中国淡水养殖品中污染物和药物的迁移转化机制与安全控制策略

摘要：从养殖投入和环境带入两个方面综述了淡水养殖鱼类产品中主要危害物质的来源途径，论述了主要危害物质包括重金属、农药和抗生素等的迁移转化规律。最后提出了危害物质在淡水养殖水产品中的安全控制策略，即以防为主，实时监控关键的风险控制点；开展有效的水产品质量安全风险评估研究和风险交流工作。

关键词：水产品；危害物质；迁移；转化；控制

0引言

食品动物是居民膳食中蛋白质的重要来源，其生产一直是关乎国计民生的大事。淡水水产品养殖品种达到上百种之多，在为人们提供丰富多样的饮食需求上占有举足轻重的地位。中国是世界水产品生产大国。据统计，2015年全国水产品总产量6461.52万t，约占全球总产量的40%，其中淡水产品产量3165.3万t。淡水渔业在保证水产品安全有效供给、实现渔业经济平稳增长和确保渔业可持续发展发面发挥了重大作用。

正是因为品种繁多，产量巨大，造成生产过程和市场流通的管理难度大。淡水水产品质量安全问题也在最近几年频发，已经引发大众的关注。据2015年全国农产品质量安全风险评估舆情监测分析，“违禁农兽渔药及农兽渔药残留类”舆情信息在数量上较同类信息最大，占27%，较2014年增加约10个百分点。可见，大众关切的质量安全焦点是药物滥用。而对水产品质量安全的关注有所侧重，主要表现在重点药物和重点品种上。例如，近十年来，每到吃蟹的季节，大闸蟹的质量安全必然受到关注，从养殖可能投入的抗生素、避孕药等，到环境可能带入的重金属、持续有机污染物等，几乎无所不包。

当下，提升水产品品质已经成为中国“十三五”现代渔业科技发展面临的形势和任务。如何破解淡水水产品质量安全问题，关键在于弄清楚危害物质从哪里来（来源途径），到哪里去（迁移转化机制），从而提出具有针对性的安全控制策略。

1淡水养殖鱼类产品中主要危害物质的来源途径

1.1养殖投入

淡水水产品生产过程中主要危害物质来自养殖投入。淡水水产品的养殖一般在池塘、水库等水域进行。对于小面积的水域，环境更加容易控制。符合渔业水质标准的水源才能进入养殖区域，这就有效地避免了外源环境污染负荷的盲目性。随着技术的进步，中国淡水水产品的生产方式已经逐步从传统的池塘搬入了工厂。更加精细的管理为实现水产品质量的全过程监控和可追溯提供了保障。因此，养殖投入品正在成为主要危害物质的来源。

养殖投入品的使用贯穿整个养殖过程，常用药物的滥用和不规范使用会影响水产品的质量安全。抗生素作为农业部批准的七大类水产养殖用药之一，在水产养殖全过程中被广泛使用。据文献报道和实地调研，抗生素被使用的方式有原药拌饲料投入，也隐形存在于有机肥、饲料、中草药和水产动物保健品中。抗生素的用途之一是治疗细菌疾病，即治疗性用途；其次是预防疾病和提高饲料转化效率，保障水产品在高密度和和卫生条件苛刻的条件下健康生长，即预防性用途。调研数据显示，包括畜禽和水产品在内的食品动物生产，预防性用途的抗生素使用量远高于治疗性用途。虽然有害重金属如铬、镉等不被主动带入养殖水体，但是常见的重金属盐类在养殖水质调控过程中被大量使用。例如，硫酸铜常用来控制池塘蓝藻，聚合铝酸盐用来沉淀水体悬浮颗粒物或吸附有机物质。农药中有部分种类可作为养殖水体中的除草剂、杀虫剂和杀菌剂来使用。例如，氟乐啉是有效去除青苔的农药，用量一般是0.05 mg/L水体。阿维菌素溶液是一种广谱抗寄生虫药，对蠕虫有较好防治效果，使用方式是全池均匀泼洒。菊酯类被用作水产杀虫药，但是该类药物随温度降低而毒性变大，在水质清瘦、水温较低时对鱼类毒性更大。还有一些历史遗留下来的问题，即孔雀石绿、五氯酚钠等禁用渔药，仍然有被使用的报道。其他改良水体的氧化剂类药物，如高锰酸钾、过碳酸钠和过硫酸氢钾，对水产品的质量安全不会产生较大影响，也是被国际上认可的绿色化学产品。养殖投入也会产生副产物，养殖成本有80%是饲料投入，高负荷的饲料必然引起水体富营养化。蓝绿色已经成为淡水养殖池塘在夏季的普遍色彩。由此可见，生物代谢的产物如藻毒素、土腥素等会成为威胁水产品质量安全的潜在因子。

1.2环境带入

淡水水产品虽然在可控水体中进行养殖，但也会受到周围环境污染。主要原因是可控的水域有时也不能被有效控制，原因是洪涝灾害和地表径流。如果这些情况出现，那么可能进入淡水养殖水产品中的环境污染物就会变得丰富多样和捉摸不定，并且水产品质量安全受到威胁的风险概率也不可知。根据常见的分类方法，可能有如下几类主要环境污染物：重金属类、农药类、持久性有机污染物（POPs）。以POPs为例，该类污染物在环境中广泛持久存在，易在脂溶性高的环境介质中富集，如果某些品种的水产品（如鲇科鱼类）或者可食部位（如蟹黄）脂肪含量高，就存在高度富集POPs的风险。然而，一般鱼类的养殖周期在一年左右，较短的时间也让养殖的淡水水产品在抵受环境污染物的能力变得比野生的水产品更加强大。

