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  • ISSN 1007-6336
  • CN 21-1168/X

我国近海有毒微藻及其毒素的分布危害和风险评估

刘仁沿, 刘磊, 梁玉波, 于姬, 许道艳, 韦宁, 杨琳, 郭皓

刘仁沿, 刘磊, 梁玉波, 于姬, 许道艳, 韦宁, 杨琳, 郭皓. 我国近海有毒微藻及其毒素的分布危害和风险评估[J]. 海洋环境科学, 2016, 35(5): 787-800. DOI: 10.13634/j.cnki.mes20160525
引用本文: 刘仁沿, 刘磊, 梁玉波, 于姬, 许道艳, 韦宁, 杨琳, 郭皓. 我国近海有毒微藻及其毒素的分布危害和风险评估[J]. 海洋环境科学, 2016, 35(5): 787-800. DOI: 10.13634/j.cnki.mes20160525
LIU Ren-yan, LIU Lei, LIANG Yu-bo, YU Ji, XU Dao-yan, WEI Ning, YANG Lin, GUO Hao. The distribution, impacts and risks of toxic microalgae and phycotoxins in China[J]. Chinese Journal of MARINE ENVIRONMENTAL SCIENCE, 2016, 35(5): 787-800. DOI: 10.13634/j.cnki.mes20160525
Citation: LIU Ren-yan, LIU Lei, LIANG Yu-bo, YU Ji, XU Dao-yan, WEI Ning, YANG Lin, GUO Hao. The distribution, impacts and risks of toxic microalgae and phycotoxins in China[J]. Chinese Journal of MARINE ENVIRONMENTAL SCIENCE, 2016, 35(5): 787-800. DOI: 10.13634/j.cnki.mes20160525

我国近海有毒微藻及其毒素的分布危害和风险评估

基金项目: 

国家自然科学基金 41176086,41276099,41576120

海洋公益性行业科研专项 201305010

详细信息
    作者简介:

    刘仁沿(1963-),女,辽宁辽中人,博士,研究员,主要研究方向是海洋生物化学和有毒赤潮生态学,E-mail:ryliu@nmemc.org.cn

    通讯作者:

    梁玉波,E-mail:ybliang@nmemc.org.cn

  • 中图分类号: X17

The distribution, impacts and risks of toxic microalgae and phycotoxins in China

  • 摘要:

    近年我国海域有害赤潮频发,赤潮优势种的变化显著,最近7a记录了51种引发赤潮的优势赤潮生物,其中由有毒微藻引发的赤潮增加。有毒微藻在我国海域广泛分布,至少3个株产麻痹性贝毒的亚历山大藻,5种能产生腹泻性贝毒软海绵酸毒素和鳍藻毒素、以及扇贝毒素的鳍藻在我国沿海都有分布;产生虾夷扇贝毒素的三种甲藻在北黄海常年存在。我国多种贝类中已发现麻痹性贝毒、软海绵酸毒素和鳍藻毒素、扇贝毒素、虾夷扇贝毒素和环亚胺毒素等多种微藻毒素。本文较系统的归纳综述了我国有害赤潮、优势种的变化趋势和分布特点,产生的藻毒素结构;我国双壳贝类等海洋生物中存在的微藻毒素的种类结构;首次利用风险商值法研究评估了我国贝类的健康风险。结果表明,只有春季来自福建的2个样品具有食用风险;但大连海区的贝类样品、评估值全都接近安全限值,可能表明具有某种区域性风险;在春末夏初,大窑湾的贻贝风险最大,其次是扇贝,牡蛎的风险最小;不同的贝器官,富集藻毒素的能力差别大,消化腺中的藻毒素含量远高于其它器官,不同的食用方式可能会导致不同的中毒风险。总体上,我国沿海常见种双壳贝类的麻痹性贝毒和虾夷扇贝毒素食用风险低。

    Abstract:

