CN110459326A - 一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不同年龄人群基于生物可给性的近海食用贝类重金属健康风险评价方法，其包括以下步骤：获取待评估贝类可食用部分的重金属浓度数据和评估区不同年龄消费者的体重和贝类的消费量数据；通过体外消化模型确定贝类中重金属对人体的生物可给性；根据贝类中重金属浓度，以及重金属对人体的生物可给性特征，采用每周摄入量、致癌健康风险和非致癌健康风险评价方法，得到消费者食用贝类的重金属健康风险。本发明基于贝类中重金属对人体的生物可给性，并考虑不同年龄人群摄食率和体重对健康风险的差异，提高了消费者食用贝类摄入的重金属健康风险评价结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种近海食用贝类的重金属健康风险评估方法。
背景技术
全球海洋面积约占地球的71％，蕴藏着丰富的矿藏和食物资源。近几十年来，由于陆地系统持续的污染物超负荷，中国的近海环境面临严重污染。重金属污染因其具有毒性、易生物累积、不易降解等特点，被认为是海洋生态系统中最重要的污染物之一。其中贝类由于味道鲜美，富含高品质的蛋白质、矿物质、不饱和脂肪酸和微量营养元素等深受消费者喜爱。而贝类被动性滤食和移动距离短等习性导致对污染物的回避能力较低，曝污时间长，易累积重金属。贝类中累积的重金属对消费者健康的危害受到越来越多的关注。目前关于贝类中重金属对人体健康风险的研究存在不足，具体如下：
首先，目前关于贝类中重金属对人体健康风险的研究主要基于重金属总量进行估算，而贝类中的重金属只有一部分会对人体健康产生危害；其次，目前的研究多以成年人作为受试群体进行重金属健康风险评估，而儿童、青少年对贝类的摄食率和自身情况与成年人存在差异，儿童、青少年的食用健康风险需进一步明确。因此，传统的贝类健康风险评价体系无法准确反映消费者食用贝类所带来的重金属健康风险。
发明内容
为了克服现有技术的不足之处，本发明目的在于提供一种近海食用贝类的重金属健康风险评估方法，通过模拟人体对贝类的消化过程，更加准确真实地评估不同年龄消费者食用贝类的重金属健康风险。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种近海食用贝类的重金属健康风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S101，获取待评估贝类可食用部分的重金属浓度数据；
步骤S102，获取待评估区不同年龄消费者人群的体重和贝类日摄入量数据；
步骤S103，通过体外消化模型确定不同贝类中重金属对人体的生物可给性；
步骤S104，根据测得的贝类中重金属浓度、贝类中重金属对人体的生物可给性特征，以及不同年龄消费者人群的体重和贝类消费量数据，采用每周摄入量、致癌健康风险和非致癌健康风险评价方法，得到消费者食用贝类的重金属健康风险。
2、根据权利要求1所述的一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其特征在于，所述步骤S101中，贝类重金属浓度数据为可食用部分的重金属含量；贝类选择评估地区消费率较高的品种；重金属种类为目标重金属或常见重金属元素，应包含评估区环境污染较为严重的重金属种类；重金属含量数据获取途径：实测或文献数据检索。
3、根据权利要求1所述的一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其特征在于，所述步骤S102中，待评估区消费者可以根据年龄划分为儿童、青少年和成人；各年龄阶段人群体重和贝类日摄入量数据的获取途径为：(1)问卷调查，(2)文献阅读，(3)国家统计年鉴。
4、根据权利要求1所述的一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其特征在于，所述步骤S103中，利用体外消化模型模拟重金属随贝类在人的口腔、胃和小肠的消化过程；人工配好的模拟消化液包括唾液、胃液、十二指肠液和胆汁，在使用前加热到37±2℃。贝类样品同pH＝6.8的唾液混合5分钟，然后加入pH＝1.3的胃液混合2小时，混合后的混合物pH＝2～3，最后同pH＝8.1的十二指肠液、pH＝8.2的胆汁和碳酸氢钠混合2小时，混合物的最终pH值为6.5～7；以上过程混合之后均放置在温度为37℃的环境下，以55rpm的速度进行震荡，用于模拟胃肠蠕动过程，离心之后，吸取上清液；上清液在浓硝酸中消化后测量重金属浓度；生物可给性的计算公式如下：
5、根据权利要求1所述的一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其特征在于，所述步骤S104中，健康风险评价的方法包括：每周摄入量评估法、非致癌健康风险评估和致癌健康风险评估方法；
每周摄入量评估方法如下：
WI＝7×FIR×C×B/BW (2)
