在发展中国家中,食用Tenualosa ilisha鱼类所导致的金属毒性及其相关健康风险的评估
《Journal of Food Composition and Analysis》:Assessment of Metal Toxicity and Associated Health Risks from the Consumption of
Tenualosa ilisha in a Developing Country
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时间:2026年04月02日
来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.6
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法里哈·法尔扎纳(Fariha Farzana)| 图萨尔·坎蒂·罗伊(Tusar Kanti Roy)| 桑吉达·阿克特·奥伊谢(Sanjida Akter Oyshe)| 普拉米特·库马尔·肖胡格(Pramit Kumar Shohugh)| 杰约斯里·罗伊·贾约蒂(Jayo
法里哈·法尔扎纳(Fariha Farzana)| 图萨尔·坎蒂·罗伊(Tusar Kanti Roy)| 桑吉达·阿克特·奥伊谢(Sanjida Akter Oyshe)| 普拉米特·库马尔·肖胡格(Pramit Kumar Shohugh)| 杰约斯里·罗伊·贾约蒂(Jayosri Roy Jayoti)| 里图帕尔纳·戈什(Rituparna Ghosh)| 斯克·阿拉法特·侯赛因(Sk Arafat Hossain)| 纳兹尼恩·纳哈尔(Nazneen Nahar)| 莫拉·拉赫曼·沙伊布尔(Molla Rahman Shaibur)| 拉吉亚·苏尔塔娜(Rajia Sultana)| 马德·阿布·沙米姆·汗(Md. Abu Shamim Khan)| 朱尔希尔米·伊斯梅尔(Zulhilmi Ismail)| 马德·赛义夫·伊斯兰(Md. Saiful Islam)| 阿布巴克尔·M·伊德里斯(Abubakr M. Idris)
**孟加拉国贾绍尔科技大学(Jashore University of Science and Technology)环境科学与技术系,贾绍尔7408**
**摘要**
本研究旨在评估从孟加拉国库尔纳(Khulna)的10个鱼市场采集的希尔沙鱼(Tenualosa ilisha)中痕量金属(包括砷(As)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)和铬(Cr)的污染程度。共分析了60个样本,使用的是电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)。平均金属浓度分别为:砷1.38±0.24 μg/kg、铁183.04±30.5513 μg/kg、锰32.589±3.896 μg/kg、铜4.60±0.648 μg/kg、锌159.23±25.372 μg/kg、铅2.62±0.3645 μg/kg和铬2.7599±0.3797 μg/kg。多种元素的积累量超过了安全限值。健康风险评估显示,虽然成人和儿童(儿童除砷外)的个体目标危害商数(THQ)低于1,但总目标危害商数(TTHQ)为2.5876,超过了安全限值。致癌风险评估表明,砷(As)和铬(Cr)在成人和儿童中的暴露量均超过了1×10^-4的阈值限值。这些发现表明存在显著的健康风险,尤其是对儿童而言。因此,相关机构亟需持续监测和控制污染及其来源。
**1. 引言**
重金属是最危险的环境污染物之一,对水生环境构成威胁。这些污染物在水体中易溶解,并被水生生物迅速吸收(Squadrone等人,2013;Alkan等人,2016;Ali等人,2020)。污染源多种多样,包括污水排放、农业径流、工业污染、地质风化以及各种人为活动(Oros,2025;Roy等人,2025)。痕量金属具有严重危害性,因为它们不可生物降解,并会在生物体内逐渐积累。这种积累可能导致慢性毒性甚至癌症等健康问题。人类活动是导致这种积累的主要原因。水生生物多样性正面临来自重金属污染的日益严重的威胁(Hao等人,2019)。