    Harmful algae bloom(HAB) is becoming increasingly occurrence in China coast. In comparison, the small shift of frequent coastal area, the change of dominant species is dramatic.Total 51 dominant species caused HAB in China had been recorded from 2008 to 2013.The HAB caused by dinoflagellates and toxic dinoflagellates evidently increased. Toxic microalgae production a variety of algae toxins are widely distributed in the China coast, at least 3 lines of Alexandrium spp. production paralytic shellfish poisoning are existing for many years. There are 5 lines Dinophysis species which can produce okadaic acid toxin and dinophysis toxins of diarrhetic shellfish poisoning, and pectenotoxin distributed along entire Chinese coast. There are 3 species dinoflagellates production YTX perennial presence in north of Yellow Sea. Paralytic shellfish poisoning, Okadaic acid toxin and Dinophysis toxin, Pectenotoxin, Yessotoxin, gymnodimine have been found in a variety of shellfish in China. This paper reviewed and summarized systematically variation trend and distribution of HAB and dominant species, the types of toxic microalgae and structures of phycotoxins they produce and existing in Chinese bivalves. The health risk for Chinese shellfish was studied and assessed by using a risk quotient method at first. There are only two samples coming from Fujian in spring exceeded the safety evaluation value, with the consumption risk.Those samples coming from a certain place( like Dalian) are all close to the value of safety assessment, may indicate having risk of some regions. The risk of different bivalves became with time and station; in the late spring and early summer, mussels had the biggest risk, and then scallop, oyster with minimum risk in Dayao Bay; the difference of algae toxins was different between different organs of shellfish, the content of YTX in the digestive gland was much higher than in others, therefore, different ways for eating may have different risk. Overall, common species of bivalve in China Coast had the low risk of paralytic shellfish poisoning and Yessotoxin for eaters.

  • 有害藻华(harmful algae bloom,HAB)已经成为全球范围的严重生态灾害,中国日益增加的HAB事件,不但造成了巨大的经济损失,而且引发严重的海洋生态和食用安全问题。有些浮游微藻能产生毒素。米氏裸甲藻(G. mikimotoi)产生溶血类毒素能毒害鱼类,导致养殖鱼类死亡[1]。另一个重大威胁来自于可使人类中毒甚至死亡的微藻毒素。一些有毒微藻分泌的藻毒素,积累在贝鱼等体内,直接导致人类食用者或其它哺乳动物等高等级动物死亡。这些藻毒素包括:麻痹性毒素saxitoxin、软海绵酸毒素okadaic acid、扇贝毒素pectenotoxin、原多甲藻酸毒素azaspiracid、神经性毒素brevetoxin、环亚胺毒素cyclic imines、软骨藻酸毒素domoic acid、和虾夷扇贝毒素yessotoxin等经由贝传递的微藻毒素,其中环亚胺毒素组(cyclic imines group)又包括gymnodimine、piroloides、pinnatoxins、prorocentrolide和 spirocentrimmine等5类化合物。西加鱼毒(ciguatera fish poisoning,CFP)是经由鱼类富集传递的藻毒素。

    一些产毒微藻在我国沿海广泛分布,也常引发有毒赤潮和藻毒素事件。近年来赤潮在全球范围呈增加的趋势,在我国总体上升的态势也十分严峻,特别是有毒藻引发的赤潮事件,在面积、频次和种类多样性上都具有明显的上升趋势。

    本文综述了近年来我国赤潮发生及优势种类的变化和分布;分析归纳了有毒微藻的种类分布以及产生的藻毒素结构类型等特征;首次利用商值法研究评估了我国贝类的藻毒素食用风险。

    有害藻华HAB在全球范围呈逐年增加的趋势。我国赤潮的高发区为:渤海湾、大连湾、长江口、福建沿海、广东和香港海域。2007~2013年,我国沿海有记录的赤潮发生460多起,总直接经济损失就达24亿元多[2]。尽管每个年份、各个海区的情况有微小区别,但赤潮发生的次数和面积,总体呈上升的趋势。

    近20 a来,我国赤潮发生的优势种类由硅藻向甲藻演替,有害微藻为优势种的频次呈增加趋势。2010、2011、2013年有害甲藻引发的赤潮数均高于前5 a的平均值;只有2013年的值略低于2012年(见图 1)。实际上从2005~2013,有毒有害的甲藻赤潮事件持续增加[2]

    图  1  2007~2013年甲藻引发的有害赤潮事件比率
    Fig.  1  The percentage of HAB which was caused by dinoflagellates from 2007~2013

