中国是世界贝类养殖大国，年产量已经超过1300万t，产业规模及产量均居世界前列，在世界水产品生产和贸易中占有重要地位^[1-2]。其中，广东省是我国贝类生产及消费大省。贝类产品营养丰富，风味独特，备受广大消费者青睐。因此，贝类的质量及食用安全成为国内外关注的焦点。随着经济的快速发展，大量工业及生活废水、废渣等直接或间接排进海洋，导致海洋环境污染日益加剧^[3]。诸多污染物中，重金属易通过吸附、离子交换、络合、沉淀及生物吸收等过程，在海洋沉积物和生物中富集，进而在食物链中积累并传递^[4]。在众多海洋生物中，大部分贝类底栖生活，分布广泛，数量较大，且对多种重金属富集能力强，导致其很容易受到海域环境的影响，是理想的海洋重金属污染指示生物^[5]。

据报道，中国海洋贝类出现不同程度的重金属污染，尤其是毒性较强的Pb、Cd、As及Cr等^[6-10]，引起人们对贝类食用安全的高度关注。程家丽等^[11]分析了中国海洋食用贝类重金属污染特征及其健康风险，结果表明，贝类中Cu、Cd和Cr含量存在超标现象，且部分海域中贝类Cd及As污染的健康风险超出了可接受水平。孙元敏等^[9]的研究也表明，中国22个典型海岛中9种经济贝类的重金属（Zn、Cu、Pb、Cr、Cd）均有不同程度的超标。此外，调查地区、时间、温度及贝类种类等因素均影响重金属在贝类体内的富集程度。王增焕等^[12]调查了广东、广西沿海5种贝类重金属的含量，结果显示贝类产品中Cd、Cu的合格率分别为65%和67.7%，且重金属的富集水平与贝类的种类有密切关系。蒋立新等^[13]研究了深圳市市售食品中Cd污染状况，结果表明，和其他食品相比，水产品中贝类的Cd质量分数最高，超标率达29.82%，且其最高含量、超标率均高于青岛、南通、泉州、大连等地的水产品，而这些贝类主要来源地为粤东沿海地区^[14-17]。因此，沿海地区贝类的食用安全质量控制及健康化养殖问题亟待解决。

目前，对贝类重金属污染的研究报道，主要从环境污染方面研究贝类重金属的残留量^[18-20]，而从贝类膳食消费方面评估贝类食用健康风险的研究仍较少。目标危险系数（Target hazard quotient，THQ）是美国环保署（USEPA）于2000年建立的一种评价人群摄入某种食物健康风险的方法。该评价指标的最大特点是不仅能够评价单一重金属的健康风险，而且能够评价多种重金属复合暴露的健康风险，即总目标危险系数（Total target hazard quotient，TTHQ）^[21]。此外，目前大部分报道通常只检测整体贝类软组织（除贝壳）的重金属质量分数^[22-24]，而没有分别检测贝类不同组织（肌肉和内脏团）的重金属质量分数。因此，本研究分别测定了粤东地区10种海洋经济贝类肌肉和内脏团中重金属元素Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、Mn的质量分数，并从单因子污染指数（P_i）和食用安全指标（THQ和TTHQ）方面进行评价，旨在对贝类的安全消费提供科学的指导，并为贝类安全生产提供参考依据。