铅(Pb)、铬(Cr)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)和砷(As)浓度的增加令人担忧,因为即使在较低浓度下也会干扰生理系统并产生致癌效应(Rajeshkumar等人,2018;Liu等人,2018)。不同海洋生物(包括多种鱼类和无脊椎动物)对重金属的耐受性因栖息地偏好、摄食行为和物种特异性生理适应而异(Huang等人,2022;Rusyniak等人,2010;Mukke和Chinte,2012;El-Safty等人,2009;Hyder等人,2013)。当研究区域的人们每天食用来自受污染水体的鱼类时,这些有害金属会在人体内积累,从而对健康造成严重风险。因此,评估鱼类中的痕量元素污染是减少依赖鱼类作为主要食物来源的人群健康风险的关键步骤。近年来,全球对鱼类中重金属污染的关注日益增加,尤其是在发展中国家,鱼类是数百万人的主要蛋白质来源。
**2. 材料与方法**
2.1. 研究区域分布**
孟加拉国的库尔纳地区有多条河流流经,地形多样,包括孙德尔本斯红树林。库尔纳是一个主要的大都市,其主要城镇人口约为230万。人口密度为每平方公里600人,该地区有10个鱼市场,本研究正是从这些市场采集样本的。研究地点的人口密度、地理位置和人为活动各不相同。渔民从与孟加拉湾相连的不同河流捕捞鱼类,并将其销售到不同的市场。
2.2. 鱼类样本的采集与处理**
从孟加拉国库尔纳地区的10个沿海市场采集了约60个鱼类样本(图1)。本研究旨在分析鱼类样本中砷(As)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)和铬(Cr)的污染程度,并评估这些金属可能带来的健康风险。首先用去离子水彻底清洗样本以去除表面污染。仅使用背部肌肉组织进行分析,因为这种方法能更准确地反映人体实际摄入量。使用酸洗的不锈钢工具从每条鱼中取出约20-30克肌肉组织。随后将样本冷冻至-20°C,用简易称重机称重,用瓷研钵捣碎,最后在自然温度下晾干。
2.3. 鱼类样本的消化处理**
样本中的金属含量以干重每千克毫克(mg/kg)表示。在消化过程中,将0.3克重的样本放入微波消化系统(Milestone-ETHOS)中处理。所用试剂均为分析级,溶液使用Milli-Q(Elix UV5和Milli-Q,Millipore,美国)纯净水配制。所有塑料和玻璃器皿均用无磷酸盐洗涤剂和10% HNO?溶液清洗,浸泡24小时后使用。消化试剂包括5毫升69% HNO?酸(Kanto Chemical Co.,日本)和2毫升30% H?O?(Wako Chemical Co.,日本),分别加入特氟龙容器(DAP-60K型)中。消化完成后,用Whatman No. 1滤纸过滤至50毫升锥形瓶中,再用双去离子水调整至最终体积。过滤后的混合物通过注射器过滤器(DISMICR?25HP PTFE,孔径0.45 μm,Toyo Roshi Kaisha,日本)过滤,然后储存在50毫升聚丙烯管(Nalgene,纽约,美国)中。
2.4. 质量控制与仪器**
采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS,Agilent 7700;Santa Clara,CA,美国)进行元素分析。该方法对铬(Cr)、铁(Fe)、砷(As)、锰(Mn)、锌(Zn)和铅(Pb)的检测限分别为0.7、0.2、0.8、0.4、0.05、0.01和0.09 μg/g。为确保分析准确性,每次实验均包括空白样本和认证参考材料(CRM),以验证内部标准并满足严格的内部质量控制(IQC)要求。每个样本进行三次分析以消除批次特异性误差。制备标准溶液以建立校准曲线。内部标准包含1.0 mg/L的铟(In)、钇(Y)、铍(Be)、碲(Te)、钴(Co)和钛(Ti)(Spex Certi Prep?,美国)。此外,还配制了含有每种分析物10 mg/L的储备溶液(Cu、Pb、As、Cr、Zn、Mn和Fe)。使用多元素标准溶液构建校准曲线,通过Agilent提供的调谐溶液评估仪器精度,确保相对标准偏差(RSD)低于5%。砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)和锌(Zn)的检测限(LOD)和定量限(LOQ)取决于基质复杂性、仪器灵敏度和方法验证。通常,LOD范围为0.001至0.1 μg/L,LOQ范围为0.003至0.3 μg/L。