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多环芳烃指含有2个及以上苯环结构的一系列有机化合物,是自然环境中广泛分布的持久性有机污染物中的一类,具有生物累积性和致癌性[1]。多环芳烃的主要来源分为人为燃烧和自然燃烧,人为燃烧来源包括煤、石油等化石燃料,木材、秸秆作物、烟草等高分子有机物的不完全燃烧;自然燃烧来源主要有植物燃烧、火山喷发、植物和微生物合成,产生的多环芳烃通过大气、河流输入海洋[2-3]。
多环芳烃由于其疏水性,主要存在于海洋沉积物中,在海水中含量较低。但多环芳烃累积到一定程度会对海洋生物产生危害,如菲会导致红鳍东方鲀的肝脏粒体数量增加、形态改变、内质网减少、纹理模糊、出现脂滴和细胞空泡[4];苯并(a)蒽会抑制海胆幼虫的繁殖和生长[5];萘、菲、苯并a芘、芴等多环芳烃物质对鱼类胚胎具有致畸性,并有可能导致鱼体内酶活性的下降及DNA损伤[6-9]。由于多环芳烃具有较强的致癌、致畸和致基因突变性,美国环保局(US EPA)把其中的16种多环芳烃定为在环境中优先控制的污染物。
由于多环芳烃具有生物累积特性,在海洋生物体中富集,并通过食物链进入人体,进而对人体健康产生危害。国内外许多研究者在不同地区的河流、湖泊及海域对水产品中的多环芳烃含量进行了相应的研究,并进行食用风险评价[10-19]。气相色谱三重四级杆质谱(GC-MS/MS)是近年来发展较快的分析设备,对目标物特征母离子裂解产生的二级质谱进行检测,与常规的GC-MS相比,具有更高的选择性、准确性和灵敏度,对复杂基质的抗干扰能力更强[20-22]。本文采用气相色谱三重四级杆质谱对2019年采自南海的10种鱼类和1种鸢乌贼体内的多环芳烃含量进行分析,并评估食用这些海产品可能对人体健康产生的风险。为我国南海水产品质量与安全评价提供基础资料。
南海海洋生物体内多环芳烃污染特征及风险评价
Characteristics and risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in marine organisms from South China Sea
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摘要: 文章采用气相色谱-三重四级杆质谱作为检测仪器,对2019年6~7月采自南海的10种鱼类和1种乌贼体内的16种多环芳烃含量进行测定,并对其食用风险进行了评价分析。结果表明:11种海洋生物体内多环芳烃含量在17.43~56.73 ng/g(湿重)之间,大多数海洋生物体内以2~3环多环芳烃为主。通过多环芳烃比值分析,海洋生物体内多环芳烃的来源主要是以燃烧源为主,来源为石油及其相关产品的可能性较低。采用美国环保局(US EPA)的多环芳烃终生癌症风险(ILCR)评价食用健康风险,11种海洋生物的ILCR在5.22×10−10至9.94×10−7之间,低于USEPA 建议的ILCR可接受风险值1.0×10−6,通过食用对人体造成的健康风险较低。
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关键词:
- 南海 /
- 海洋生物 /
- 多环芳烃 /
- 风险评价 /
- 气相色谱-三重四级杆质谱
Abstract: The marine organisms (ten species of fish and one species of squid) were collected from South China Sea in June-July 2019. 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in them were tested by GC-MS-MS and analyzed the food exposure risk. The PAHs mainly composing of 2 or 3 rings in these marine organisms were from 17.43 ng/g to 56.73 ng/g . The isomeric ratios of the PAHs indicated the PAHs were mostly originated from the combustion by the coal or the wood, instead of the contamination by crude oil and oil productions. The food exposure risk was assessed by US EPA incremental lifetime cancer risk (ILCR), the ILCR value range was from 5.22×10−10 to 9.94×10−7. It was lower than the recommended acceptable risk value (1.0×10−6) by EPA, thus indicating the negligible carcinogenic risk for human beings to consume the marine organisms from South China Sea.-
Key words:
- South China Sea /
- marine organisms /
- polycyclic aromatic hydrocarbons /
- risk assessment /
- GC-MS-MS
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表 1 南海生物样品信息