    日益增多的有害赤潮造成了巨大的经济损失,特别是给水产养殖业带来了沉重打击。2008年辽宁丹东、2009年福建莆田和平潭的夜光藻赤潮,引发贝类等海洋水产养殖损失;2011年浙江及广东的赤潮藻类及毒素,导致近海鲍鱼、石斑鱼以及鱼苗和半成品鱼死亡;2011年浙江温州东海原甲藻赤潮、2013年河北抑食金球藻赤潮损害海水浴场水质,影响滨海旅游业;2012年福建米氏凯伦藻赤潮导致养殖贝类、特别是鲍鱼大规模死亡;在过去7 a,有害赤潮直接造成了超过24亿元的沉重经济损失(图 2)[2]。赤潮是环境和气候变化的响应结果,有害赤潮事件的频发反过来加速或助推了生态环境的恶化,同时也造成了更严重的生态损失。

    图  2  近7 a大规模赤潮的频次、面积及直接损失(面积单 位:100×km2;损失单位:百万元)
    Fig.  2  The frequency,area and the total direct economic loss of HAB in past 7 years

    相比较赤潮易发区域的微小改变,赤潮优势种的变化十分显著。据《中国海洋灾害公报》[2]的数据,2008~2013年,共记录了51种优势种赤潮生物在我国海域引发有害赤潮(图 3),其中21种只有一次记录。其中引发频次最多的18种见表 1

    图  3  我国引发赤潮优势种类名目及频次(2008~2013)
    Fig.  3  The dominant HAB species and frequency in China coast
    表  1  2008~2013年我国海域引发有害赤潮频次最多的18种赤潮藻
    Tab.  1  The 18 species of harmful microalgae caused most HAB from 2008 to 2013 in China
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    引发有害赤潮次数最多的东海原甲藻Prorocentrum donghaiense,只在东海海域频繁引发有害赤潮,而东海也是我国有害赤潮发生次数最多的海区。表 2是近几年东海引发赤潮优势种类名目。图 4显示了最近6 a东海原甲藻Prorocentrum donghaiense在东海海域引发赤潮的频次和面积,以及东海累计赤潮发生总面积的关系[2]。近20 a,引发赤潮的生物种类的多样性不断增高,常见种类逐渐减少,罕见种类逐渐增多,硅藻种类正逐渐减少,甲藻类及针胞种类明显逐渐增多。

    表  2  2008~2013年东海赤潮优势种目[2]
    Tab.  2  The dominant species of HAB in East China Sea from 2008 to 2013
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    图  4  东海原甲藻在中国东海引发赤潮的频次和面积(面积单位:km2)
    Fig.  4  Prorocentrum donghaiense in East China Sea:frequency and area

    危害最严重的麻痹性贝毒素(paralytic shellfish poisoning,PSP),由三类海洋甲藻Alexandrium spp.,Pyrodinium spp.Gymnodinium spp.,及四种淡水蓝绿藻产生,包括Alexandrium tamarense,A.catenella,A.acatenella,A.cohorticula,A.fundyense,A.fraterculus,Aphanizomenon flos-aquae,Anabaena circinalis,Lyngbya wolle,Cylindrospermopsis raciborskii。麻痹性贝毒是一类含双胍基的富氮三环生物碱化合物,具有四氢嘌呤的基本结构,已经鉴定了二十多种结构组份,最基本的主要成分是石房蛤毒素STX(saxitoxin),还有新石房蛤毒素(neosaxiton,neoSTX)、膝沟藻毒素GTX1、GTX2、GTX3、GTX4、N-磺酰氨甲酰基类毒素(N-sulfocarbamoyl toxins)、脱氨甲酰基类毒素(decarbamoyl toxins)、脱氧氨甲酰基类毒素(deoxydecarbamoyl toxins)等。这类毒素能堵塞神经和肌肉细胞的钠离子通道,阻断钠离子内流,妨碍动作电位的形成,引起四肢面部肌肉麻痹、头痛恶心,甚至窒息死亡;麻痹性贝毒也能使鱼类和哺乳动物大量死亡。

    A.catenella、A.minutum、A.tamarenseG.catenatum四种主要产麻痹性毒素的有毒微藻在我国沿海广泛分布。不同的产毒藻、不同的海域、不同的传递媒介,毒素的结构组份不同。表 3表 4是我国已报道的能够产生麻痹性贝毒素的毒藻和毒素组份(2004年之前的多数数据引自王焕玲[3])。在我国北黄海的各种双壳贝中,主要麻痹性毒素组份以N-磺酰氨甲酰基类毒素的C和GTX毒素为主,占总麻痹性毒素的大约50%以上[4-5]