1 材料与方法 1.1 试验贝类

于2016年1月至12月，根据《海洋监测规范》中对样品采集的要求，分批次从粤东地区5个城市（潮州、汕头、揭阳、汕尾及惠州）的鱼港码头渔民手中（确定为当地捕捞）购买鲜活健康、体型匀称的10种海水经济贝类（波纹巴非蛤Paphia undulata，螠蛏Sinonovacula constricta、近江牡蛎Crassostrea rivularis、文蛤Meretrix meretrix、小眼花帘蛤Ruditapes variegatus、菲律宾蛤仔R. philippinarum、毛蚶Scapharca subcrenata、栉江瑶Pinna pectinata、方斑东风螺Babylonia areolata、杂色鲍Haliotis diversicolor）作为样品。现场用海水冲洗干净后，放入聚乙烯袋中，冷藏运输至实验室中-20 ℃冷冻保存。取样时，将贝类置于冰盘上解剖，采用陶瓷刀具去除贝壳并取出软体组织，分离出肌肉组织（包括闭壳肌和足）与内脏团组织（除去肌肉组织的其他软组织）。用双蒸水清洗干净，滤纸吸干样品表面水分，于匀浆器中匀浆。所获得的组织匀浆装入封口袋，于-20 ℃冰箱中保存，备用。至少10个以上贝类个体混合为1个样（视个体大小而定，分别混合肌肉和内脏团组织），每种贝类样品设3个平行。

1.2 试验方法

样品测定参考文献[25]的方法：贝类样品自然解冻后，分别准确称取贝类的肌肉（约1.0 g）与内脏团（约0.5 g），以超纯水为空白对照，分别置于高压消解罐中的聚四氟乙烯内罐中。该试验采用湿法消解样品，即在罐中分别加入约3 mL浓HNO₃（根据消解后混合液的清澈程度及pH值调整浓HNO₃的加入量）及3 mL H₂O₂，敞开盖子避光放置约24 h，使反应过程中产生的气体散去。然后，将高压消解罐盖好，移入烘箱（约150 ℃）中继续消解约6 h至混合液澄清。待冷却至室温后，将混合液移入容量瓶中，采用超纯水定容、备用。

采用电感耦合等离子体发射光谱仪（日本岛津，SP-127 ICPE-9000）分别测定贝类样品肌肉及内脏团中Zn、Pb、Cr、Cu、Mn及Cd的质量分数。同时，通过测定试剂空白和国家标准物质（贻贝，GBW 08571）进行样品的质量控制。标准物质各测定值和标准值相对偏差均须小于10%，才符合要求。

1.3 数据处理与评价方法 1.3.1 数据处理

样品中重金属的质量分数（湿质量，mg·kg^-1）根据以下公式计算：

式中：X为样品中重金属的质量分数，mg·kg^-1；A₁为样品所测得的质量分数，μg·mL^-1；A₂为空白对照所测得的质量分数，μg·mL^-1；V为样品处理（包括稀释）后的总体积，mL；M为测试样品的实际质量（湿质量），g。分别测定每种贝类样品的3个平行，且所测定数据采用SPSS 17.0与Excel 2003进行数据处理。

1.3.2 单因子污染指数法

采用单因子污染指数法来评价贝类体内的某一重金属污染状况，计算公式为：

式中：P_i为第i种单因子（金属元素）污染指数；C_i为样品中金属元素i的实际测定质量分数，mg·kg^-1，S_i为金属元素i的限量标准，mg·kg^-1。

本研究中，Cd、Cr、Cu、Pb采用文献[26]中的限量标准，Zn采用文献[27]中的限量标准（表 1），元素Mn无限量标准。

采用文献[28-29]的方法进行评价：若P_i < 0.2为正常背景值；若0.2≤P_i < 0.6为微污染-轻污染水平；0.6≤ P_i < 1.0为污染水平；P_i≥1.0为重污染水平，即超标。统计了5种重金属（Mn由于无相应的评价标准，不参与统计）的某一单因子某一污染水平P_i占总指标数（10种贝类的肌肉和内脏团，计20个指标）的百分比。

1.3.3 健康风险评价法

采用美国环保署（USEPA）推荐的健康风险评价模型，即目标危险系数（Target hazard quotient，THQ）作为健康风险评价方法^{[11, 29]}。该方法假定人体对食物中重金属吸收剂量等于摄入剂量，并通过评估人体摄入食物中重金属的剂量是否超出相应的参考剂量来判断人体的暴露风险。如果该值小于安全基准值1.0，说明暴露人群没有明显的健康风险；反之，则存在健康风险。其计算公式为：