例如,镉(Cd)和铅(Pb)的LOD通常低至0.001 μg/L,而铁(Fe)和砷(As)的LOD可能高达0.5 μg/L。这些值受信噪比、空白变异性和校准曲线线性等因素影响。Kilic的研究验证了ICP-MS在饮用水中24种元素的检测能力,精度高(RSD 0.10–2.31%),回收率94–104%。所有分析相关性R2值均超过0.999,表明定量精度高(表S1)。所有试剂和标准溶液均用双蒸馏水配制,以最小化污染并确保重复性。分析过程使用认证参考材料DORM-4(鱼类蛋白质痕量金属认证参考材料)进行验证,结果如图S1所示。质量控制(QC)显示大多数金属的回收率在98.55–100.7%之间,确保定量准确。通过重复分析确认分析精度,相对标准偏差(RSD)低于15%。这些标准符合标准验证协议,证实了ICP-MS测量结果的可靠性。
2.5. 金属污染指数(MPI)**
金属污染指数(MPI)是一种用于评估环境整体污染程度的工具。其计算方法如下,同时有助于估算我们采集样本中的金属负荷:
**MPI = C1×C2×C3×C4×…×Cn**
其中C1、C2、C3和Cn分别代表第一、第二、第三及第n种特定金属的浓度(Shafiuddin Ahmed等人,2019)。
2.6. 人类健康风险评估**
2.6.1. 估计每日摄入量(EDI)
估计每日摄入量(EDI)是一种定量评估方法,用于计算通过特定暴露途径摄入的重金属量,公式如下(Bhuyan等人,2024):
**EDI = Cn×IGrBwt**
其中Cn为鱼样本中的金属浓度,单位为mg/kg干重。IGr 是鱼类摄入率,成人为 67.8 克/天,儿童为 52.5 克/天(Rahman 等人,2022 年)。Bwt 是成人体重,成人为 70 公斤,儿童为 15 公斤(Sakib 等人,2024 年)。
2.6.2 非致癌风险评估
2.6.2.1 目标危险商数(THQ)
目标危险商数(THQ)是评估食用受污染食物(特别是 Hilsa 鱼)相关健康风险的关键方法。该方法用于计算接触铅(Pb)、汞(Hg)和砷(As)等危险金属的非致癌健康风险。THQ 值是通过将监管机构(如美国环境保护署(USEPA)制定的金属参考剂量(RfD)与预期每日摄入量进行比较来计算的。如果 THQ 值低于 1,则认为暴露是安全的;如果超过 1,则可能存在健康问题。Chakma 等人(2024 年)解释了以下公式用于评估 THQ:
(iii) 目标危险商数 = EF × ED × FIR × Cf × CMWAB × ATn × RfD
其中 CM 是重金属浓度(mg/L),FIR 是鱼类摄入率(成人 67.8 克/人/天,儿童 52.5 克/人/天),ED 是暴露持续时间(成人 70 年,儿童 6 年),EF 是暴露频率(成人 365 天/年,儿童 365 天),Cf 是转换因子(0.208),用于将原始重量转换为干重(考虑到典型的 79% 水分含量),WAB 是平均体重(成人 70 公斤,儿童 15 公斤)(Kubra 等人,2024 年),RfD(mg/kg/天)是参考剂量(FAO 2023 年),ATn 是平均时间(AT = 365 × ED(天))。
2.6.2.2 危险指数(HI)
将样本中所有金属的目标危险商数(THQ)相加得到危险指数(HI),用于评估非致癌风险。HI 大于 1 表明暴露人群患非癌症疾病的风险显著增加。HI 是使用先前已知的公式得出的(Chakma 等人,2024 年):
(iv) 危险指数 = THQ1 + THQ2 + THQ3 + THQ4 + … + THQn
THQ 值高于 1 表示可能存在健康问题,而低于 1 通常表示没有明显的非致癌健康后果。HI 代表了由存在的重金属引起的累积非致癌风险。HI 低于 1 表示健康风险较低;然而,超过 1 的数值表示有害健康影响的可能性较大。根据 THQ 或 HI,慢性风险水平可以分为可忽略不计(< 0.1)、低(≥ 0.1 至 < 1)、中等(≥ 1 至 < 4)或高(≥ 4)。
2.6.2.3 致癌风险(CR)
该评估的公式如下,其中考虑了金属浓度的致癌斜率因子(Ali 等人,2024 年):
(v) 致癌风险 = EF × ED × CSF × EDIAt × 10?3
这里,CSF 代表相应的金属含量的口服致癌斜率因子——As(1.5)、Pb(0.0085)和 Cr(0.5)(美国环境保护署 US EPA,2011 年)。
2.7 统计分析
