利用计算机断层扫描分析猎获的狍体内步枪子弹衍生的铅碎片的数量、大小和空间分布
2024-10-30 21:58

利用计算机断层扫描分析猎获的狍体内步枪子弹衍生的铅碎片的数量、大小和空间分布

  在狩猎中使用含铅步枪子弹会对人类和动物的健康造成威胁,因为子弹碎片会残留在猎物的肉中。本研究的目的是首次评估游戏动物中子弹碎片的数量、大小和空间分布。采用计算机断层扫描(CT)技术对4只被铅弹猎杀的狍子进行了从胴体到可食用部位的每一步的x线摄影。动物体表碎片43-199块,平均体积3.71±5.49 mm3,垂直于创面通道的平均距离6.5±4.6 cm。约40%的碎片在< 1.00 mm3的较小尺寸范围内。单个碎片位于距离伤口通道22.2 cm处,位于可食用部位(肋骨,n=2;臀部,n=1;肩,n=3),估计子弹碎片质量(BFM)高达0.29 g(0.16±0.15 g,平均±SD)沉积在狍的可食用部位。应丢弃伤口通道周围至少16厘米半径内的组织,以便从所研究的狍中去除95%的BFM。此外,估计约85.1%的初始子弹质量对应于9.948±1.040 g BFM被引入环境。这项研究强调了确保在加工野味肉时充分去除含铅步枪子弹碎片的挑战,无论是用于人类消费还是用于宠物食品。

  随着野味肉作为可持续食物来源的消费越来越受欢迎,提高野味肉安全和质量的努力也越来越多。除生物污染物是野味卫生的主要领域外,化学污染物在野味安全中也起着重要作用。打猎时使用的步枪子弹中的铅是野味中常见的污染物。铅可对人体造成多种毒性作用,包括对儿童神经系统的损害[1],对成人肾脏、生殖和心血管系统的损害[2],以及致癌作用[3]。婴儿、儿童、孕妇和育龄妇女特别容易受到铅中毒的影响[3,4]。根据欧洲食品安全局(EFSA)的说法,无法得出铅摄入量的安全水平[3]。因此,应采取措施尽量减少野味等食品中的铅含量,以尽量减少对消费者的健康风险。

  今天大多数用于狩猎的步枪子弹都以铅为主要成分。典型的铜套铅芯子弹含有大约70%的铅[5,6]。正如几项研究所显示的那样,大多数铅弹在撞击动物后会膨胀,并可能形成数百个碎片[5,6,7,8,9]。Hunt等人[5]报道了子弹碎片转移到鹿(Odocoileus virginianus)的可食用部位,在分析的地鹿肉包装中,有三分之一含有金属碎片,可通过透视检查检测到。在肉类加工过程中,目标是去除所有不安全和低质量的组织,同时尽可能少地丢弃肉类,以获得最大产量的高质量野味。在尸体中,发现碎片簇的分布距离可达45厘米[5]。子弹碎片对动物身体的广泛污染阻碍了确定伤口通道距离的努力,该距离可以确保从野味中接触铅的风险最小。与使用非含铅子弹猎取的动物肉相比,含铅猎取的动物肉的铅含量明显升高[10]。因此,经常食用含铅子弹狩猎的猎物肉与人类血铅水平升高有关[11,12]。这种与食用野味肉的直接关联得到了体内实验的支持,该实验显示,猪(约克郡/长白猪和伯克郡/杜洛克杂交猪,以及正在生长的丹麦杜洛克公猪)在食用含铅的地面或购物野味肉后,血铅水平升高[5,13]。

  此外,使用含铅子弹狩猎会对环境造成严重的铅污染[14]。造成这种污染的具体原因是:动物被击中后排出的子弹残余物、猎物被遗弃或埋在森林里(这在狩猎实践中很常见)[14,15]、被击中的动物从未被猎人找回[8]以及未击中。