式中WI为重金属每周摄入量，单位：μg/week；C为贝类实测的平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；BW是目标人群的体重，单位：kg；将计算的WI与JECFA制定的每周允许摄入量PTWI进行比较，若WI小于PTWI则没有健康风险；
非致癌健康风险评估方法如下：
式中，THQ为危害商数；TTHQ为总危害商数；EF为暴露频率，单位：365d/年；ED为暴露年限，此处为70年；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；C为贝类实测平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；RFD为口服参考剂量；BW是目标人群的体重，单位：kg；TA为暴露平均时间，为365d×70年；多种重金属可以通过加和计算总危害商数，即TTHQ；
TTHQ＝THQ1+THQ2+......+THQn (4)
若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；
致癌风险评估方法如下：
式中，CR是致癌风险的危害商数，EF为暴露频率，单位：365d/年；ED为暴露年限，此处为70年；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；C为贝类实测平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；CSF是重金属的口服致癌斜率因子；TA为暴露平均时间，为365d×70年；CR低于10-6被认为是可以忽视的，CR在10-6和10-4之间被认为是可以接受的；CR值高于10-4表示会对人体有风险；
将重金属浓度、消费者的贝类日摄食率和体重带入公式(2)、(3)、(4)、(5)进行计算，进而分析通过食用贝类是否对消费者存在重金属健康风险。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明提供的一种近海食用贝类的重金属健康风险评估方法，获取待评估贝类可食用部分的重金属浓度数据和评估区不同年龄消费者的体重和贝类的消费量数据；通过体外消化模型确定贝类中重金属对人体的生物可给性；根据贝类中重金属浓度，以及重金属对人体的生物可给性特征，采用每周摄入量、致癌健康风险和非致癌健康风险评价方法，得到消费者食用贝类的重金属健康风险。本发明基于贝类中重金属对人体的生物可给性，并考虑不同年龄人群摄食率和体重对健康风险的差异，提高了消费者食用贝类摄入的重金属健康风险评价结果的准确性。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参考图1所示，一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其包括以下步骤：
步骤S101，获取待评估贝类可食用部分的重金属浓度数据；
步骤S102，获取待评估区不同年龄消费者人群的体重和贝类日摄入量数据；
步骤S103，通过体外消化模型确定不同贝类中重金属对人体的生物可给性；
步骤S104，根据测得的贝类中重金属浓度、贝类中重金属对人体的生物可给性特征，以及不同年龄消费者人群的体重和贝类消费量数据，采用每周摄入量、致癌健康风险和非致癌健康风险评价方法，得到消费者食用贝类的重金属健康风险。
所述步骤S101中，贝类重金属数据为可食用部分的重金属含量；贝类选择评估地区消费率较高的品种；重金属种类为目标重金属或常见重金属元素，应包含评估区环境污染较为严重的重金属种类；重金属含量数据获取途径：实测或文献数据检索。
所述步骤S102中，待评估区消费者可以根据年龄划分为儿童、青少年和成人；各年龄阶段人群体重和贝类日摄入量数据的获取途径为：(1)问卷调查，(2)文献阅读，(3)国家统计年鉴。
所述步骤S103中，，利用体外消化模型模拟重金属随贝类在人的口腔、胃和小肠的消化过程；人工配好的模拟消化液包括唾液、胃液、十二指肠液和胆汁，在使用前加热到37±2℃。贝类样品同pH＝6.8的唾液混合5分钟，然后加入pH＝1.3的胃液混合2小时，混合后的混合物pH＝2～3，最后同pH＝8.1的十二指肠液、pH＝8.2的胆汁和碳酸氢钠混合2小时，混合物的最终pH值为6.5～7；以上过程混合之后均放置在温度为37℃的环境下，以55rpm的速度进行震荡，用于模拟胃肠蠕动过程，离心之后，吸取上清液；上清液在浓硝酸中消化后测量重金属浓度；生物可给性的计算公式如下：：
公式中“总重金属浓度”是指S101中的重金属浓度数据。
如步骤S104所述，健康风险评价的方法包括：每周摄入量评估法、非致癌健康风险评估和致癌健康风险评估方法；
每周摄入量评估方法如下：
WI＝7×FIR×C×B/BW (2)
式中WI为重金属每周摄入量，单位：μg/week；C为贝类实测的平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；BW是目标人群的体重，单位：kg；将计算的WI与JECFA制定的每周允许摄入量PTWI进行比较，若WI小于PTWI则没有健康风险；