获得的数据被汇总并给出平均值及其标准差(平均值 ± 标准差),以清楚地说明数据集中的变异性。所有统计分析均使用 Microsoft Excel(Microsoft Office Pro Plus 2024)和 Origin 2024b 软件进行。使用皮尔逊相关分析分析了 Hilsa 鱼样本中的重金属含量及其潜在相关性。此外,还对重金属浓度数据进行了主成分分析(PCA),以确定变量之间的模式和相关性,从而更好地理解它们对整体污染的影响。使用 ArcMap 版本 10.8.2 生成了研究区域的详细地图,显示了每个采集地点的确切空间坐标(纬度和经度)。
3. 结果
3.1 Hilsa 鱼中的微量元素浓度
表 3 显示了孟加拉国高产物种 Hilsa 在九月(干燥季节)的几种微量元素浓度。As、Fe、Mn、Cu、Zn、Pb 和 Cr 的浓度分别为 1.38、183.04、32.59、4.60、159.23、2.62 和 2.76。
表 1. 收集的鱼样本信息。
收集的鱼类型:Hilsha (Tenualosa ilisha)
样本数量:10
样本大小:约 700 克至 800 克(从市场采集时)
年龄:180-365 天
性别:雄性
每个市场的鱼数量:5-7 条
储存条件:4oC(密封袋装在中等大小的冰箱中)
采集与分析之间的时间:2 天
表 2. 金属污染指数(MPI)水平及其指标。
MPI 水平 | 指示
| <1 | 低污染 |
| = (1-2) | 中等污染 |
| = (2-3) | 高污染 |
| >3 | 非常高污染 |
表 3. Hilsa 鱼中的重金属浓度(mg/Kg)
元素 | 鱼样本 | 平均值 ± 标准差 | 浓度(mg/Kg)
| --- | --- | --- | --- |
| 砷(As) | 1.38 ± 0.24 | 304 |
| 铁(Fe) | 183.04 ± 30.55 | 13 |
| 锰(Mn) | 32.59 ± 3.89 | 6 |
| 铜(Cu) | 4.60 ± 0.64 | 87 |
| 锌(Zn) | 159.23 ± 25.37 | 21 |
| 铅(Pb) | 2.62 ± 0.36 | 45 |
| 铬(Cr) | 2.76 ± 0.37 | 9 |
3.2 人类健康风险评估
3.2.1 估计每日摄入量(EDI)
估计每日摄入量(EDI)是确定不同化合物(尤其是食品和环境中的化合物)暴露可能产生的健康后果的重要指标。EDI 可以估计一个人每天可能摄入的某种物质的量。这在确定暴露程度是否对健康有害时非常重要。EDI 评估了食品中的污染物(如农药、重金属和其他化学物质)的摄入量。这有助于理解环境污染如何影响人类健康。由于 Fe、Mn 和 Zn 对我们的身体至关重要,因此体内含有这些元素是必要的。然而,过量摄入(此处成人和儿童的 Mn EDI 值过高)对身体有害(表 4)。此外,本研究中的其他元素摄入量似乎也较多。
表 4. 与 RDA 值相比的 EDI(mg/天/人)变化。
元素 | 平均值浓度(mg/Kg) | EDI(成人)(mg/天/人) | EDI(儿童)(mg/天/人) | RDA(mg/天/人) |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| As | 1.38 | 1.34 | 4.83 | 0.1 |
| Fe | 183.04 | 177.29 | 64 | 0.64 |
| Mn | 32.59 | 31.57 | 114.07 | 不适用 |
| Cu | 4.60 | 4.46 | 16.10 | 2.30 |
| Zn | 159.23 | 154.23 | 55 | 7.3 |
| Pb | 2.62 | 2.54 | 9.17 | 0.1 |
| Cr | 2.76 | 2.67 | 9.6 |
3.2.2 目标危险商数(THQ)和危险指数(HI)
在本研究中,所有计算出的 Hilsa 鱼的 THQ 值对于成人和儿童都小于 1。这表明重金属浓度可能对成人和儿童没有不良健康影响。同样,危险指数(HI)的结果也遵循 THQ 值的模式,表明如果成人从鱼类消费中摄入单一元素,这种鱼类不会对成人造成明显的非致癌健康风险。然而,考虑到所有元素的总健康风险(TTHQ),儿童的 TTHQ 值高于 1,表明儿童有潜在的非癌症风险(表 5)。
表 5. 不同重金属的计算 THQ 和 HI 值。