生物种类 作业方式 采样经纬度 体长/cm 黄鳍金枪鱼(Thunnusalbacares) 灯光罩网 110°30′ E,16°00′ N 20 双鳍舵鲣(Auxisrocheirochei) 灯光罩网 110°30′ E,15°00′ N 26 长体圆鲹(Decapterusmacrosoma) 灯光罩网 113°00′ E,13°00′N 24 脂眼凹肩鲹(Selarcrumenophthalmus) 灯光罩网 110°30′ E,11°00′ N 13 鲣(Katsuwonuspelamis) 灯光罩网 113°00′ E,9°30′ N 20 鸢乌贼(Symplectoteuthisoualaniensis) 灯光罩网 110°30′ E,8°30′ N − 短尾大眼鲷(Priacanthusmacracanthus) 底拖网 110°00′ E,5°30′ N ;110°30′ E,5°15′ N 14 多齿蛇鲻(Sauridatumbil) 底拖网 109°30′ E,18°00′ N 22 银方头鱼(Branchiostegusargentatus) 底拖网 109°30′ E,18°00′ N 20 大头银姑鱼(Pennahiaargentata) 底拖网 109°00′ E,18°00′ N 22 竹荚鱼(Trachurusjaponicus) 底拖网 109°00′ E,18°00′ N 13 表 2 PAHs各单体的等毒性当量因子
多环芳烃单体 TEF 萘(NAP) 0.01 苊烯(ANY) 0.01 苊(ANA) 0.01 芴(FLU) 0.01 菲(PHE) 0.01 蒽(ANT) 0.01 荧蒽(FLT) 0.01 芘(PYR) 0.01 苯并(a)蒽(BaA) 0.10 䓛(CHR) 0.01 苯并(b)荧蒽(BbF) 0.10 苯并 (k)荧蒽(BkF) 0.10 苯并(a)芘(BaP) 1.00 二苯并(a,h)蒽(DBA) 5.00 茚并(1,2,3-cd)芘(IPY) 0.10 苯并(ghi)苝 (BPE) 0.01 表 3 海洋生物体内多环芳烃含量分析结果
×10−9 ng·g−1(湿重) 生物名称 脂眼凹肩鯵 鲣鱼 多齿蛇鲻 长体圆鯵 大头银菇鱼 银方头鱼 竹荚鱼 鳍鮀鲣 短尾大眼鲷 黄鳍金枪鱼 南海鸢乌贼 萘(NAP) 9.55 14.85 17.46 11.45 12.00 11.14 12.18 6.50 9.16 8.54 11.02 苊烯(ANY) 0.90 1.15 1.34 1.32 1.07 1.14 0.99 0.75 0.89 0.90 1.04 苊(ANA) 0.55 0.80 0.96 0.81 0.39 0.70 0.84 0.47 0.56 0.56 0.68 芴(FLU) 1.80 2.61 3.20 3.29 2.10 2.13 2.25 1.26 1.59 1.47 2.04 菲(PHE) 3.85 4.74 5.65 7.55 4.63 4.63 4.21 2.85 3.42 3.07 4.16 蒽(ANT) 1.44 1.68 1.83 2.12 1.55 1.73 1.45 1.26 1.10 1.37 1.56 荧蒽(FLT) 1.20 1.29 1.53 1.95 1.39 1.42 1.19 0.91 1.06 1.05 1.26 芘(PYR) 0.62 0.69 0.89 0.93 0.71 0.72 0.64 0.44 0.55 0.53 0.68 苯并(a)蒽(BaA) 2.32 1.89 2.08 1.95 1.89 1.95 1.65 1.66 nd nd 1.88 䓛(CHR) 1.70 1.41 1.49 1.52 1.46 1.61 1.24 1.33 1.34 1.18 1.53 苯并(b)荧蒽(BbF) 1.74 1.48 1.55 1.57 1.48 1.57 nd nd nd nd 1.48 苯并 (k)荧蒽(BkF) 1.86 1.82 1.97 1.97 1.95 2.07 nd nd nd nd 1.95 苯并(a)芘(BaP) 2.36 1.71 2.03 nd nd nd nd nd nd nd 1.68 二苯并(a,h)蒽(DBA) 11.25 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd 茚并(1,2,3-cd)芘(IPY) 12.95 nd 4.81 nd nd nd nd nd nd nd nd 苯并(ghi)苝 (BPE) 2.66 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd 二环% 12.79 19.41 22.96 16.87 15.56 15.10 16.27 8.99 12.21 11.47 14.78 三环% 6.48 7.72 9.01 11.62 7.57 7.78 6.85 5.02 5.57 5.49 6.98 四环% 8.24 7.30 7.97 7.94 7.49 7.92 3.53 3.43 1.88 1.71 7.53 五环% 26.56 1.71 6.84 nd nd nd nd nd nd nd 1.68 六环% 2.66 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd ANT/(ANT+PHE) 0.273 0.261 0.244 0.219 0.251 0.272 0.256 0.307 0.243 0.308 0.272 FLT/(FLT+PYR) 0.660 0.651 0.633 0.678 0.662 0.663 0.649 0.672 0.661 0.664 0.648 BaA/(BaA+CHR) 1.004 0.899 0.877 0.799 0.869 0.834 0.880 0.940 / / 0.851 PAHs 56.73 36.14 46.79 36.42 30.63 30.80 26.65 17.43 19.67 18.66 30.98 ILCR 9.94×10−7 2.87×10−8 3.36×10−7 7.70×10−9 7.35×10−9 7.72×10−9 2.70×10−9 2.58×10−9 5.23×10−10 5.22×10−10 2.85×10−8 -
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