高姍，李慧娟，劉蘭畦，趙燕芳

(1. 山東師范大學 生命科學學院，山東 濟南 250014; 2. 齊魯工業(yè)大學(山東省科學院)山東省分析測試中心，山東 濟南 250014)

氯化石蠟(CPs, CnH2n+2-xClx)又稱多氯代正構烷烴(PCAs)，是一類由正構烷烴原料直接自由基氯化產(chǎn)生的化學合成物質[1]。氯化石蠟由于具有化學穩(wěn)定性、電絕緣性、阻燃性、耐火性等優(yōu)點，已被廣泛應用于增塑劑、潤滑劑、金屬切削液、阻燃劑以及皮革加脂劑等[1]。氯化石蠟可以根據(jù)其碳鏈長度的不同分為三類，即短鏈氯化石蠟(short-chain chlorinated paraffins, SCCPs，C10-C13)、中鏈氯化石蠟(medium chain chlorinated paraffins, MCCPs，C14-C17)和長鏈氯化石蠟(long chain chlorinated paraffins, LCCPs，C18-C30)[2]。SCCPs由于具有環(huán)境持久性[3]、長距離遷移性[4]、生物蓄積性[5]、對動物的潛在毒性[6]而受到廣泛關注，所以在2017年5月SCCPs被列入斯德哥爾摩公約附件A受控POPs(persistent organic pollutants)清單，以限制其在全世界的生產(chǎn)和使用[7]。

SCCPs會對生物體甲狀腺激素系統(tǒng)、肝臟和腎臟造成不良影響[8]。最近研究表明，SCCPs暴露會對人肝癌HepG2細胞造成顯著的代謝紊亂，改變細胞代謝活動[9]。SCCPs廣泛存在于空氣、水、污水污泥、沉積物、土壤和生物組織中[10-15]，同時，在貽貝、魚、陸地生物、人體和母乳中也有檢出[16-17]。先前研究表明，SCCPs在捕食者和獵物之間具有生物富集作用[18]，作為高等動物，人類可能面臨著在日常生活中SCCPs的高暴露風險。

研究表明，人類接觸SCCPs的途徑非常復雜，包括飲食攝入、粉塵吸入、空氣吸入等[19]。最近一項研究報告表明，食物攝入是北京人群接觸SCCPs最重要的途徑[20]。此外，Harada等[21]研究發(fā)現(xiàn)，從1990年代到2009年，北京地區(qū)膳食中的SCCPs濃度增加了兩個數(shù)量級。Wang 等[2]發(fā)現(xiàn)中國不同省份的水產(chǎn)品中SCCPs的平均濃度為1472 ng/g。Lino 等[22]發(fā)現(xiàn)日本肉類及甲殼類食品樣本的SCCPs濃度分別為7、18 ng/g。Huang 等[8]檢測了中國20個省份肉類及肉制品中CPs的含量，其中SCCPs的平均濃度為129±4.1 ng/g。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和居民生活水平的提高，消費者對食物安全、健康等方面的要求越來越高，而肉類與蝦中均含有豐富的蛋白質和脂質，SCCPs是親脂性化合物，更容易在肉、蝦等高脂肪物種體內(nèi)富集，最終危害到人類的健康。因此對不同產(chǎn)地的生鮮食品中SCCPs的含量水平和飲食暴露風險進行系統(tǒng)研究具有重要的意義。

本研究的主要目的是研究比較進口和國產(chǎn)肉類及海產(chǎn)品類食物的SCCPs的污染狀況及潛在的健康風險。以24種不同產(chǎn)地的肉類及海產(chǎn)品類食物為樣本，測定了其SCCPs的濃度及同系物分布，并進行了風險評估。

1 儀器與材料

1.1 實驗儀器

儀器包括 7000B 三重四級桿CI離子源質譜和7890A氣相色譜串聯(lián)，樣品由7693B自動進樣器以不分流模式精確進樣1 μL。色譜柱使用DB-5MS (30 m×0.25 mm,0.25 μm) 毛細管柱。加速溶劑萃取儀 Dionex ASE 350 (Thermo Fisher Scientific)、旋轉蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)、高速冷凍離心機Multifuge X1R (Thermo Fisher Scientific)、水浴氮吹儀NAI-DCY-12Y (上海那艾精密儀器有限公司)、冷凍干燥機FD-1A-50 (北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司)、固相萃取儀Supelco-EA (SUPELCO)。