季节 | 年龄组 | THQ | HI |
| --- | --- | --- | --- |
| 干季 | 成人 | 0.063 | 60.003 | 60.003 | 20.001 | 60.007 | 30.010 | 30.012 | 50.35 | 192.939 |
| 干季 | 儿童 | 1.073 | 30.061 | 100.010 | 80.026 | 80.123 | 80.174 | 60.214 | 62.587 |
3.2.3 致癌风险(CR)
CR 值低于 1×10?6 被认为不会造成健康风险,而 1×10?6 至 1×10?4 的范围被认为是可接受的。CR 值超过 1×10?4 与较高的癌症风险相关。在本研究中,评估食物中重金属摄入的癌症风险时,特别是 Hilsa 鱼中的癌症风险(CR)非常重要。这里,As(在成人中)和 Cr(在成人和儿童中)处于不可接受的范围(表 6)。
然后是 As(在儿童中),Pb(在成人和儿童中)也处于显著范围。
表 6. 不同重金属的计算 CR 值及其总致癌风险(TCR)。
季节 | 年龄组 | CR |
| --- | --- |
| 干季 | 成人 | 2.005×10?3 | 2.15 |
| 干季 | 儿童 | 6.61 |
| 干季 | 成人 | 2.005×10?3 | 2.15 |
| 干季 | 儿童 | 6.61 |
| 干季 | 成人 | 1.33 | 7×10?3 |
| 干季 | 儿童 | 6.68 |
| 干季 | 成人 | 1.33 | 7×10?3 |
| 干季 | 儿童 | 6.68 |
表 7. 通过光谱分析得出的 Hilsa 肌肉中微量元素浓度(mg/Kg,干重基础)和健康风险
参考文献
样本类型 | 分析方法 |
| --- | --- |
| As(mg/Kg) | ICP-MS | 1.38±0.24 |
| Pb(mg/Kg) | ICP-MS | 2.62±0.36 |
| Cr(mg/Kg) | ICP-MS | 2.76±0.38 |
| Zn(mg/Kg) | ICP-MS | 159.2±25.37 |
| Cu(mg/Kg) | ICP-MS | 183.0±30.50 |
| Fe(mg/Kg) | ICP-MS | 4.70×10-3 |
| Mn(mg/Kg) | AAS | 1.85±0.42 |
| Zn(mg/Kg) | AAS | 2.14±0.68 |
| Pb(mg/Kg) | AAS | 2.14±0.68 |
| Cr(mg/Kg) | AAS | 1.24±0.38 |
| Cu(mg/Kg) | AAS | 1.85±0.42 |
| Fe(mg/Kg) | ICP-MS | 1.85±0.42 |
| Mn(mg/Kg) | ICP-MS | 32.59±3.89 |
| As(mg/Kg) | ICP-MS | 159.2±25.37 |
| Pb(mg/Kg) | ICP-MS | 2.62±0.36 |
| Cr(mg/Kg) | ICP-MS | 2.76±0.37 |
| Cu(mg/Kg) | AAS | 4.60±0.64 |
| Zn(mg/Kg) | AAS | 159.2±25.37 |
| Fe(mg/Kg) | ICP-MS | 183.0±30.50 |
| Mn(mg/Kg) | ICP-MS | 32.59±3.89 |
| As(mg/Kg) | ICP-MS | 159.2±25.37 |
| Pb(mg/Kg) | ICP-MS | 2.62±0.36 |
| Cr(mg/Kg) | ICP-MS | 2.76±0.37 |
| Cu(mg/Kg) | AAS | 4.60±0.64 |
| Zn(mg/Kg) | AAS | 159.2±25.37 |
| Pb(mg/Kg) | AAS | 2.62±0.36 |
| Cr(mg/Kg) | AAS | 2.76±0.37 |
3.3 主成分分析(PCA)