    表  3  我国能产生麻痹性贝毒的毒藻分布
    Tab.  3  Toxic Alexandrium sp. and Gymnodinium sp. etc,which can produce PSP toxin in China Coast
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    表  4  我国有毒微藻产麻痹性贝毒成分
    Tab.  4  The structures of paralytic shellfish poisoning produced by Toxic Alexandrium spp.from China coast
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    Hallegraeff估计在全球范围内麻痹性贝毒中毒每年2000多例,死亡率15%[6]。1987年Guatemala的PSP中毒事件中,6岁以上的儿童死亡率是50%,是成年人的7倍多。我国每年也有多例因食用贝螺鱼等引起的藻毒素中毒事件,我国海产食品安全不容乐观。

    扁甲藻Pyrodinium bahamense(巴哈马梨甲藻)也是数量众多的麻痹性贝毒PSP事件肇事藻[7]。该藻是我国南海东部和南部海区的主要赤潮藻种,喜高温,当水温高于26℃,才能大量繁殖、迅速发展成藻华。1980~2003年间,南海有483次赤潮是由该藻引起的[8]。它主要在菲律宾、文莱、马来西亚等国家海域造成巨大危害,我国对此藻的研究极少[8]。付永虎2011年在大亚湾大鹏澳海域记录发现了该藻休眠体,之前此种在该海域浮游植物调查中从未见报道[9],只1991年在大鹏湾发现过[10]

    该种扁平变种Pyrodinium bahamense compressum 已造成数量众多的PSP事件,是东南亚海域PSP的重要来源[7, 11]。1989~1999年的调查结果表明,P. bahamense compressum造成41%的全球PSP事件,而Alexdrandrium spp.占37%,裸甲藻属占12%,未鉴别的其它腰鞭毛种占剩下的l0%[7]

    大田软海绵酸(okadaic acid,OA)及其衍生物鳍藻毒素(dinophysistoxins,DTXs)具有蛋白质磷酯酶抑制活性、造成肠道发炎,能导致食用者腹泻、恶心、呕吐及肠胃绞痛等,也是一种很强的促癌剂,能促进消化道肿瘤的发生。最初根据中毒症状命名为腹泻性贝毒(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)。这组毒素已鉴定了十多种结构。

    大田软海绵酸组毒素可由鳍藻属的几个种类产生,原甲藻属的利马原甲藻(Prorocentrum lima)、微小原甲藻P.minimum也能产生此组毒素。能够产生DSP毒素的甲藻在全球主要海域分布广泛,主要有鳍藻属(Dinophysis spp.)和原甲藻属(Prorocentrum spp.),包括D.fortiiDacutaDmitraDtripossD.rotundateDacuminataP.minimumP.maculosumProrocentrum limaProrocentrum redfieldi、凹形原甲藻P.concavum [12-13]

    产OA毒素的鳍藻在我国海域分布广泛。迄今在我国海域已报道发现的鳍藻有24种,其中20种在南海发现过,表 5 是我国海域已经报道的鳍藻的种类名目及分布[14-17]。扇贝毒素PTXs也是由鳍藻属的一些种产生的。

    表  5  我国有毒赤潮藻鳍藻属的种类及分布
    Tab.  5  Distribution of Dinophysis species in China:total 24 species in China coast
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    罗璇已确定三株来自青岛海域的鳍藻能产生OA组毒素和扇贝毒素PTXs,来自青岛海域的渐尖鳍藻复合株Dinophysis acuminata species complex产生PTX-2、DTX1和OA毒素结构,倒卵形鳍藻Dinophysis fortii 和圆形鳍藻Dinophysis rotundata 产生扇贝毒素PTX-2[14]。在我国黄海大连的长牡蛎中检测出PTX-2、PTX-2sa、7-epi-PTX-2sa和 OA毒素结构[18]。PTX-2在贝类体内代谢为酸式的PTX-2sa和7-epi-PTX-2sa结构。

    硅藻产生记忆缺失性贝毒(amnesic shellfish poisoning,ASP),主要成分为软骨藻酸(domoic acid,DA),是一种氨基酸类的生理活性物质,能干扰脑部神经传导。已发现7种异构体。ASP急性中毒症状包括恶心、呕吐、腹痛、腹泻等,同时有昏眩、昏迷,严重者死亡。永久性丧失部分记忆是本类毒素的典型中毒特征。至今在世界范围内的许多海洋环境中均已发现产毒的硅藻或沾污的贝、鱼、蟹及海藻,特别是北美水域的东西岸、日本、新西兰等,均有类似的硅藻赤潮频发区[19-22]