1.2 實驗試劑

環(huán)己烷、二氯甲烷、正己烷均為色譜純(TEDIA)；無水硫酸鈉為分析純，濃硫酸為優(yōu)級純(中國國藥集團化學試劑有限公司)；硅膠(0.063～0.100 mm)、弗羅里硅土(0.150～0.250 mm)(Merck、CNW)；標準樣品SCCPs (氯質量分數(shù)51.5%、55.5%和63.0%)、ε-六氯環(huán)己烷(ε-HCH，10 ng/μL)(Ehrenstorfer GmbH)，13C10-trans-chlordane (100 ng/μL，溶于壬烷，純度99%)(Cambridge Isotope Laboratories)。

2 實驗方法

2.1 樣品采集

本實驗國產(chǎn)肉類和海產(chǎn)品食物樣品購自濟南大潤發(fā)超市，進口肉類和海產(chǎn)品食物樣品購自京東商城，含國產(chǎn)進口品牌共24種，共分為五大類，即豬肉、牛肉、羊肉、雞肉和蝦。所選五類樣品均是普通人群經(jīng)常食用的，樣品產(chǎn)地覆蓋亞洲、歐洲、北美洲、南美洲和大洋洲，具有一定的代表性，樣品信息如表1所示。食品樣品用鋁箔紙包裹，放入密封袋中，在-20 ℃冰箱中保存，直至進一步處理。

表1 樣品信息Table 1 Sample information

2.2 樣品預處理

將旋轉蒸發(fā)濃縮液轉移至K-D管中，用正己烷潤洗轉移2～3遍，然后進行氮吹濃縮至100 μL，轉移至裝有玻璃內(nèi)襯管的進樣小瓶。在進行儀器分析前加入10 ng ε-HCH作為進樣內(nèi)標，并渦輪震蕩混勻。

2.3 儀器方法

儀器分析在7890A氣相色譜-7000B三重四級桿質譜(Agilent, USA)上進行，采用電子捕獲負離子源離子化技術(ECNI)，利用離子監(jiān)測模式(SIM)對SCCPs的特征性離子進行檢測。氣相色譜采用DB-5MS毛細管色譜柱，進樣口溫度250 ℃，不分流模式進樣1 μL。柱箱升溫程序如下：初始溫度為100 ℃，保持1 min，然后以30 ℃/min升至160 ℃，恒溫5 min，最后以30 ℃/min升至310 ℃，恒溫12 min，總分析時間為20 min。氦氣作為載氣，流速為1.0 mL/min，CH4做反應氣。離子源溫度200 ℃，傳輸線溫度275 ℃。

2.4 水分含量與脂質含量分析

為便于比較SCCPs濃度和其他研究結果，測定了食品樣品的水分含量和脂質含量，以計算基于濕重和脂重的SCCPs含量。對于水分含量分析，樣品在冷凍干燥之前用0.001 精度的電子天平稱重(濕重)，冷凍干燥完畢后，再用電子天平稱重(干重)。樣品含水率=(濕重-干重)/濕重×100%。

對于脂質含量分析，將ASE萃取后的萃取液，轉移至預先稱重的250 mL平底燒瓶中，旋轉蒸發(fā)濃縮至干，再用電子天平對平底燒瓶進行稱重，以測樣品脂質含量。樣品脂質含量=平底燒瓶的質量差/取樣量。樣品水分含量和脂質含量見表1。

2.5 定性和定量

圖1 SCCPs的標準曲線Fig.1 Calibration curve of short -chain chlorinated paraffins

參照Reth等[23]的文獻報道，選擇最大豐度[M-Cl]-作為定量離子，次要豐度的[M-Cl]-作為定性離子。為了提高靈敏度，每一個樣品進樣4次，依次掃描C10、C11、C12和C13的同類物。應用的SCCPs定量方法參照Reth等[24]建立的氯化度和總響應因子的線性關系曲線，運用該方法，在基質樣品和參考標準品氯化度不同的情況下也能得到的比較可靠的定量結果。

