《Food and Chemical Toxicology》:Mercury partitioning and dietary exposure risk in free-range eggs from China's polluted regions
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本研究檢測中國六個污染地區(qū)自由放養(yǎng)雞蛋中總汞(THg)和甲基汞(MeHg)含量,發(fā)現(xiàn)蛋清汞濃度最高且與總汞強相關(guān)(r=0.90),60%樣本超國標(biāo),采礦區(qū)風(fēng)險顯著高于其他地區(qū),兒童攝入風(fēng)險最高,提示需針對性監(jiān)測以保護(hù)脆弱群體。
冉玉林|郭曉玲|李雪|王磊|劉陽|姚學(xué)科|高林海|王中華
公共衛(wèi)生學(xué)院,教育部環(huán)境污染監(jiān)測與疾病控制重點實驗室,貴州醫(yī)科大學(xué),貴陽,561113,中國
摘要
本研究從中國受污染地區(qū)收集了散養(yǎng)雞蛋,重點關(guān)注歷史遺留的汞礦區(qū)。對雞蛋的四個部分(蛋白、蛋黃、蛋膜和蛋殼)中的總汞(THg)和甲基汞(MeHg)進(jìn)行了定量分析。總汞濃度范圍為1.39至90.76 μg/kg(濕重),甲基汞濃度范圍為0.74至40.56 μg/kg(濕重)。雖然大多數(shù)樣本符合中國的食品安全標(biāo)準(zhǔn)(50 μg/kg(濕重)),但來自礦區(qū)的雞蛋始終超過這一閾值。汞在雞蛋中的分布順序為:蛋白 > 蛋黃 > 蛋膜 > 蛋殼。蛋白中的汞濃度與整個雞蛋中的汞濃度呈高度相關(guān)(ρ = 0.90),表明蛋白是一種可靠的、非侵入性的汞污染生物標(biāo)志物。健康風(fēng)險評估顯示,通過食用雞蛋攝入的汞量通常處于安全范圍內(nèi)(HQ < 1)。然而,在汞礦區(qū)的暴露風(fēng)險顯著高于其他地區(qū)。進(jìn)一步的飲食暴露比較顯示,成人通過雞蛋攝入的汞量低于通過大米攝入的汞量,而兒童則更高。這些發(fā)現(xiàn)表明,在汞礦區(qū),散養(yǎng)雞蛋是汞暴露的一個重要途徑,強調(diào)了針對脆弱人群(尤其是農(nóng)村兒童)實施有針對性監(jiān)測策略的必要性。
引言
雞蛋富含高質(zhì)量的蛋白質(zhì)、氨基酸和其他必需營養(yǎng)素,是人類重要的膳食蛋白質(zhì)來源(Cherian, 2009; Puglisi and Fernandez, 2022)。中國是全球最大的雞蛋生產(chǎn)國,年產(chǎn)量約為3000萬噸,同時也是全球十大雞蛋消費國之一(Yang et al., 2018)。在農(nóng)村地區(qū),通常由后院家禽飼養(yǎng)的散養(yǎng)雞蛋被廣泛食用,并被認(rèn)為比商業(yè)籠養(yǎng)雞蛋更有營養(yǎng)(Chen et al., 2023)。然而,與在受控環(huán)境中飼養(yǎng)的籠養(yǎng)雞不同,散養(yǎng)雞直接接觸土壤、灰塵、水和植被,而這些是重金屬吸收和生物積累的常見途徑(Grace and MacFarlane, 2016; Leibler et al., 2018; Xu et al., 2023; Zariff et al., 2019)。重金屬暴露會對家禽健康造成各種不良影響(Anene et al., 2023; Chen et al., 2024; Shang et al., 2025)。在這些金屬中,汞(Hg)因其對含巰基蛋白質(zhì)的強烈親和力而受到特別關(guān)注,這促進(jìn)了其在禽蛋中的轉(zhuǎn)移和積累(Wang et al., 2024)。因此,雞蛋越來越被認(rèn)為是環(huán)境汞污染的一種經(jīng)濟(jì)高效、非侵入性的生物指示物(Lee et al., 2020; Mallory and Braune, 2018; Wang et al., 2023)。
汞是一種全球分布廣泛、持久存在且毒性極高的污染物,對生態(tài)和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅(Kumar et al., 2024)。人類活動如煤炭燃燒、水泥生產(chǎn)、黃金冶煉和汞礦開采顯著增加了汞的排放量,使大氣、水體和陸地中的汞含量比工業(yè)化前增加了大約3到5倍(Beckers and Rinklebe, 2017; Driscoll et al., 2013; Zhang et al., 2015)。自1971年以來,中國一直是人類汞排放的最大來源國,汞排放量一直穩(wěn)步上升,直到2013年之后才開始下降(Qiu et al., 2025)。無機(jī)汞(IHg)是主要的排放形式,可以通過微生物甲基化產(chǎn)生更具毒性和生物累積性的甲基汞(MeHg),后者通過食物鏈進(jìn)一步放大(Driscoll et al., 2013; McNutt, 2013)。長期暴露于甲基汞與不可逆的神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟、心血管和免疫系統(tǒng)損傷有關(guān),脆弱人群(如兒童、孕婦)的敏感性更高(Balali-Mood et al., 2021; Leal-Nazaré et al., 2024; Yang et al., 2020)。