  在狩猎中使用含铅子弹的问题多年来一直是争论的主题,而且争论仍在进行中。猎人已经习惯了铅基子弹的弹道行为,因此一些人质疑替代品的有效性和正确处理[19]。此外,许多制造商反对在弹药中替代铅,因为铅是一种廉价的金属,具有良好的弹道性能[20],已被批准多年。与此同时,环境和毒理学研究人员提倡改用替代品。当局和政府正在努力实施可行的法规[18,21,22,23]。最近,为了保护野生动物物种和环境,禁止在湿地及其周围使用铅枪[法规(EU) 2021/57]。一些地区,如德国的一些联邦州[22],也禁止在狩猎中使用铅弹。丹麦是欧盟第一个在全国范围内禁止狩猎用铅弹的国家;该条例于2022年7月生效,并将从2024年4月起禁止在狩猎用步枪弹药中使用铅[24]。欧盟范围内关于子弹含铅的规定因争论而被推迟。

  以往的研究分析了不同种类鹿[5,6,8,15]、多种野生有蹄类动物[7]和家养羊(Ovis aries)作为猎取动物的替代品[8,16]的整个动物体、尸体和内脏的碎片数量。较少的出版物集中研究市场上野味肉和牛排包装中的碎片[5,25]。然而,只有少数研究涉及步枪子弹产生的破片的特征,如尺寸[26]、空间分布[5,6,7]和破片质量[15]。

  本研究首次采用计算机断层扫描(CT)技术对含铅步枪子弹猎取猎物时的弹片进行了研究。目的是通过确定在普通狩猎条件下使用普通铅基子弹射击的4只狍(Capreolus Capreolus Capreolus)体内子弹碎片的空间分布,从而确定子弹碎片的数量和大小,从而评估野味的食品安全性。据推测,在加工动物尸体后,碎片仍留在狍的可食用部分。在肉类加工过程中对加工部位和每个加工步骤中去除的组织进行CT扫描。研究了子弹碎片的数量和大小,因为这可能对食用野味中的铅的生物利用度产生影响。碎片体积被用来估计动物体内子弹碎片的质量,可食用部分和预计会进入环境的碎片的质量。

  2017年11月,在普拉特科(勃兰登堡)的德国联邦林业局管理的狩猎场,4只狍(roe deer 1-4, Capreolus Capreolus)在狩猎中被射杀。狩猎由训练有素的猎人[根据(EC) 853/2004号条例和德国Tier-LMHV/2004]根据国家法律条例(1976年联邦狩猎法;勃兰登堡狩猎法(2003年)和最佳狩猎实践。狍是在德国森林人口控制的常规管理措施范围内被射杀的。因此,根据欧盟立法,动物实验不需要进一步的许可。

  本研究的狩猎条件基于Gremse和Rieger[27]在德国联邦粮食和农业部(BMEL)委托进行的一项研究中报告的德国最常见的狩猎条件。由于本研究的重点是铅碎片,因此选择了一种常用的铅基子弹类型来代表狩猎中常见的铅基子弹的结构,口径和质量。这是一种口径为0.308温彻斯特的雷明顿“Core Lokt”软点子弹,重量为11.7克,作为一种可控膨胀子弹销售,其锥形铜护套涂在固体铅芯上。射击距离在100米以内,射击位置在狍的胸腔。弹药是由一支专用狩猎步枪发射的,这是一支Blaser R8 Professional Success 0.308 Winchester步枪,枪管长度为400毫米,装有“ATEC CMM 4”消音器。枪事先调好了零。子弹的初速(v0)为710米/秒,使用ProChrono Pal (Competition Electronics, Rockford, USA)射击速度计时表测量。测量装置采用ProChrono室内照明系统(Competition Electronics, Rockford, USA)照明。猎人记录个体狩猎参数和动物数据(表1)。

  表1记录的4只狍的狩猎参数和数据

  在拍摄之前,这四只狍子没有表现出异常行为,如跛行或行为混乱,这可能表明疾病或受伤。拍摄结束后,鹿子的身体被刷下来,以清除毛皮上的土壤颗粒和石头。这项研究需要完整的、未经处理的动物。没有对狍进行进一步的加工,如去内脏和剥皮。无法对动物的器官进行检查,以进一步划分供人类消费的野味的市场价值。每只动物都被贴上了身份标签,并在- 20℃的低温下冷冻,直到2018年6月进行进一步分析。在CT调查之前,动物尸体在分析前2天在室温下解冻,随后在4℃下保存以供进一步检查。