2.6 質量控制與質量保證

3 結果與討論

3.1 SCCPs濃度

在這項研究中，所有樣品均檢測到了SCCPs，如表2所示。

表2 不同食品樣品中SCCPs含量Table 2 Content of SCCPs in different food samples

所有食物樣本中SCCPs濃度范圍為干重503.7～1 804.8 ng/g 、脂重716.5～4 486.3 ng/g、濕重119.1～882.7 ng/g，平均值分別為干重942.1 ng/g、脂重1 878.7 ng/g 、濕重289.0 ng/g 。以下均以濕重數(shù)據(jù)進行分析。在5類樣本中，SCCPs濃度分別是羊肉(681.2 ng/g)、牛肉(296.4 ng/g)、豬肉(264.2 ng/g)、雞肉(184.4 ng/g)、蝦(167.7 ng/g)。對于進口樣本，SCCPs濃度從大到小依次為羊肉(709.1 ng/g)、牛肉(304.2 ng/g)、豬肉(243.4 ng/g)、蝦(146.0 ng/g)；對于國產(chǎn)樣本，SCCPs濃度從大到小依次為羊肉(653.3 ng/g)、豬肉(368.1 ng/g )、牛肉(226.7 ng/g )、雞肉(184.4 ng/g )、蝦(127.2 ng/g )。研究發(fā)現(xiàn)，無論是進口還是國產(chǎn)食品樣本，蝦中的SCCPs濃度均是最小的，且遠遠低于其他類別的樣本，這可能是由于蝦的脂質含量是最少的。先前的研究報告稱，SCCPs是疏水性化合物，可能優(yōu)先積聚在親油性材料中[18]。進口肉類及海產(chǎn)品樣本的平均SCCPs濃度為291.5 ng/g ，國產(chǎn)肉類及海產(chǎn)品樣本的平均SCCPs濃度為281.2 ng/g 。研究發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)樣本食品的平均SCCPs濃度和進口樣本食品差異不大。

本實驗不同種類樣品中SCCPs含量差異較大。進口肉類SCCPs平均濃度為310.9 ng/g ，國產(chǎn)肉類SCCPs平均濃度為358.2 ng/g ，結果均高于Huang 等[8]從中國不同省份采集的肉類樣本中SCCPs的含量(129±4.1 ng/g )，比2005年Lino 等[22]對日本肉制品的研究結果高了一個數(shù)量級以上(7.0 ng/g )。對于海產(chǎn)品類樣本，進口樣本SCCPs濃度為146.0 ng/g ，國產(chǎn)樣本SCCPs濃度為127.2 ng/g ，結果低于虞等[25]從大連市采集的海產(chǎn)品中的SCCPs濃度(898.0 ng/g )。本研究中海產(chǎn)品的SCCPs濃度與之前Houde 等[16]調查的安大略湖和密歇根湖中水生生物體內(nèi) SCCPs濃度相當，但是遠高于2005年Lino 等[22]對甲殼類動物SCCPs含量的調查結果(18.0 ng/g )。

3.2 SCCPs同族體組成

不同SCCPs同系物在5類食物樣品中的相對豐度從大到小依次為：C10(33.5%)、C11(25.7%)、C13(20.7%)、C12(20.0%)。根據(jù)氯原子取代數(shù)，SCCPs的同系物分布從大到小依次為：Cl7(30.8%)、Cl8(23.8%)、Cl6(21.7%)、Cl9(11.6%)、Cl10(7.1%)、Cl5(5.0%)。如圖2所示，不同產(chǎn)地肉類食物中SCCPs同系物組成存在差異，這可能與每個國家所用的氯化石蠟產(chǎn)品種類不同相關。

圖2 不同產(chǎn)地生鮮食品中SCCPs的C和Cl同系物的相對豐度Fig 2 Relative abundances of the carbon and chlorine congener groups of SCCPs in fresh food from different regions