式中：E_F为暴露频率，365 d·a^-1；E_D为暴露年限，取值于人的平均寿命，70 a；R_F为食物摄取率，儿童取8.82 g·d^-1，成人取20.1 g·d^-1；C为贝类样品中重金属的实测质量分数，mg·kg^-1；R_D为参考剂量，Cu、Pb、Cd、Cr、Zn分别取0.04、3.5×10^-3、1.0×10^-3、3.0×10^-3、0.3 mg· kg^-1·d^-1；W_A为平均体重，儿童取32 kg，成人取60 kg；T_A为非致癌源暴露的平均时间，365 d·a^-1×70 a。

通常情况下，重金属污染对人体健康的影响一般是多种重金属元素共同作用的结果。本研究假设各重金属的危害作用为相加，因此，重金属对人体的总目标危险系数TTHQ为：TTHQ=THQ₁+THQ₂+…… + THQ_n。如果TTHQ≤1.00，表明没有明显的负面影响；若TTHQ>1.00，表明可能对人体健康产生负面影响；当TTHQ>10.00时，表明存在慢性毒性效应^{[11, 30]}

2 结果与分析 2.1 贝类肌肉和内脏团中6种重金属的质量分数

试验分别测定了10种贝类肌肉和内脏团中Cd、Cr、Cu、Mn、Pb及Zn的质量分数，如表 1所示。6种重金属在贝类体内均有检出，且在不同种类贝类及组织中的分布呈现明显不均匀性，在肌肉中质量分数的平均值由高至低为Zn>Mn>Cu>Cr>Cd>Pb，而内脏团为Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Cd。除Cr外，贝类内脏团其他5种金属质量分数的平均值分别高于其相应的肌肉组织。

Cd在不同贝类及其组织中的质量分数差异很大。其中，栉江瑶内脏团中Cd的质量分数明显高于其他贝类，为其他贝类的2~50倍。10种贝类内脏团中Cd质量分数由高到低为栉江瑶>毛蚶>方斑东风螺>杂色鲍>近江牡蛎>螠蛏>菲律宾蛤仔>文蛤>小眼花帘蛤>波纹巴非蛤。Cr在10种贝类体内的富集特征与其他5种重金属不一致，其在不同贝类及不同组织中质量分数的差异不大，且多数贝类肌肉中Cr的质量分数分别高于其相应的内脏团。Cu在贝类中富集水平差异较大，其中近江牡蛎、杂色鲍及方斑东风螺内脏团中Cu的质量分数明显高于其他种类及其相应的肌肉组织。与其他贝类相比，方斑东风螺内脏团中Mn的质量分数最高。波纹巴非蛤、螠蛏及近江牡蛎内脏团中Pb的质量分数明显高于其他贝类及其相应的肌肉组织。10种贝类Zn的质量分数均较高，其中5种贝类内脏团中Zn的质量分数高于450 mg·kg^-1，且大多数贝类内脏团中Zn质量分数明显高于其相应的肌肉组织（表 1）。

2.2 贝类肌肉和内脏团中重金属单因子污染指数（P_i）评价

10种贝类重金属污染的单因子污染指数（P_i）如表 2所示。10种贝类中Cd的P_i最高，其次为Zn、Pb，而Cr和Cu的P_i值较小。其中，Cd为重污染水平，即超标，其中超标数占总指标数（10种贝类的肌肉及内脏团，共20个指标）的60%，表明其受污染程度最高；其次为Zn，P_i的超标数为55%；而在5种重金属中，Cu污染程度最低，80%的指标处于正常背景值水平，只有20%指标处于微污染-轻污染水平。此外，该5种重金属P_i在贝类不同组织中差异较大。除Cr外，其他4种重金属在10种贝类内脏团的P_i明显高于相应的肌肉组织。其中，在10种贝类内脏团中，Cd、Zn大多数为重污染水平，即超标，而其相应肌肉中，只有3种或4种贝类的P_i值指示为重污染水平。