主成分分析(PCA)双图使用简化的二维空间显示各种样本和变量之间的相关性。第一个主成分(PC1)解释了数据集中 60.61% 的总方差,第二个主成分(PC2)解释了 20.52% 的方差(图 2)。各种金属(Zn、Pb、Fe、Cu、Cr、Mn、As 等)的贡献由蓝色向量表示,其方向显示了相关性。特定金属对朝向相同方向的样本有更大的影响。例如,样本 S-6 受铅(Pb)的影响更大,而样本 S-10 和 S-11 与砷(As)高度相关。相比之下,样本 S-2、S-4 和 S-8 中的 Zn 和 Cu 之间存在显著关系。在 PC1 轴上,样本 S-1 和 S-10 离原点较远,表明它们在某些方面与其他样本不同。化学元素向量显示了每种元素对主成分的贡献;例如,As 与 PC1 的相关性为负,而 Pb、Cr 和 Mn 的相关性为正。样本的分布可能表明不同的污染源或地球化学趋势。总体而言,PCA 可视化成功吸引了人们对数据集模式和可能的金属污染趋势的注意。
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图 2. 本研究中的主成分分析(PCA)
3.4 皮尔逊相关分析
皮尔逊相关热图显示了各种金属浓度之间的联系;-1 到 1 之间的值表示负相关到正相关。砷(As)和铁(Fe)(-0.89)、锰(Mn)(-0.84)以及铜(Cu)(-0.68)之间的强负相关表明这些金属的较高浓度与较低浓度相关(图 3)。另一方面,Fe、Mn 和 Cu 之间的强正相关表明这些元素经常一起出现。此外,锌(Zn)与 Cu(0.50)、Mn(0.49)有良好的相关性,与 Fe(-0.53)呈负相关,这支持了这些元素的分组。另一方面,铅(Pb)与大多数元素(尤其是 Zn(-0.27)和 As(-0.40)呈弱相关或负相关,表明它们具有不同的地球化学行为或来源。Fe(0.64)、Mn(0.65)和 Cu(0.15)与铬(Cr)显示出中等到强的正相关,表明它们具有相似的来源或化学相互作用。
4. 讨论
4.1 Hilsa 鱼中的微量元素浓度
本研究显示,从孟加拉国贾绍尔收集的 Hilsa 鱼中含有大量的重金属,其中铁(Fe)和锌(Zn)最为丰富。尽管 Fe 和 Zn 对人体健康很重要,但过量摄入可能导致有害影响。还发现了显著的铬(Cr)、铅(Pb)和砷(As)浓度;这些可能是由于附近的工业活动和地下水污染造成的。样本间金属浓度的变化表明,局部污染源(包括汽车排放或工业废物排放)可能参与其中。某些金属(特别是 Pb 和 Cr)的浓度超过了国际安全标准,这引发了关于潜在健康风险的问题。这些发现强调了迫切需要改进污染控制方法和加强对街头市场销售的鱼类的监管。提高公众意识也有助于减少暴露。为了确定具体的污染源并了解污染水平的时间变化,需要更多的研究。
最近的研究和当前的工作讲述了关于孟加拉国 Tenualosa ilisha 重金属污染的类似情况。总体而言,本研究中测得的金属浓度与早期研究中的报告相当,尽管观察到的铅和铁的浓度略高,这可能反映了库尔纳地区的局部污染压力。与之前的研究一样,计算出的成人 THQ 值均低于 1,表明食用这些鱼类不会立即产生非致癌健康风险。然而,致癌风险估计值始终高于推荐的安全限值,这加剧了对经常食用 Hilsa 的人长期健康影响的担忧。
4.2**估计每日摄入量**
当将估计每日摄入量(EDI)与推荐膳食摄入量(RDA)标准进行对比时,可以发现一些值得关注的模式。成年人对砷(1.34毫克/人/天)、铁(177.29毫克/人/天)、铜(4.46毫克/人/天)、锌(154.23毫克/人/天)、铅(2.54毫克/人/天)和铬(2.67毫克/人/天)的摄入量显著高于相应的RDA限制值(分别为0.1毫克/人/天、25.60毫克/人/天、2.30毫克/人/天、20毫克/人/天、0.1毫克/人/天和2.3毫克/人/天)(表4)。儿童的摄入量(毫克/人/天)分别为砷4.83毫克、铁640.64毫克、铜16.10毫克、锌557.31毫克、铅9.17毫克和铬9.66毫克,远超建议的安全限值,这使得情况更加令人担忧。尽管铁、锰和锌是许多生理活动所必需的重要矿物质,但如本研究所示,过量摄入可能会对健康造成重大危害。高锰暴露与神经系统问题有关,而铁过量可能导致肝脏问题和氧化应激。此外,长期暴露于锌(成人每日摄入量为154.23毫克/人/天,儿童为557.31毫克/人/天,均超过RDA的12.60毫克/人/天)还可能损害免疫系统。特别值得关注的是非必需金属,如铬(成人2.67毫克/人/天,儿童9.66毫克/人/天)和铅(成人2.54毫克/人/天,儿童9.17毫克/人/天),这两种金属在任何摄入量下都可能具有危险性。众所周知,铅对儿童的大脑发育有显著影响,而铬与癌症风险增加有关。