    能产生记忆缺失性贝毒的拟菱形藻Pseudo-nizschia在我国沿海广泛分布,共计18种。包括:P.australis、P.delicatissima(柔弱拟菱形藻)、P.pseudodelicatissima (拟柔弱拟菱形藻) 、P.pungens(尖刺拟菱形藻) 、P.multiseries(多列拟菱形藻) 、P.seriata、P.sinica(中华拟菱形藻)、P.turgidula、P.subpacifica、P.subfraudulenta(亚伪善拟菱形藻)、P. multistriata(多纹拟菱形藻)、P. americana(美洲拟菱形藻)、P. brasiliana(巴西拟菱形藻)、P.caciantha(花形拟菱形藻)、P.calliantha(靓纹拟菱形藻)、P. cuspidata(尖细拟菱形藻)、P.heimii(海氏拟菱形藻)、P.linea(线形拟菱形藻)[23-25]。迄今为止,已研究了9株来自我国各海域的拟菱形藻,均没有检测到任何软骨藻酸DA组毒素结构(见表 6)。我国有几篇报道在贝体中检测到低浓度的软骨藻酸毒素结构26-27],因此我国贝中软骨藻酸毒素来源尚未知。

    表  6  中国海域不产生软骨藻酸毒素的拟菱形藻
    Tab.  6  Pseudo-nizschia spp.from China coast not to produce Domoic acid toxin
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    虾夷扇贝毒素(yessotoxin,YTXs)是含双硫酸基、具多环醚链结构的甲藻毒素,常见的有5种组分:yessotoxins(YTX)、45-hydroxy YTX、homo YTX、45,46,47-trinor YTX和45-hydroxyhomo YTX,其中YTX及其45-OH衍生物,最早是随其它腹泻性贝毒素从日本的扇贝中分离的,并不具有引起腹泻的毒性。腹腔注射YTX,小白鼠心肌受损,去硫酸基代谢物则损害肝脏。已报导YTXs毒素是由网状原角藻Protoceratium reticulatum、多边舌甲藻Lingulodinium polyedrum 和具刺膝沟藻Gonyaulax spinifera 三种甲藻产生[28]

    能产生虾夷扇贝毒素YTXs的三种甲藻在我国黄海海域普遍存在[29]。2007年青岛沙子口海域曾发生具刺膝沟藻赤潮;2005年在福建湾底泥中检测出网状原角藻P.reticulatum孢囊;在我国黄海长海海域的沉积物中,发现3种藻的孢囊;大连海域存在多边舌甲藻和具刺膝沟藻包囊。广西北海分布网状原角藻和具刺膝沟藻包囊。最近,已经从北黄海分离一株网状原角藻P.reticulatum,产生高含量的虾夷扇贝毒素YTX(研究结果另文发表)。已在多种贝中发现了YTXs毒素,研究结果已经确定了网状原角藻P.reticulatum是我国北黄海YTXs毒素的来源之一。

    我国近年来产鱼毒性赤潮呈日益多发的趋势。米氏凯伦藻Karenia mikimotoi、球形棕囊藻Phaeocytstis globosa能产生鱼毒素或溶血毒素,造成鱼类大批死亡。

    谭志军综述了共计70种对鱼类有毒害作用的赤潮藻[30]。在渤黄海有36种毒藻及其它一些能产生非传统藻毒素、或未知毒素结构的微藻被记录[15]。对鱼类有潜在危害的70种有害赤潮藻中[30],我国海域就有亚历山大藻、米氏裸甲藻、赤潮异湾藻、夜光藻、球状棕囊藻等22种之多。

    不同海域发现的西加鱼毒素的化学结构稍有区别。加勒比海鱼中至少有12种西加鱼毒的结构被鉴定。西加鱼毒具有长链状环多醚结构,它的束缚位点是Na+通道的电压传导,中毒症状有呕吐、腹泻、四肢及口角麻痹、低血压、肌肉和关节疼痛、温感颠倒等。太平洋西加鱼毒(P-CTX)主要以神经中毒症状为主,而加勒比海西加鱼毒(C-CTX)则以胃肠症状更常见,在印度洋西加鱼毒中毒还会产生幻觉。不同结构的西加鱼毒的风险评估阈值不同,对于C-CTX-1是0.25 ppb(μg/kg),对于P-CTX-1是0.1 ppb(μg/kg)[31]