2.3 贝类重金属污染的人体健康风险评估

表 3、表 4为10种贝类中重金属对于儿童和成人健康影响的THQ和TTHQ值。对于单一重金属元素，除了栉江瑶内脏团中的Cd外，10种贝类中Cd、Cr、Cu、Pb及Zn对儿童和成人的THQ值均小于1.00，表明这10种贝类产品对暴露人群没有明显的健康风险。但栉江瑶内脏团中Cd的儿童THQ为1.072，成人的为1.303，均大于1.00，表明其对暴露人群均有一定的健康风险。

对于多种重金属的健康总风险评估表明，无论是对于儿童还是成人，10种贝类内脏团中约有50%贝类的TTHQ值大于1，显示暴露人群若长期食用这些贝类内脏团将对健康产生不良的影响；其中螠蛏、近江牡蛎及栉江瑶内脏团中重金属TTHQ值较高，其值接近2.00。但无论对于儿童还是成人，10种贝类肌肉中重金属TTHQ均小于1.00，表明食用该10种贝类肌肉对人体健康没有明显的负面影响。此外，10种贝类肌肉及内脏团的TTHQ均小于10.00，表明成人和儿童食用这些贝类均不存在慢性毒性效应。

3 讨论

近年来，随着工业化、城市化及海水养殖业的快速发展，中国海域环境污染问题日益严峻，尤其是重金属污染问题。屡有报道表明，广东沿海贝类重金属污染超标^{[13, 19, 31-33]}。本研究的单因子污染指数评价结果表明，10种贝类肌肉和内脏团均受到Zn、Pb、Cd、Cr不同程度的污染，其中贝类内脏团受Cd、Zn及Pb污染较严重。可见，本研究结果与大多数研究结果相近。且水生生物体内的重金属蓄积水平与水体或底泥中重金属的含量密切相关。通常水体或底泥中重金属质量分数越高，生物体内蓄积的重金属质量分数越高^[25]。孙萍等^[31]调查了汕头港海产动物重金属含量，结果表明近江牡蛎体内的Cd、Cu、Ni和Zn含量高于人体食用限量标准；其中近江牡蛎体内的Zn含量最高，为限量标准的23.5倍。姜杰等^[3]也发现，广东沿海海域牡蛎体内Zn、Cu与栉孔扇贝和牡蛎中Cd含量出现超标现象。本试验所调查的贝类均生活在粤东近岸海域及潮间带，且本区域重金属污染严重^[31]，推测被重金属污染的水体或底泥是贝类体内重金属超标的重要因素。但不同海域的贝类重金属污染存在差异性。李张伟等^[34]检测了粤东拓林湾海域海产品体内的重金属（Zn、Cr、Cd、Cu、Pb）含量，结果显示，大多数未被重金属污染或微污染。杜冰等^[35]对台海浅滩渔场水产品调查也表明，该海域的海产品未出现明显的污染问题，但Cd与Cr等元素的潜在风险需进一步关注。因此，不同海域贝类的重金属污染存在差异性，除了主要取决于当地海域的环境污染外，可能还与金属种类及其存在形式、贝的组织器官、季节以及海水的温度、溶解氧和盐度等有关^[36]。

贝类对不同种重金属的富集能力差异明显。孙元敏等^[9]对中国海岛潮间带贝类体内重金属含量研究结果也显示，各海岛潮间带贝类体内Zn和Cu含量较高，Pb、Cd、Cr含量较低。庞艳华等^[20]对大连近岸海域多种经济贝类重金属含量的调查也表明，Zn、Cu、Mn及Ni质量分数显著高于Pb、Cd和Hg。本研究所测定的10种贝类肌肉和内脏团对生命必需元素如Zn、Mn等的蓄积能力非常强，而对非必需元素Pb、Cd的蓄积能力相对较低；贝类体内Zn、Mn的质量分数平均值分别是Pb或Cd的几十或几百倍。本研究与大多数研究结果^[16-19]一致。普遍认为，重金属在贝类组织中的富集水平取决于重金属种类、暴露时间及浓度等，同时还受水化学性质、贝的种类及其组织器官特征、生理代谢活性等因子的影响^[25]。在软体动物体内，Cu是构成血蓝蛋白及多种酶的必需元素，Zn、Mn参与了生物酶的活动。因此，必需元素Zn、Cu及Mn在贝类体内的质量分数较高，Cd、Pb不是生命必需元素，而是有毒元素，其含量高低在一定程度上反映了环境污染状况^[1]。