**目标危险商数和危险指数**
对贾绍尔地区Hilsha鱼使用相关的危险商数的评估表明存在严重的公共卫生问题,尤其是对儿童而言。儿童的危险指数(HI)为2.59,超过安全阈值(HI > 1)超过150%,表明习惯性摄入这种鱼类存在明显的健康风险。仅砷的危险商数(THQ = 1.07)就超过了允许水平,表明孟加拉国的地下水受到严重砷污染。这种污染在旱季可能会加剧,因为此时河流流量减少,毒素会在沉积物中积聚并进入食物链。成人的危险指数为0.94,接近警戒阈值,铅和铬也显示出轻微但显著的风险。值得注意的是,尽管鱼类中的铁和锌浓度较高,但其危险商数较低,这表明毒性不仅受浓度影响,还受生物利用度和身体代谢过程的影响。三个特别令人担忧的问题是:由于儿童体型较小且解毒机制未发育完全,他们面临更高的风险;研究表明这些金属可能协同增强毒性;以及污染物在鱼体内的季节性积累。这些发现强调了立即采取干预措施的必要性,建议在干旱月份减少鱼类摄入量,控制污染源,并研究饮食策略以减轻金属吸收。
**致癌风险**
对旱季Hilsha鱼的致癌风险(CR)评估显示,尤其是经常食用这种鱼的人群面临较高的暴露风险。在成人中,砷(As)的致癌风险最高(CR = 2.005×10?3),其次是铬(Cr,CR = 1.337×10?3)和铅(Pb,CR = 2.157×10??)。成人的总致癌风险(TCR)为4.701×10?3,约为美国环保署建议的阈值(1×10??)的470倍。这意味着每1000人一生中可能约有5例癌症病例。在儿童中,砷的浓度为6.610×10??,而铬的暴露风险显著升高(CR = 4.140×10?3),导致总致癌风险为4.808×10?3。尽管儿童摄入量较低,但这一风险仍然存在,可能是因为儿童对金属的生理敏感性较高且解毒机制未发育完全。三个主要问题是:由于儿童体型较小和解毒机制不完善,他们面临更高的风险;研究表明这些金属可能协同增强毒性;以及污染物在鱼体内的季节性积累。这些发现要求立即采取行动——加强工业监管,在干旱期间发布消费警告,并根据当地饮食习惯制定相应的风险管理措施。
**Hilsha鱼的当前研究概述**
最近的研究加深了人们对Hilsha鱼(Tenualosa ilisha)这一在孟加拉国具有重要生态、文化和经济意义的鱼类的了解。在印度-太平洋沿岸的五个Tenualosa物种中,有三个物种存在于孟加拉国:T. ilisha、T. toli和Hilsa kelee,其中T. ilisha占全国捕捞量的99%以上(Islam等人,2016年;Hossain等人,2019a)。虽然T. toli和H. kelee目前较为罕见或濒危,但进一步的遗传学研究对于阐明这些物种之间的差异至关重要。生物学研究强调了Hilsha鱼的独特形态和生长过程。该物种表现出性别二态性,雌性通常比雄性体型更大且生长更快,这种差异受生态和环境条件的影响(Bala等人,2014年;Hossain等人,2019c)。成熟期通常在6至12个月之间;然而,不同地区的成熟时间和体型存在差异,表明需要更深入的研究(Mome等人,2007年;Hossain等人,2019a)。Hilsha鱼具有很高的繁殖能力,可产卵多达290万枚,其产卵行为因河流和季节而异,主要在9月和10月达到高峰(Wahab等人,2019年)。Hilsha鱼的溯河洄游生命周期受到水坝和淤积等栖息地破坏的威胁(Hossain等人,2019a)。Hilsha鱼主要以浮游生物为食,根据其生活阶段和栖息地不同,会摄取浮游植物和浮游动物(Wahab等人,2019年)。该物种的饮食习惯显示了其在河流、河口和海洋栖息地中的适应性,但关于早期幼体阶段的营养情况仍存在空白(Sahoo等人,2018年)。Hilsha鱼会受到多种水生生物的捕食,如鲨鱼、鲭鱼、海豚和大型鲶鱼(Hossain等人,2019b)。营养分析表明,生Hilsha鱼富含钙(119–415毫克/100克)、铁(1.9–10.75毫克/100克)等有益矿物质,以及高质量蛋白质(16.4–25克/100克)和脂质(15.41–22克/100克)(Alam等人,2012年;Bogard等人,2015年;Begum等人,2016年;Debnath等人,2018年)。由于Hilsha鱼也是维生素A、D和E的良好来源,因此对人类健康具有营养价值。为了支持这一标志性鱼类的可持续管理和保护,迫切需要在遗传多样性、摄食生态学和生殖生物学等领域开展更多研究。同时,当前的研究突显了Hilsha鱼丰富的生物学、生态学和营养价值(Hossain等人,2016年)。