在肉類樣本中，原產(chǎn)地為阿根廷的牛肉樣本以C11(43.1%)為主要碳原子同族體，原產(chǎn)地為中國的羊肉樣本以C12(26.2%)為主要碳原子同族體，與其他產(chǎn)地的樣本SCCPs同系物組成不同。這可能是與各個國家主要生產(chǎn)和使用的產(chǎn)品以及產(chǎn)品中SCCPs的同類物分布都不同有關。在蝦類樣本中，SCCPs的同系物從大到小依次為：C10(32.2%)、C11(24.6%)、C12(21.7%)、C13(21.4%),結果與虞俊超等[25]從大連市采集的海產(chǎn)品中的SCCPs的同系物分布順序一致。Houde 等[16]發(fā)現(xiàn)密歇根湖和安大略湖甲殼類樣本中，C10和C11分別為主要碳原子同族體，與本研究結果相似。值得注意的是，Gao 等[26]報道了CP-42、CP-52和CP-70中SCCPs分布，發(fā)現(xiàn)C10是其主要碳原子同族體，這與本研究樣本中調查結果一致。但中國常用CP-42、CP-52產(chǎn)品主要碳原子同族體為C10，相對豐度分別為59.3%、72.0%，遠高于樣品中C10的相對豐度(33.5%)。

3.3 SCCPs飲食風險評估

最近一項研究報告稱，SCCPs暴露會改變?nèi)烁伟〩epG2細胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)，造成代謝紊亂[9]。之前研究表明，大氣顆粒物(PM2.5)中含有較高的SCCPs濃度[27]。因此，通過飲食攝入SCCPs應引起高度重視。為評估進口及國產(chǎn)肉類及甲殼類食物中SCCPs對一般人群的飲食風險，采用以下公式計算飲食攝入暴露量(IED):

(1)

其中，Ci為特定食品類別中SCCPs濕重濃度(ng/g)，Mi為特定食品類別的每日攝入量，MBW值為標準成人體重，此處為70 kg。

基于第五次全國膳食調查結果[28]，肉類和海產(chǎn)品的每日攝入量分別為：82.1、18.6 g。各種食品IED值如表3所示。據(jù)估計，肉類的IED值為376.3 ng/(kg·d-1)，海產(chǎn)品類樣本的IED為196.7 ng/(kg·d-1)。歐洲風險評估認定，人類通過環(huán)境間接暴露SCCPs的未觀測到不良反應水平(LNOAEL)為100 mg/(kg·d-1)，遠遠高于目前的膳食攝入量。

表3 肉類及海產(chǎn)品類食品中居民SCCPs的膳食暴露及VMOE值Table 3 Dietary exposure and VMOE values of people to SCCPs in meat and seafood

暴露邊界值VMOE小于1000表示會對人類健康造成風險，這個不確定因子在種內(nèi)差異為10，種間差異為10，研究期不足一年的綜合值為10[24]。在本研究中，根據(jù)以下公式來計算VMOE：

(2)

據(jù)估計，肉類的VMOE為2.66×105，海產(chǎn)品類樣本的VMOE為5.08×105(表3)，都高于不確定度1000。這一結果表明，通過飲食暴露于SCCPs對人體健康沒有顯著影響，這與之前研究結果一致[8]。本研究中的VMOE高于2005年日本市場研究的VMOE(1.5×105)[22]，表明盡管通過肉類和海產(chǎn)品攝入SCCPs不會對人類健康造成顯著影響，不過風險值確有所提高。

4 結論

本研究評估了一般人群通過進口及國產(chǎn)肉類與海產(chǎn)品類食品攝入SCCPs的情況。研究發(fā)現(xiàn)，進口肉類及海產(chǎn)品類食品中平均SCCPs濕重濃度為291.5 ng/g，國產(chǎn)肉類及甲殼類食品的SCCPs濕重濃度為281.2 ng/g 。樣本中SCCPs同系物以C10和Cl7為主，分別占SCCPs總量中的33.5%和30.8%。雖然通過飲食攝入及吸入攝入SCCPs不會對人類健康造成重大風險，但是其他暴露途徑，比如皮膚吸收不應忽略不計。由于缺乏評估SCCPs暴露對人類健康影響的官方閾值，因此很難對SCCPs環(huán)境暴露造成的健康風險進行全面評估。