贝类不同组织对重金属的蓄积能力也显著不同，其中鳃和内脏是重金属富集及分布的主要部位^{[22, 37]}。对大连近岸海域双壳贝类重金属污染状况的调查结果^[22]也表明，Cd、Cu在虾夷扇贝闭壳肌中含量明显低于其他组织，Cr、Ni在各组织间差异较小。王军等^[38]也获得类似的研究结果，虾夷扇贝内脏团Cd、Pb质量分数高，但其闭壳肌中Pb、Cd的含量却显著低于其他组织。本试验结果显示，除Cr外，贝类内脏团中其他5种重金属质量分数的平均值均高于其相应的肌肉组织，为相应肌肉组织的2.73~15.77倍。可见，本研究与上述研究结果相近。贝类不同组织对重金属的蓄积能力的差异与相关组织的生理功能密切相关。内脏团是贝类的生化转化中心，其组织内可诱导产生大量束缚重金属的金属硫蛋白，使其对多种重金属亲和性更高，出现比肌肉更高蓄积水平的现象^[25]。李玉环等^[39]对海湾扇贝体内Cd的积累和排出规律进行了研究，结果显示该贝类内脏对重金属的富集能力远高于其肌肉组织。

本文还评估了重金属污染的人类摄入健康风险。结果表明，除了栉江瑶内脏团中Cd外，其他贝类肌肉和内脏团中Cr、Cu、Pb、Zn的THQ均小于1.0，表明该4种重金属作为单一元素对儿童或成人没有明显的健康风险；但其总目标危险系数（TTHQ）结果表明，该10种贝类内脏团中约有50%贝类的TTHQ值大于1，表明暴露人群若长期食用这部分贝类内脏团将产生健康风险。由本研究结果推测，粤东沿海市售海产经济贝类已受到了重金属不同程度的污染，居民摄入海产贝类存在Cd暴露及多种重金属暴露的潜在健康风险。本研究与已有研究结果相近：程家丽等^[11]对我国海洋食用贝类重金属污染的健康风险分析表明，对于单一重金属，我国5个典型海域食用贝类中Cu、Pb、Cr、Hg对成人和儿童的THQ值均小于1.0，但部分海域一些贝类Cd和As污染的健康风险超出了可接受水平；杜冰等^[35]通过每周可耐受摄入量（PTWI）评价了台海浅滩渔场不同水产品中重金属的暴露风险，结果显示，Hg、Cu、Zn与Pb均处于低风险或无风险的水平，但有3.6%的样品中Cd超过推荐阈值。

4 结论

（1）不同重金属在贝类体内的蓄积水平差异很大。粤东地区10种经济贝类肌肉中重金属质量分数的平均值由高至低为Zn>Mn>Cu>Cr>Cd>Pb，其内脏团中重金属为Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Cd。

（2）除Cu外，10种贝类肌肉和内脏团分别受到Cd、Zn、Pb、Cr不同程度的污染，其中大多数贝类内脏团中Cd、Zn及Pb的P_i指示为重污染水平（即超标），且多数贝类内脏团中重金属的质量分数分别高于其相应的肌肉组织。

（3）除了栉江瑶内脏团中的Cd外，10种贝类中5种重金属暴露对儿童或成人没有明显的食用健康风险，但暴露人群若长期食用该10种经济贝类的内脏团将对健康产生负面影响。

综上所述，粤东地区海洋生态环境及贝类生产已存在重金属（Cd、Zn、Pb、Cr）污染的安全隐患，建议加强该地区贝类产品重金属残留的质量监控。