非致癌健康风险评估方法如下：
式中，THQ为危害商数；TTHQ为总危害商数；EF为暴露频率，单位：365d/年；ED为暴露年限，此处为70年；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；C为贝类实测平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；RFD为口服参考剂量；BW是目标人群的体重，单位：kg；TA为暴露平均时间，为365d×70年；多种重金属可以通过加和计算总危害商数，即TTHQ；
TTHQ＝THQ1+THQ2+......+THQn (4)
若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；
致癌风险评估方法如下：
式中，CR是致癌风险的危害商数，EF为暴露频率，单位：365d/年；ED为暴露年限，此处为70年；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；C为贝类实测平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；CSF是重金属的口服致癌斜率因子；TA为暴露平均时间，为365d×70年；CR低于10-6被认为是可以忽视的，CR在10-6和10-4之间被认为是可以接受的；CR值高于10-4表示会对人体有风险；
将重金属浓度、消费者的贝类日摄食率和体重带入公式(2)、(3)、(4)、(5)进行计算，进而分析通过食用贝类是否对消费者存在重金属健康风险。
具体实施例：
本实施例中，选定深圳市贝类重金属健康风险评价。
深圳地处广东南部，珠江口东岸，与香港一水之隔，东临大亚湾和大鹏湾，西濒珠江口和伶仃洋，是我国第一个经济特区和珠江三角区第二大城市，人口增量大，城市化进程快，工业化达到很高程度，污染典型。
如步骤S101所述，获取待评估贝类可食用部分的重金属浓度数据。从深圳市海鲜市场采集的栉孔扇贝(Chlamys farreri)、缢蛏(Sinonovacula constricta)和近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)三种具有代表性的食用贝类，每种贝类分别采集三份，分析贝类样品可食用部分中Cd的含量。
表1为深圳市栉孔扇贝、缢蛏和近江牡蛎中Cd含量。此表中的数据通过实测方式获取。
| 贝类 | Cd(mg/kg，湿重) |
| 近江牡蛎 | 0.2±0.06 |
| 栉孔扇贝 | 0.48±0.07 |
| 蜢蛏 | 0.02±0.01 |
如步骤S102所述，获取待评估区不同年龄消费者人群的体重和贝类日摄入量数据。通过查阅文献获取深圳市不同年龄人群的贝类摄食率和体重数据，如表2所示。
表2深圳市不同年龄人群的贝类每日摄食率和体重。此表中的数据通过文献获取。
| 年龄(岁) | 4～10 | 11～17 | ＞18 |
| 摄食率(g/d) | 15 | 24 | 30 |
| 体重(kg) | 23.3 | 49 | 60 |
如步骤S103所述，通过体外消化模型确定不同贝类中重金属对人体的生物可给性：通过对采集的样品进行体外消化模拟，得到不同贝类中Cd对人体的生物可给性，如表3所示。
表3为深圳市采集的贝类中Cd对人体的生物可给性。
| 贝类 | Cd(％) |
| 近江牡蛎 | 33.94 |
| 栉孔扇贝 | 24.34 |
| 蜢蛏 | 25.51 |
如步骤S104所述，根据测得的贝类中重金属浓度、贝类中重金属对人体的生物可给性特征，以及不同年龄消费者人群的体重和贝类消费量数据，采用每周摄入量、非致癌健康风险和致癌健康风险评价方法，得到消费者食用贝类的重金属健康风险。
不同年龄人群贝类参考了生物可给性的重金属每周摄入量结果见表4。每周摄入量根据公式WI＝7×FIR×C×B/BW计算。JECFA制定的Cd的人类暂定每周允许摄入量为7μg/kg，计算的三组人群的每周摄入量均没有超过限值。三组人群的每周摄入量存在一定差异，且儿童最高，成人其次，青少年摄入量最低。
表4不同年龄人群食用贝类的Cd的每周摄入量。
不同年龄人群参考了生物可给性的非致癌健康风险结果见表5。非致癌健康风险根据公式计算。结果显示，考虑了生物可给性后，所有年龄人群的Cd的THQ值均低于1，不存在非致癌风险。且三组人群的非致癌风险存在一定差异，儿童最高，成人其次，青少年摄入量最低。
表5不同年龄人群食用贝类的Cd的非致癌健康风险。
不同年龄人群参考了生物可给性的致癌健康风险结果见表6。致癌健康风险根据公式计算。结果显示，考虑了生物可给性后，CR值均低于10-4，表示对这三种贝类对不同年龄人群没有致癌风险。且三组人群的致癌风险存在一定差异，儿童最高，成人其次，青少年摄入量最低。
表6不同年龄人群食用贝类的Cd的致癌健康风险。