    西加鱼毒的主要产毒藻,冈比藻、利马原甲藻、梨甲藻和甲藻(Cooliamonotis)等在我国南海的西沙、香港、海南岛和台湾等地珊瑚礁海域均有发现。我国近海感染西加鱼毒的鱼类与这些毒藻有密切关系,但不排除部分毒鱼由外国海域洄游的可能性[32]

    福建东山岛水域捕捞的暗纹东方纯(Fugu obscures),含有130 ng/kg的西加鱼毒P-CTX-1[33]。我国对此类毒素产毒藻研究尚未见报道。

    麻痹性贝毒是最早检出的藻毒素。大亚湾、大鹏澳、深圳等地贝类中检出PSP毒素,最高超标40多倍(80 μg STX eq / 100 g肉)[34-36]。大窑湾贝类中麻痹性毒素4月份最高,平均含量可达378.3 μg STXeq/100 g[5]。浙江海域的栉孔扇贝检出PSP的GTX-2结构[37]

    最近几年,随着研究的深入,以及国际水产品贸易规定的制约,开始有几篇关于脂溶性贝毒素在我国贝体内的分析报道。2011年宁波剧毒贻贝Mytilus gallaprovinciais含OA毒素3770 μg/kg,DTX1组份2750 μg/kg(安全标准是160 μg/kg,总量超标40倍);该贻贝同时还含有PTX2毒素80 μg/kg,酸式结构的PTX-2SA和7-epi-PTX-2SA组份3750 μg/kg,引发多人中毒[12]。2010年6月,北黄海虾夷扇贝Patinopecten yessoensis,检出PSP、YTX(1600 μg/kg),以及痕量的45-OH-YTX(欧盟标准是3700 μg/kg)[12, 38]。2012年采集的长江口贻贝中含PSP和PTX2,以及严重超标的DTX1(1950 μg/kg)和OA(5850 μg/kg)[38]。香港养殖贻贝和上海海产品市场贝类,含有OA和DTX-1毒素;LC—MS方法分析脂溶性贝毒,阳性的比例小于10%[39];宁德的牡蛎、蛤和贻贝中检测到PTXs[39]; YTXs毒素的homo-YTX和45-OH-homo-YTX也在南海海域的贝中被检出[39]。刘栋2012年在紫石房蛤、青蛤、杂色蛤、贻贝中检出了GYM、SPX1、PTX2和AZA1;紫石房蛤中麻痹性贝毒超标严重(dc-STX和STX),文蛤、青蛤和贻贝也都含有超过安全标准的dc-STX和STX[40]

    也有几篇在贝中检测到DA的报道[26-27, 41]。软骨藻酸组毒素是美国西海岸危害最严重的藻毒素。在紫贻贝(Mytihts edulis)、扇贝(Pecten maximus)、刀蛏(Siliqua paluta)、文蛤(Callista chione)等发现含毒素外,还在鲲鱼、鲭鱼和石蟹的内脏中也都检测到DA,而鲲鱼滤食了毒藻而积累DA毒素,曾在l991年造成加州蒙特利湾大量鹈鹕和鹧鹚的死亡[42]。在过去十年间,在北美西海岸地区,DA中毒导致数千海豹、海狮、海獭、海豚、海鸟和鲸鱼的死亡[43]。我国南方地区的西加鱼毒(CFP)中毒事件频发。2004年汕头和深圳,因误食有毒的珊瑚鱼,分别发生50多人和39人中毒。而香港几乎每年都发生西加鱼毒中毒。目前在世界范围内,平均每年发生的西加鱼毒素中毒人数达50000多人[44]

    这些贝毒严重威胁我国贝类消费者的身体健康和贝类养殖业的健康持续发展[12, 45]表 7统计了近三十多年来,我国有报道的藻毒素中毒事件,总计约有4000多人次食用各种螺贝鱼中毒,80多人死亡。由于我国公共卫生监管的缺失,这个数据远远低于实际发生的数值。表 8给出了几种已经制定了安全阈值的藻毒素种类和制定机构。