多個國家報告了雞蛋中汞含量升高的情況,特別是在礦區(qū),這些地區(qū)的汞含量經(jīng)常超過中國的國家安全標(biāo)準(zhǔn)(Abedi et al., 2023; Guerrini et al., 2024; Xu et al., 2023)。大多數(shù)現(xiàn)有研究使用均質(zhì)化的整個雞蛋樣本來測定雞蛋中的汞含量(Abedi et al., 2023; Xu et al., 2023),這種方法不僅勞動強度大,還掩蓋了汞在雞蛋不同部分之間的分配模式。盡管一些研究分別分析了蛋白和蛋黃中的汞含量(González-álvarez et al., 2023; Guerrini et al., 2024),但關(guān)于蛋殼或蛋膜中汞分布的數(shù)據(jù)仍然很少。此外,雖然已經(jīng)在野生鳥類雞蛋(例如木鴨、Audouin's gull)中廣泛研究了汞的分配情況(Kennamer et al., 2005; Morera et al., 1997),但由于飲食和營養(yǎng)水平的差異,這些模式可能無法直接應(yīng)用于家雞。盡管Peterson et al.(2017)報告了某些鳥類物種中蛋殼和蛋內(nèi)汞含量之間的條件相關(guān)性,但家雞雞蛋中汞在各部分之間的分配程度與整體雞蛋污染程度的關(guān)系仍不清楚。
因此,本研究通過量化來自中國六個具有不同污染類型的代表性地區(qū)的散養(yǎng)雞蛋中的總汞(THg)和甲基汞(MeHg),實現(xiàn)了三個關(guān)鍵目標(biāo):1)描述不同污染地區(qū)雞蛋中汞污染的程度并評估相關(guān)的飲食健康風(fēng)險;2)闡明總汞和甲基汞在四個雞蛋部分(蛋白、蛋黃、蛋膜、蛋殼)中的分配模式;3)驗證單個雞蛋部分作為監(jiān)測雞蛋總汞污染的可靠代理指標(biāo)的實用性。
研究區(qū)域
研究區(qū)域
2023年7月19日至8月1日期間,從中國多個受污染影響的代表性地區(qū)隨機(jī)收集了散養(yǎng)雞蛋。六個采樣點位于受污染區(qū)域,包括陜西咸陽(XY)、河北石家莊(SJZ)、貴州貴陽(GY)、廣東廣州(GZ)、貴州吳川(WC)和貴州丹寨(DZ)。同時,還從新疆 Emin(EM)收集了作為對照的雞蛋。每個采樣點獲得了10個雞蛋,儲存在4°C下,并立即運輸?shù)綄嶒炇摇?/div>
雞蛋中汞污染的特征
總汞的平均濃度范圍為4.80至50.11 μg/kg(濕重)(圖2A)。最低濃度出現(xiàn)在EM背景區(qū)域,而最高濃度出現(xiàn)在DZ和WC地區(qū)。在這兩個地區(qū),60%的樣本超過了中國的國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)(50 μg/kg(濕重),GB 2762-2024《食品中污染物國家安全標(biāo)準(zhǔn)限值》)。DZ和WC是貴州省著名的汞礦區(qū)。由于歷史上的汞礦開采活動,
結(jié)論
本研究全面評估了中國多個地區(qū)散養(yǎng)雞蛋中的汞污染情況,重點關(guān)注歷史遺留的汞礦區(qū)。WC和DZ地區(qū)的雞蛋中總汞和甲基汞含量升高,60%的樣本超過了國家安全標(biāo)準(zhǔn),而非礦區(qū)地區(qū)的雞蛋雖然含量較低但仍可檢測到,反映了廣泛的人為汞污染。汞在雞蛋中的積累遵循以下一致的模式:蛋白 > 蛋黃 > 蛋膜 > 蛋殼,其中甲基汞
作者貢獻(xiàn)聲明
冉玉林:撰寫 – 審稿與編輯,撰寫 – 原稿,可視化,資源獲取,調(diào)查,數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)管理。郭曉玲:撰寫 – 審稿與編輯,可視化,資源獲取,調(diào)查,數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)管理。李雪:方法學(xué)研究,調(diào)查,數(shù)據(jù)分析。王磊:可視化,方法學(xué)研究,調(diào)查。劉陽:可視化,數(shù)據(jù)管理。姚學(xué)科:方法學(xué)研究,調(diào)查。高林海:調(diào)查,數(shù)據(jù)分析。王中華:
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的財務(wù)利益或個人關(guān)系可能影響本文的研究結(jié)果。
致謝
本研究得到了中國國家自然科學(xué)基金(編號:42273008;42363001)的支持。我們感謝所有參與本研究的作者和研究人員。同時,我們也衷心感謝編輯和審稿人的寶貴意見和建議。