303±0.075 0.0945±0.031 0.871±0.357 0.448±0.332 惠州 0.444±0.187 0.987±0.042 1.668±0.908 0.545±0.454 均值 0.029±0.121 0.080±0.037 0.479±0.340 0.299±0.264 农村居民 广州 0.094±0.021 0.031±0.020 0.340±0.098 0.264±0.073 肇庆 0.142±0.102 0.029±0.0187 0.540±0.260 0.254±0.154 茂名 0.167±0.041 0.0520±0.017 0.480±0.196 0.247±0.183 惠州 0.245±0.103 0.054±0.023 0.919±0.500 0.300±0.250 均值 0.162±0.067 0.044±0.020 0.570±0.264 0.266±0.165 暂定的每日最大耐受摄入量/μg·kg-1 2.1 1.0 50～500 3.5

表 6 罗非鱼的重金属的I健康风险评价 (PMTDI)/g ·kg-1 Table 6 Health risk assessment of heavy metals in Guangdong Tilapias (PMTDI)/g ·kg-1

(1) 12个养殖鱼塘表层水中HCHs检出范围为2.634～37.182 ng ·L^-1，平均值为20.39 ng ·L^-1，DDTs检出范围为2.05～12.21 ng ·L^-1，平均值为5.59 ng ·L^-1. 与国内水主要水体比较，低于主要河流污染水平. 主要罗非鱼养殖区水体中HCHs、 DDTs含量排列顺序为； 茂名>广州>惠州>肇庆.通过对罗非鱼养殖区γ-HCH所占比例、 α/γ-HCH比值研究显示，γ-HCH比例为34.18%～95.88 ％，说明广东罗非鱼养殖区仍有新的γ-HCH输入，不排除林丹做为杀虫剂使用可能,DDT除个别采样点外，未有新的输入源.

(2) 广东省主要罗非养殖区罗非鱼样品中HCHs、 DDTs和重金属(Cd、 Cu、 As、 Pb)的残留量未超海洋生物质量标准(GB 18421-2001),国家食品标准中鱼类相关限量指标GB 2762-2005及澳大利亚食品卫生标准限定值，总体上处于安全值范围内.

(3)采用美国国家环境保护署(EPA)推荐的评价模型对食用罗非鱼途径引起健康风险评价结果表明，α-HCH、 β-HCH、 γ-HCH、 p,p′-DDE、 o,p′-DDT、 p,p′-DDD和p,p′-DDT的致癌风险指数变化范围在0.09×10^-6～6.28×10^-6之间，低于10^-4，显示为可接受的致癌风险，α-HCH、 β-HCH、 γ-HCH、 p,p′-DDE、 的接触风险指数(ERI),变化范围为0.031×10^-3～10.38×10^-3，低于危害剂量参考值，为可接受的接触风险； 食用罗非鱼Cd、 Cu、 Pd、 As残留健康风险评价，除As可能存在一定致癌风险外，Cd、 Cu、 Pd的致癌和非致癌风险均低于国际放射性辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平,不存在健康风险.