    表  7  1989~2013藻毒素中毒事件统计
    Tab.  7  The summarize for phycotoxins poisoning events in China 1989~2013
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    表  8  已确定的几种藻毒素安全标准值
    Tab.  8  The safety regulation of a few shellfish poisoning
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    生态风险评价(ecological risk assessment,ERA)是预测环境污染物(或某种有害物质)对生态系统产生有毒有害影响可能性的过程,是继人类健康风险评价发展起来的新研究热点。生态风险评价是量化有毒有害物质的生态危害的重要手段,最终得出安全浓度阈值或风险值,为制定环境管理决策和与其相关的标准或基准提供参考依据。由于微藻毒素的危害日益严重,其风险评价研究已迫切需要。藻毒素暴露模式极其复杂,不同的贝鱼等海产食品,甚至不同的生物组织器官都具有不同的含量和风险。从我们的研究中得知,不同的虾夷扇贝器官,含有藻毒素的量有巨大差别,对于YTXs毒素来说,消化腺中的毒素含量是贝肉丁中的数百倍,因此食用不同的贝类产品部位,中毒风险是不一样的。微藻毒素风险评价具有独特性、复杂多变和难以普适的特点。国际上已有一些特定地区藻毒素健康风险评价的研究报告,以及对海洋微藻毒素定性描述危害识别、效应描述、暴露描述和风险表征的综述性文章[59];Kumar基于定量的无效应浓度(no-observed-adverse-effect-level,NOAEL)评价了记忆缺失性贝毒软骨藻酸DA对动物和人的风险[60]

    我国生态风险评价研究起步晚,已有学者尝试引用国外生态风险理论和方法研究我国水生环境中的风险问题,主要集中在重金属和农药、多环芳烃等环境污染物[61]。也有几篇对于蓝绿藻毒素的毒理机制和人饮用水风险的初步研究,对于我国海洋微藻毒素的生态风险评价尚无研究报道。

    本文首次采用风险商值法(risk quotient——RQ),用国际通用安全阈值,对近几年我国贝类中藻毒素的分布值,初步研究评估了几种贝类的食用安全风险。

    (1) 研究方法:风险商值法(risk quotient-RQ),安全评估值 RQ=1。

    (2) 实验材料及评价数据:2006年9月~2008年3月、分四个季节采集的全国沿海贝样,生物小鼠法分析样品中麻痹性贝毒,评价标准为400 MU/100 g。春季173个样品,16个阳性贝样;夏季161个样品,10个阳性贝样;秋季251个贝样,39个阳性贝样;冬季173个贝样,6个阳性贝样;总计34 种贝类,55个站位。黄海大窑湾附近海域,2006年9月~2007年12月采集牡蛎Crassostrea gigas、贻贝Mytilus galloprovincialis、虾夷扇贝Patinopecten yessoensis、海湾扇贝Argopecten irradians、栉孔扇贝Chlamys farreri,总计5种贝,64个样品,生物小鼠法分析麻痹性贝毒。2007~2008年在大窑湾采集一整年的牡蛎(Crassostrea gigas)、贻贝(Mytilus galloprovincialis)和扇贝(Patinopecten yessoensis),生物小鼠法分析麻痹性贝毒。在北黄海大连附近海域采集虾夷扇贝,解剖不同器官,液相色谱结合串联质谱联用方法分析虾夷扇贝毒素YTXs(评价标准:3.75 mg/kg)。

    (3) 结果:就此次采集的样品而言,我国沿海常见种双壳贝类的麻痹性贝毒食用风险不高;春季的样品只有2个来自于南海福建的贝样超过了安全限值,具有食用风险(见图 5图 6),而能否导致中毒事件还取决于食用量、个体差异等多种因素;全部四季的样品,尽管只有春季的2个样品、其评估值高于安全风险值,但某些海区的样品、评估值全都接近安全限值(例如大连沿海地区),这可能暗喻着某种区域性的风险(图 5);由图 7大窑湾海区的结果可知,在一年的不同时间、不同的贝类藻毒素的风险不同,春末夏初的扇贝风险大;比较大窑湾的牡蛎(Crassostrea gigas)、贻贝(Mytilus galloprovincialis)和虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis),结果显示在春末夏初,贻贝的风险最大,牡蛎的风险最小(见图 7);不同的贝器官,富集藻毒素的能力差别很大,消化腺中的藻毒素含量远远高于其它器官,不同的食用方式可能会导致不同的中毒风险;贝类毒素的风险具有明显的时间特征是毫无疑问的,不同的海区具有不同的水文地理等生态环境条件,高风险的时间区段是明显不同的,以大连附近的4个临近站位为例,十月份扇贝毒素的风险最低(见图 8)。