  在德国柏林莱布尼茨动物园和野生动物研究所放射科对这只狍(1-4)进行了CT扫描。肉类加工程序的所有步骤都由同一名训练有素的猎人执行,该猎人根据制定的标准操作程序(SOP)进行狩猎(在线资源1:肉类加工和ct成像的标准操作程序(SOP))。简而言之,本SOP详细说明了肉类加工过程(图1)和每个加工步骤中动物身体的CT扫描。对加工部位(从动物身体到可食用部位)和每一步切除的组织进行CT扫描。CT数据被分配到前一个处理步骤,用字母A-E表示。从动物身体到可食用部分(加工部分)的主要路径用小数点(x.0)后的0表示。每一步切除的组织分别用x.1和x.2表示。(A)动物体为未去内脏、未经进一步肉类加工的狍子。(B)胴体切除内脏,包括胸脏器(肺、心、食道、气管、舌、膈)和腹脏器(内生殖器官、肾、膀胱、输尿管、尿道、胃肠道、脾、肝)。通常,猎人会一次取出所有的内脏。为了单独检查,本研究先后切除了胸部和腹部器官。(C)修剪后的胴体是通过去除所有受污染的组织(修剪物)获得的,例如撞击伤组织和带有可见子弹碎片的组织。(D)躯干剥皮是由于剥皮和削去头和腿造成的。(E)最后一步,获得可食用部位(含骨):颈、肩、肋、鞍(包括肋、腰、里脊)、后腿(包括腰、小腿)。在这一步骤中被移除的部分被称为不可食用组织。

  图1

  figure 1

  概述肉类加工程序

  按照SOP(在线资源1)的描述对加工后的狍部位和组织进行定位,并使用双能CT设备Aquilion ONE (Toshiba Medical Systems GmbH, Neuss, Germany)在120 kVp的能量和500 ms的曝光时间下进行CT扫描。数据集以DICOM格式(医学数字成像)获取。

  2.3.1 来自CT数据集的片段数,体积和xyz位置

  CT图像序列保存为DICOM格式,使用开源软件Horos进行处理[28]。重构体素大小分别为0.212 × 0.212 × 0.25或0.212 × 0.212 × 0.5 mm。使用3D体积查看器,调整窗口水平和窗口宽度以去除大部分软组织和骨骼,同时保留金属碎片。每个图像序列都导出为TIFF文件。通过设置阈值并使用开源软件FIJI进行编辑,去除残留的骨结构和碎片明亮辐射产生的结构[29]。使用3D Object Analyzer工具计算碎片属性,如数字、体积和xyz坐标。体积没有因虚化伪影的高估而调整[30]。在对狍及其组织进行CT扫描和肉类加工的过程中,可能会导致碎片从原始位置脱位、碎片簇状分离或碎片簇状,从而导致碎片数量和大小的变化。

  2.3.2 狍体内碎片的大小分布

  为每个数据集收集碎片的体积,单位为mm3。使用RStudio中的“ggplot2”包生成动物体内体块的小提琴图[31]。动物之间的碎片大小比较采用Kruskal-Wallis测试和Bonferroni后thoc分析,使用RStudio中的“psych”软件包。

  2.3.3 子弹的质量平衡

  利用弹片体积计算了子弹弹片质量(BFM)在狍不同部位和环境中的残留。BFM可由各部分碎片体积之和和碎片密度计算得到

  (1)

  子弹碎片可能来自铅芯、铜套或混合物。碎片的密度可以从子弹元素的比例组成和密度来估计,主要成分仅限于铜和铅。假设铅的密度为11.34 g/cm3,铜的密度为8.96 g/cm3,则碎片的密度可计算为

  (2)