尽管上述实施例已对本发明的技术方案进行了详细地描述，但是本发明的技术方案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨的情况下，对本发明的技术方案所做的任何改动都将落入本发明的权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种近海食用贝类的重金属健康风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S101，获取待评估贝类可食用部分的重金属浓度数据；
步骤S102，获取待评估区不同年龄消费者人群的体重和贝类日摄入量数据；
步骤S103，通过体外消化模型确定不同贝类中重金属对人体的生物可给性；
步骤S104，根据测得的贝类中重金属浓度、贝类中重金属对人体的生物可给性特征，以及不同年龄消费者人群的体重和贝类消费量数据，采用每周摄入量、致癌健康风险和非致癌健康风险评价方法，得到消费者食用贝类的重金属健康风险。
2.根据权利要求1所述的一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其特征在于，所述步骤S101中，贝类重金属浓度数据为可食用部分的重金属含量；贝类选择评估地区消费率较高的品种；重金属种类为目标重金属或常见重金属元素，应包含评估区环境污染较为严重的重金属种类；重金属含量数据获取途径：实测或文献数据检索。
3.根据权利要求1所述的一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其特征在于，所述步骤S102中，待评估区消费者可以根据年龄划分为儿童、青少年和成人；各年龄阶段人群体重和贝类日摄入量数据的获取途径为：(1)问卷调查，(2)文献阅读，(3)国家统计年鉴。
4.根据权利要求1所述的一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其特征在于，所述步骤S103中，利用体外消化模型模拟重金属随贝类在人的口腔、胃和小肠的消化过程。人工配好的模拟消化液包括唾液、胃液、十二指肠液和胆汁，在使用前加热到37±2℃；贝类样品同pH＝6.8的唾液混合5分钟，然后加入pH＝1.3的胃液混合2小时，混合后的混合物pH＝2～3，最后同pH＝8.1的十二指肠液、pH＝8.2的胆汁和碳酸氢钠混合2小时，混合物的最终pH值为6.5～7；以上过程混合之后均放置在温度为37℃的环境下，以55rpm的速度进行震荡，用于模拟胃肠蠕动过程，离心之后，吸取上清液；上清液在浓硝酸中消化后测量重金属浓度；生物可给性的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种近海食用贝类的重金属健康风险评价方法，其特征在于，步骤S104中，健康风险评价的方法包括：每周摄入量评估法、非致癌健康风险评估和致癌健康风险评估方法；
每周摄入量评估方法如下：
WI＝7×FIR×C×B/BW (2)
式中WI为重金属每周摄入量，单位：μg/week；C为贝类实测的平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；BW是目标人群的体重，单位：kg；将计算的WI与JECFA制定的每周允许摄入量PTWI进行比较，若WI小于PTWI则没有健康风险；
非致癌健康风险评估方法如下：
式中，THQ为危害商数；TTHQ为总危害商数；EF为暴露频率，单位：365d/年；ED为暴露年限，此处为70年；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；C为贝类实测平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；RFD为口服参考剂量；BW是目标人群的体重，单位：kg；TA为暴露平均时间，为365d×70年；多种重金属可以通过加和计算总危害商数，即TTHQ；
TTHQ＝THQ1+THQ2+......+THQn (4)
若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；
致癌风险评估方法如下：
式中，CR是致癌风险的危害商数，EF为暴露频率，单位：365d/年；ED为暴露年限，此处为70年；FIR是每日食物摄取率，单位：g/d；C为贝类实测平均重金属浓度，单位：mg/kg；B为生物可给性(％)；CSF是重金属的口服致癌斜率因子；TA为暴露平均时间，为365d×70年；CR低于10-6被认为是可以忽视的，CR在10-6和10-4之间被认为是可以接受的；CR值高于10-4表示会对人体有风险；
将重金属浓度、消费者的贝类日摄食率和体重带入公式(2)、(3)、(4)、(5)进行计算，进而分析通过食用贝类是否对消费者存在重金属健康风险。
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