    图  5  四季我国沿海麻痹性贝毒的风险
    Fig.  5  The risk for PSP of Toxic shellfish from four seasons
    图  6  春季贝类麻痹性贝毒风险
    Fig.  6  Risk of shellfish for PSP in Spring
    图  7  大窑湾三种贝类整年麻痹性贝毒风险比较
    Fig.  7  RQ of three shellfishes for PSP from Dayao bay
    图  8  扇贝中虾夷扇贝毒素(YTXs)不同时间(季节)的风险值(以消化腺为例)
    Fig.  8  The risk of YTXs toxin of Scallop in different months (in the digestive gland)

    随着气候环境的变化,有害赤潮事件在中国沿海频发,频次和影响面积总体呈逐年增加的趋势;越来越多的甲藻做为赤潮优势种被记录;直接导致海水养殖业、滨海旅游等产业的巨大经济损失;沾污藻毒素的鱼贝等引起人类食用者中毒,春季个别贝样藻毒素风险已超过安全值,不同的贝种类具有不同的富集能力,不同的组织器官毒素含量差距巨大,意为着不同地区、食用习惯和方式的不同,都可能具有不同的食用安全风险。

    尽管就本文的研究结果,绝大部分样品是安全的,我国贝类食用风险较小。但各种产毒微藻在我国海域广泛存在,构成了我国微藻毒素潜在来源及威胁。微藻毒素引发的海产品食用安全不容乐观,特别是海产贝类中存在复杂多样的微藻毒素,急需针对我国藻毒素组分结构的复合毒性机制研究,评估我国赤潮微藻毒素的生态风险,为相关部门加强环境安全监管,大力度实施贝毒和有毒微藻监测计划,保障我国水产养殖经济的可持续发展和人们健康,以及相关政策制定提供理论基础和科学依据。

  • 图  1   2007~2013年甲藻引发的有害赤潮事件比率

    Fig.  1.   The percentage of HAB which was caused by dinoflagellates from 2007~2013

    图  2   近7 a大规模赤潮的频次、面积及直接损失(面积单 位:100×km2;损失单位:百万元)

    Fig.  2.   The frequency,area and the total direct economic loss of HAB in past 7 years

    图  3   我国引发赤潮优势种类名目及频次(2008~2013)

    Fig.  3.   The dominant HAB species and frequency in China coast

    图  4   东海原甲藻在中国东海引发赤潮的频次和面积(面积单位:km2)

    Fig.  4.   Prorocentrum donghaiense in East China Sea:frequency and area

    图  5   四季我国沿海麻痹性贝毒的风险

    Fig.  5.   The risk for PSP of Toxic shellfish from four seasons

    图  6   春季贝类麻痹性贝毒风险

    Fig.  6.   Risk of shellfish for PSP in Spring

    图  7   大窑湾三种贝类整年麻痹性贝毒风险比较

    Fig.  7.   RQ of three shellfishes for PSP from Dayao bay

    图  8   扇贝中虾夷扇贝毒素(YTXs)不同时间(季节)的风险值(以消化腺为例)

    Fig.  8.   The risk of YTXs toxin of Scallop in different months (in the digestive gland)

    表  1   2008~2013年我国海域引发有害赤潮频次最多的18种赤潮藻

    Tab.  1   The 18 species of harmful microalgae caused most HAB from 2008 to 2013 in China

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    表  2   2008~2013年东海赤潮优势种目[2]

    Tab.  2   The dominant species of HAB in East China Sea from 2008 to 2013

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    表  3   我国能产生麻痹性贝毒的毒藻分布

    Tab.  3   Toxic Alexandrium sp. and Gymnodinium sp. etc,which can produce PSP toxin in China Coast

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    表  4   我国有毒微藻产麻痹性贝毒成分

    Tab.  4   The structures of paralytic shellfish poisoning produced by Toxic Alexandrium spp.from China coast

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    表  5   我国有毒赤潮藻鳍藻属的种类及分布

    Tab.  5   Distribution of Dinophysis species in China:total 24 species in China coast

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    表  6   中国海域不产生软骨藻酸毒素的拟菱形藻

    Tab.  6   Pseudo-nizschia spp.from China coast not to produce Domoic acid toxin

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    表  7   1989~2013藻毒素中毒事件统计

    Tab.  7   The summarize for phycotoxins poisoning events in China 1989~2013

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    表  8   已确定的几种藻毒素安全标准值

    Tab.  8   The safety regulation of a few shellfish poisoning

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-05
  • 录用日期:  2016-06-02
  • 刊出日期:  2016-09-14

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