  与其他基于x线摄影的研究一样[5,6,15],实际的碎片组成无法通过CT确定。考虑到食品安全的最坏情况,在质量计算中,我们假设碎片的成分完全是领先的。其他方法,例如假设所有混合颗粒具有与原始子弹相同的成分,例如70%的铅和30%的铜,将导致BFM略低(6%),但降低铅的总体污染。计算动物体(A.0)和可食部位(E.0)的BFM。

  假定初始子弹质量分为鹿体内的BFM和射出的子弹残余物质量(质量平衡);后者不是确定的,而是从这个质量平衡中计算出来的。子弹金属的环境负担被认为是由排出的子弹质量和内脏中的BFM的总和产生的。因此,环境负担可估计为

  (3)

  这些子弹是作为预先组装好的弹药供应的(即子弹被固定在一个装有火药和底火的弹壳中)。取每包拆装弹药17发子弹的算术平均值11.69±0.06 g作为初始弹质量。胴体BFM根据数据集B.0计算。内脏BFM由动物体(A.0)和胴体(B.0)的质量差计算。所有BFMs也按初始子弹质量的比例计算。

  2.3.4 空间分布——碎片离伤口通道的距离

  利用碎片质心的xyz坐标和伤口通道的重建计算碎片与伤口通道的垂直距离。根据相应的病变重建了子弹的入口和出口点,在数据集A.0中,可以清楚地看到胸椎区域被破坏和缺失的组织。因此,入口和出口点设置在皮肤的外缘(轴向视图),并从伤口的平面视图(矢状视图)居中。计算了两个点之间的矢量,并将其设置为碎片到缠绕通道的距离的参考。每个片段的距离垂直于这个向量计算。此外,通过直接连接破片质心和弹孔的矢量计算破片质心与弹孔的距离。采用Imalytics Preclinical[32] 3.0版软件对狍子尸体的骨骼、破片、子弹进入、子弹出口和伤口通道进行分割进行三维重建(A.0)。利用Qti-Plot 1.1.2软件(发布日期为2022年11月24日,版权为2004-2022 IonVasilief)中的3D绘图功能生成碎片质心、子弹进入、子弹出口和伤口通道的3D绘图。使用默认RStudio中的Spearman Rank Correlation分析伤口通道垂直距离与破片大小、子弹射入处距离与破片大小之间的相关性。利用RStudio中的“psych”软件包,采用Kruskal-Wallis检验和Bonferroni事后分析对狍碎片的分布进行比较。

  摘要

  1 介绍

  2 材料与方法

  3.结果

  4 讨论

  5 结论

  数据可用性

  代码的可用性

  参考文献

  致谢

  作者信息

  道德声明

  补充信息

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  在4具狍尸体中,观察到43-199颗子弹碎片数(表2)。在取出内脏后,尸体中仍含有11-77颗子弹碎片。

  表2 1-4号狍肉品加工各工序加工部位和去组织的碎片数

  碎片数量随着肉加工到剥皮躯干的每一步而减少(D.0)。大部分碎片(18-110)在鹿的内脏中被移除;肉类加工的第一步。在脏器(B.1和B.2)中,碎片主要位于胸脏器而不是腹部脏器。在肉类加工的最后一步,所有不可食用的组织(E.1)被去除以获得最终可食用的部分(E.0),没有进一步的碎片被去除。4只狍中有3只的可食用部分(E.0)仍含有在肉类加工过程中未被去除的碎片。1号狍的肋骨和肩部分别有两块碎片。鹿的可食用部位肩部有一块碎片。鹿的可食用部分中剩下的两个碎片位于鹿的肩部和臀部。

