潜在有害金属的分析及健康风险评估，以保障依赖贝类产业的生计并确保粮食安全

《Journal of Food Composition and Analysis》：Analysis of potentially hazardous metals and health risk assessment to safeguard shellfish-dependent livelihoods for food security

　　沿海食物链中重金属传递与健康风险评估：以南非东南海岸滤食者和草食者为生物指示剂的研究发现滤食者累积更高浓度的Cd、Co、Ni、As、Cu和Zn，Ni、Pb、Cu和Zn显示显著食级浓缩效应（TMS>1），Cd则呈现稀释效应（TMS<1）。致癌风险评估表明As和Cd的毒理风险指数（HI和TCR）显著超过安全阈值，警示城市化和污染加剧背景下食用贝类（如贻贝、牡蛎和鲍鱼）的健康风险。

　　壳类生物在非洲沿海社区中扮演着重要的角色，不仅提供蛋白质，还富含多种对人类健康至关重要的矿物质和维生素。然而，随着城市化进程的加快，这些区域的水体中金属污染问题日益严重，威胁着壳类生物的安全性和人类的健康。本研究通过分析不同类型的生物指标，如滤食性生物和食藻性生物，探讨了金属在食物链中的转移过程，以及其在不同营养级中的生物累积和生物稀释现象。此外，还评估了食用这些污染壳类生物可能带来的非致癌和致癌健康风险，为沿海地区的食品安全和生态保护提供了重要依据。

研究区域选择在南非东南沿海，包括四个城市站点和两个自然站点。城市站点包括两个大型港口——Ngqura港和Port Elizabeth港，以及两个小型港口/码头——St Francis港和Port Alfred码头。自然站点则为Kini湾和Cannon Rocks。这些地点的选择基于其靠近工业区和人类活动密集区的特性，使得研究能够更全面地了解金属污染在不同环境中的分布情况。通过采集这些区域的样本，研究团队能够分析金属在食物链中的动态变化，并评估其对人类健康的潜在影响。

研究结果表明，滤食性生物和食藻性生物在城市站点中表现出更高的金属累积能力。具体而言，镉（Cd）、钴（Co）、镍（Ni）、砷（As）、铜（Cu）和锌（Zn）的浓度在城市站点中显著高于自然站点。这表明城市环境中的金属污染问题更加严重，滤食性生物由于直接接触受污染的水体，其金属累积量远高于食藻性生物。同时，研究还发现氮同位素（δ1?N）的值在城市站点中更高，这可能反映了食物链中金属的生物累积过程。δ1?N作为生物在食物链中营养级的指示器，其变化趋势有助于识别金属在不同生物体内的转移情况。

在评估健康风险方面，研究团队关注了多个关键指标，包括风险商数（如EDI、EWI、THQ、HI）和目标致癌风险（TCR）。结果显示，铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）的风险商数均高于1，表明这些金属在食用壳类生物时可能对人类健康构成威胁。而砷（As）的风险商数也超过了10??，进一步强调了其致癌风险。相比之下，铝（Al）和砷（As）的生物累积能力较弱，而镉（Cd）则表现出生物稀释现象，即其浓度在食物链中逐渐降低。这些发现为理解金属污染对人类健康的影响提供了重要线索。

在南非，金属污染问题不仅影响沿海生态系统，还对依赖壳类生物获取营养的社区产生深远影响。由于许多沿海居民以小规模或半生计的方式捕捞壳类生物，金属污染的累积可能对其健康造成不可忽视的威胁。特别是在城市化程度较高的地区，工业活动和人类生活废弃物的排放导致水体中金属浓度显著上升，增加了壳类生物摄入重金属的风险。这种风险不仅限于沿海居民，还可能影响到更广泛的生态和社会系统，包括渔业资源、生态环境和人类健康。

研究还发现，金属在食物链中的转移过程具有复杂性。某些金属如Ni、Pb、Cu和Zn表现出显著的生物累积现象，而Al、Cr和As的生物累积能力较弱。这种差异可能与金属的化学性质、生物体的代谢能力以及环境条件有关。滤食性生物由于其独特的摄食方式，更容易积累水体中的重金属，而食藻性生物则可能在某些情况下表现出较低的金属积累能力。这些发现为理解金属污染在不同生物体内的分布提供了新的视角。

此外，研究还强调了氮同位素（δ1?N）在生物累积和生物稀释研究中的重要性。δ1?N不仅能够指示生物在食物链中的营养级，还能反映金属在不同营养级中的转移趋势。在城市化程度较高的地区，δ1?N的值通常更高，这可能意味着食物链中金属的生物累积过程更为明显。相比之下，自然站点中的δ1?N值较低，表明金属在这些区域的转移可能受到环境条件的限制。

本研究的发现对于制定有效的食品安全和生态保护措施具有重要意义。首先，研究团队通过分析不同类型的生物指标，揭示了金属污染在不同环境中的分布情况，为沿海地区的食品安全评估提供了科学依据。其次，研究还强调了在城市化程度较高的地区，金属污染问题尤为严重，需要采取针对性的措施来减少污染源，保护水体质量。此外，研究还指出，依赖壳类生物获取营养的社区可能面临更高的健康风险，特别是在金属污染严重的地区，需要加强监测和管理，以确保食品安全和公众健康。

为了应对这些挑战，研究团队建议采取多方面的措施。首先，加强沿海地区的环境监测，特别是对重金属污染的跟踪和评估。这可以通过定期采集水体和生物样本，分析金属浓度的变化趋势，以及评估其对生态和人类健康的影响。其次，减少工业活动和人类生活废弃物对水体的污染，可以通过改善污水处理设施、限制工业排放以及加强环境法规的执行。此外，提高公众对金属污染危害的认识，鼓励社区采取更环保的捕捞和消费方式，也是减少健康风险的重要手段。

最后，研究团队还指出，未来的研究需要进一步关注非洲地区的金属污染问题，特别是在沿海生态系统中。目前，关于非洲金属污染的研究相对较少，而该地区的生态环境和人类活动模式可能与发达国家有所不同，因此需要进行更深入的调查和分析。通过这些努力，可以更好地理解金属污染对人类健康的影响，并制定有效的应对策略，以保护沿海地区的生态和食品安全。