**本研究的局限性**
本研究评估了从孟加拉国当地鱼市采集的Hilsha鱼中的重金属浓度和污染情况。然而,研究也存在一些局限性。鱼类样本是从鱼市收集的,而非养殖环境中的样本。在收集过程中,我们估计了鱼的年龄,但无法确定其确切年龄。准确测量鱼龄对于研究金属浓度与鱼龄之间的关系非常重要,但本研究中并未考虑这一点。
**结论**
研究表明,来自孟加拉国库尔纳市场的Hilsha鱼受到严重重金属污染,某些参数超过了国际安全限值。健康风险评估显示,儿童面临特别高的风险,TTHQ值为2.59,超过安全阈值1.0。致癌风险分析显示,儿童(CR = 4.808×10?3)和成人(CR = 4.701×10?3)的致癌风险均不可接受,这主要归因于砷(As)和铬(Cr)的暴露。本研究的局限性包括:(i)采样仅限于2024年的旱季,因此未评估痕量金属的季节性变化;(ii)采样地点仅限于库尔纳地区的市场;(iii)样本量有限;(iv)研究未确定具体的污染源,从而限制了针对性的干预措施;(v)采样地点仅限于库尔纳地区的市场。因此,建议采取以下措施:(i)建立定期监测商业鱼类中重金属的计划;(ii)监测商业鱼类中的重金属;(iii)调查并治理工业废物、农业径流等点源污染;(iv)未来研究应包括全年风险评估,以了解污染的季节性模式,并纳入其他具有商业价值的鱼类物种。
**利益声明**
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系,这些因素可能影响本文的研究结果。
**未引用的参考文献**
(Ayanda等人,2019年;Cakmak和Horst,1991年;Chaoui等人,1997年;Charney等人,1980年;De Vos等人,1991年;Dong等人,2020年;Du等人,2019年;Edwards等人,2001年;Gabby,2006年;Hasan等人,2016年;Hendry等人,1992年;Hossny等人,2001年;Hughes等人,2011年;Jacobs等人,2002年;J?rup等人,1998年;JECFA(联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会),2011年;Jin等人,2002年;Kilic,2023年;Luna等人,1994年;Mazhoudi等人,1997年;Mudgal等人,2010年;Sharma和Agrawal,2005年;Weckx和Clijsters,1996年;Yamamoto等人,1997年)
**资助**
作者感谢沙特阿拉伯国王卡利德大学的研究与研究生院通过项目编号(RGP.1/266/46)资助了这项研究。
**伦理声明**
鱼类样本(Hilsha)的获取得到了机构伦理委员会(参考编号:JUST/IEC/DoSS/2024/12)的批准。
**作者贡献声明**
Sk Arafat Hossain:撰写、审稿与编辑、验证、方法学、概念化;Nazneen Nahar:撰写、审稿与编辑、项目管理、形式分析、概念化;Jayosri Roy Jayoti:撰写、审稿与编辑、验证、调查、形式分析、概念化;Rituparna Ghosh:撰写、审稿与编辑、项目管理、形式分析、概念化;Abubakr M. Idris:撰写、审稿与编辑、资源获取、资金筹集、形式分析、概念化;Sanjida Akter Oyshe:撰写、审稿与编辑、可视化、方法学、形式分析、概念化;Pramit Kumar Shohugh:撰写、审稿与编辑、调查、形式分析、概念化;Md. Saiful Islam:撰写、审稿与编辑、验证、方法学、形式分析、概念化;Tusar Kanti Roy:撰写、审稿与编辑、验证、调查、形式分析、概念化;Md. Abu Shamim Khan:撰写、初稿撰写、方法学、形式分析、概念化;Zulhilmi Ismail:撰写、初稿撰写、方法学、形式分析、概念化;Fariha Farzana:撰写、初稿撰写、方法学、调查、形式分析、数据整理、概念化;Molla Rahman Shaibur:撰写、审稿与编辑、项目管理、形式分析、概念化;Rajia Sultana:撰写、审稿与编辑、验证、方法学、形式分析、数据整理。
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