  碎片体积分布如图2所示。狍1、2、3、4 (A.0)的子弹破片平均体积分别为2.79±3.58 mm3(范围0.01 ~ 23.69 mm3)、3.47±5.80 mm3(范围0.01 ~ 41.62 mm3)、7.34±10.23 mm3(范围0.02 ~ 50.33 mm3)和4.04±5.04 mm3(范围0.02 ~ 31.18 mm3);所有狍为3.71±5.49 mm3。母鹿1-4的中位体积分别为1.85 mm3、0.89 mm3、5.09 mm3和1.85 mm3。4只狍中有3只的碎片体积相似;1号和3号以及2号和3号狍的体积差异显著(Kruskal-Wallis检验和Bonferroni事后分析,p=0.001和p=0.007)。所有动物体内约40%的碎片(A.0)在< 1.00 mm3的较小体积范围内。个别碎片明显大于25 mm3。1号狍子可食部位(E.0),肋部分别有体积为1.26 mm3和23.55 mm3的碎片;一块体积为0.41 mm3的碎片位于肩部。鹿的肩膀上有一块5.31毫米的碎片。母鹿肩部和臀部的碎片大小分别为5.63和19.57 mm3。

  图2

  figure 2

  四头狍(A.0)体内嵌有碎片体积的小提琴图,单个碎片的体积用黑点表示

  假设碎片全部为铅,估计保留BFM在狍体内的范围为3.58 ~ 6.97 g(占初始子弹质量11.69±0.06 g的31 ~ 60%)(A.0,表3)。平均而言,4只狍体内保留BFM为5.26±1.62 g(占初始子弹质量的45%)。子弹的破碎和肉质加工导致可食用部位的BFM平均含量为0.16±0.15 g(初始子弹质量的1%)(E.0)。对于单个狍(E.0)的可食用部分,这导致狍1的肋骨和肩部的铅质量分别为0.28 g和0.01 g;0.06 g在鹿肩3;鹿肩0.06 g,腰部0.22 g。脏器内BFM为3.52±1.88 g,占初始子弹质量的30%。在个别狩猎情况下,子弹金属的环境负担假定为射出的子弹质量加上由于将内脏埋在森林土壤中的做法而预计留在野外的碎片质量的总和。因此,假定初始子弹质量的85%(9.95±1.04 g)被引入森林。

  表3鹿体(A.0)、可食部位(E.0)、胴体(B.0)、排出的子弹残余物质量(初始子弹质量- BFM动物体)、内脏碎片质量(A.0 - B.0)和预计进入环境的碎片质量的估计结果政府(BFM环境)

  1 ~ 4只狍的伤口通道长度分别为18.1、20.3、20.9和15.2 cm。碎片广泛分布在狍体内(A.0)(图3、4和在线资源2:子弹碎片在狍体内的旋转视图1)。所有狍伤口通道周围的碎片分布有显著差异(Kruskal-Wallis检验和Bonferroni事后分析,p=4.43 × 10?4)。1号和2号狍的碎片沿伤道分布均匀,大部分集中在伤道附近。在3号狍中,碎片主要分布在子弹出口附近。在4号狍中,碎片在伤道周围的分布并不均匀,而是更多地集中在后腿方向的一侧,导致平均距离较高。1 ~ 4只狍碎片距离伤口通道的平均距离分别为4.7±3.6 cm、3.4±2.6 cm、7.9±4.1 cm和10.6±4.0 cm。所有动物体碎片距伤口通道的平均距离为6.5±4.6 cm。单个碎片在距离伤口通道22.2厘米远的地方被检测到(狍1号)。在4个狍身体中,伤口通道周围碎片分散最少的是狍3号,最远的碎片在17.3厘米处被发现。从CT数据集来看,2号和3号鹿很可能出现骨损伤。

  图3

  figure 3

  CT数据集子弹破片三维重建:A列重建骨骼(胸腔、脊柱和前腿)、子弹破片、子弹进入、子弹出口和伤口通道;B列重建子弹进入、子弹出口、伤道、破片质心以及a、c roe deer 1和B、d roe deer 2的伤道到破片质心的垂直矢量。子弹碎片和质心以绿松石色展示;子弹入口显示为深蓝色框;子弹出口为深蓝色球体,伤口通道为红线,垂直矢量为白线;图像被定位到鹿胸骨的正面视图