由此可见，在大量文献报道和实地调研的基础上，淡水养殖水产品中主要环境污染物和常用药物的来源问题是清晰的，但是环境暴露水平未知。因此，引起水产品质量安全问题的风险也是未知的。

2淡水养殖鱼类产品中主要危害物质的迁移转化

生态毒理学是生态学与毒理学的交叉科学，发展于20世纪60年代。因为DDT事件的发生，该学科在半个世纪内得到广泛发展。该学科的一个主要任务是研究化学品在环境介质或生物体中的归趋、富集和代谢规律。水生生态系统和鱼类正是该学科研究的重点对象。得益于该学科的研究成果，水产品质量安全的风险评估研究工作有大量的参考文献资料的积累。并且，化学物质在鱼体内的迁移转化机制具有普遍性。因此，笔者总结淡水水产品中主要环境污染物和常用渔药的共性迁移转化机制规律，以供今后风险评估研究工作参考。

2.1重金属

重金属类进入鱼体后，主要靠金属硫蛋白来解毒。金属硫蛋白是一类分子量较低的含有多量硫及金屬的非酶蛋白，主要存在于脊椎和无脊椎动物的实质组织中。虽然可以降低毒性，但是金属与蛋白的结合并不能降低它存在于生物体中的量，相反可能有储存的作用。重金属主要靠结合后的排泄作用来降低生物体内的暴露量。排泄与吸收过程在一段时间后形成稳态，该状态下的量是重金属残留于水产品中的最终暴露水平。而对于消费者来说，进入水产品中的重金属的形态，或者重金属在水产品中残留的形态，更加值得关注，因为不同形态的重金属毒性差别很大。例如甲基化的汞毒性远大于无机的汞。六价铬的毒性远大于三价铬的毒性。近年来，国内有相关研究报道建立了HPLC-ICP-MS法分析扇贝无机镉、SEC-HPLC-ICP-MS联用技术分析扇贝中有机镉形态的方法，为水产品中重金属的风险评价奠定了方法基础。但是基于形态分析的重金属在水产品中的风险评估工作仍没有显著进展。

2.2农药

农药类在进入养殖环境后，会出现降解的过程，微生物的降解主要是烷基化的过程，而光降解主要是羟基化的过程㈣。POPs可以在有机质高的沉积物中大量富集。生物毒素的降解过程与微生物关系重大。这些类有机物在进入鱼体内后会经过谷胱甘肽结合的两相解毒途径，最终以其他形态单体的形式排出体外。残留在机体内的各种形态单体检测的意义目前多还是用来作为残留标识物，但是毒性确是未知的，也几乎没有研究报道。另外，在自然生态系统中，这些类有机污染物暴露水平和归趋途径的研究报道很多。但是基于养殖特征的人工生态系统的研究较少。因此，弄清楚养殖过程中这些污染物产生的途径和暴露水平，会对水产品质量安全的风险评估研究工作提供数据支撑，对淡水水产品的生产起到指导和监控作用。

2.3抗生素

抗生素类药品的使用，不同于上述污染物。因为抗生素使用产生的抗性细菌和抗性基因，是广大科研工作者关注的焦点。虽然水产养殖中也被报道广泛使用抗生素，但相关文献却很少，抗性基因的研究工作不多。在检测方法方面，国外已经建立了宏基因组测序一序列比对的方法来筛选环境介质中抗性基因组的暴露水平，并研究了与抗生素暴露量的相关性。而在水产品生产的人工生态系统中，这些研究还没有开展。上市的水产品，特别是生鱼片中抗性基因的暴露水平也没有进行过相关的研究。以上问题出现的原因，主要是目前抗性基因的风险评估方法还没有建立。

3危害物质在淡水养殖水产品中的安全控制策略

研究淡水养殖鱼类产品中主要环境污染物和常用药物迁移转化机制与安全控制首先应顾及中国淡水养殖的区域特征。中国淡水养殖主要分布在长江中游和下游地区，珠江三角洲和黄河沿岸地区，以及黑龙江流域，因气候条件、生产力水平等因素的影响，不同地域的单产水平呈显著差异，亩均产量南方高、北方低。地理差异在造成产量差异的同时，也形成了消费品种差异，用药习惯差异，养殖模式差异，环境污染差异。依据区域特征来开展危害物质的研究和控制工作，可以分清重点研究的品种，筛选有针对性的环境污染物和常用渔药，让研究成果和控制技术真正能够对当地的渔业生产起到正确的指导作用。

（1）以防为主，实时监控关键的风险控制点。在水产品加工过程中，通常附加有效的脱毒技术。水产品加工过程的脱毒是保障其质量安全的最后一关。但是，养殖水体中过量的危害物质不仅通过食物链影响到居民膳食消费健康，也会对水产品本身的生长产生负面效应。因此，通过查找关键风险控制点可以预防和避免危害物质的累积。如何监测危害物质的暴露水平一直是质量监控工作的重点。目前常见的方法仍然是采样加仪器分析的模式。这种模式可以获得准确的研究数据，但用于养殖场常规化监测使用成本高。发展物联网实时监测技术是解决这一矛盾的有效途径。通过开发常见危害物质的生物传感器，借助已有的养殖水质物联网监测平台，可将水产品质量安全的实时监测系统快速建立起来，并为养殖户和政府服务。

（2）開展有效的水产品质量安全风险评估研究和风险交流工作。风险评估研究的主要内容是弄清楚危害物质在养殖生态系统中的暴露水平，结合已有的膳食限量标准，给出水产品质量安全受到威胁的风险概率，目的是用于指导渔业生产，引导公众舆论。风险交流工作的主要内容是让公众及时知道某种危害物质威胁水产品质量安全的风险概率，摈弃对污染物“零容忍”的态度，树立风险概率的意识。

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