  图4

  figure 4

  CT数据集子弹破片三维重建:A列重建骨骼(胸腔、脊柱和前腿)、子弹破片、子弹进入、子弹出口和伤口通道;B列重建子弹进入、子弹出口、伤道、破片质心以及e, g, roe deer 3和f, h, roe deer 4从伤道到破片质心的垂直矢量。子弹碎片和质心以绿松石色展示;子弹入口显示为深蓝色框;子弹出口为深蓝色球体,伤口通道为红线,垂直矢量为白线;图像被定位到鹿胸骨的正面视图

  发现片段大小与子弹条目的距离只有狍2(斯皮尔曼等级相关:狍1 p=0.070,狍2负责=0.292,p=0.002,狍3 p=0.151,狍4 p=0.429)但不与垂直距离狍的伤口通道(斯皮尔曼秩相关性狍1 - 4 p=0.539, 0.806, 0.754和0.262,分别)。图5显示了4只狍沿伤口通道垂直距离和子弹射入处的子弹碎片累积质量。如上所述,碎片与伤口通道的最大垂直距离可达22.2 cm。对于1号狍来说,大部分碎片质量覆盖在伤口通道周围5厘米的半径内。对于2号和4号狍,随着与伤口通道垂直距离的增加,质量分布更加均匀。在狍中,碎片质量仅位于5厘米半径内,然后随着距离伤口通道的距离逐渐增加。1-4种狍伤口周围11.5、9.0、13.8和17.2 cm的半径分别覆盖了体内95%的弹片质量;所有狍身高15.9厘米。对于狍来说,1、2和4碎片质量随着距离子弹射入处20厘米左右的距离均匀累积。少量破片质量分布在距子弹入口34.2 cm处。

  图5

  figure 5

  四具狍尸体的累积子弹破片质量(BFM)与伤口通道垂直距离(半径)和子弹射入距离(a)的关系(a .0)

  此前,CT已被用于检测地面野味肉包[25]和弹道肥皂[19]中的步枪子弹碎片,以及野禽尸体中的射击碎片[30]。本研究首次利用CT采集全动物体内子弹破片的空间分布和体积的三维信息,对野味肉的食品安全性进行评估。此外,记录了动物体内步枪子弹碎片的数量和连续的肉类加工步骤(图1)。假设碎片完全由铅组成,作为食品安全的最坏情况,用子弹碎片的体积来估计它们的质量。

  在标准狩猎条件下,控制膨胀步枪子弹雷明顿核心Lokt软点(0.308温彻斯特,11.7 g)在四只鹿身上破碎成43-199片。本研究的情况与Grund等人[10]的情况类似,使用相同口径的子弹,但使用羊作为游戏替代物。在他们的研究中,在28-138只和本研究中,在11-77只的尸体中发现了类似的片段数。表4显示了在使用类似类型子弹的不同研究中报告的破片数量。

  表4与本研究结果相比,原始研究文章中报道的检测方法、子弹参数和调查动物等信息的弹破片数量

  在所有的研究中,检测到的片段数从几个到数百个不等。这些碎片数量表明,在用含铅步枪子弹射击的动物身上总能找到碎片,碎片的数量受几个因素的影响变化很大。在标准化拍摄条件下也是如此,例如Grund等人[8]将羊放在一个装置中的实验。然而,在更动态的真实狩猎情况下,数字变化更大。Cruz-Martinez等人[16]和Dobrowolska和Melosik[34]对碎片化的高差异进行了解释。简而言之,子弹的行为和破片数量受几个影响因素的影响很大。这些因素包括子弹的类型和个人射击情况的因素。子弹的类型包括弹丸,即步枪子弹、猎枪子弹或枪口装填弹,后两种子弹在德国狩猎中很少或不使用;所用子弹的构造和组成[7,8,15,18]。个体射击情况包括目标与猎人的距离和角度,子弹速度和撞击组织的性质,以及被射击动物的年龄相关特征[8,16,19,34,35]。从本研究的数据可以看出,骨撞击并不一定会产生大量碎片[7,33]。这两只鹿,不太可能被骨头击中,在动物体内显示出最高的碎片数量。子弹结构通常分为尺寸稳定型、变形型、部分破碎型和破碎型[7,19],在撞击目标后质量损失增加[10]。也有人将控制膨胀弹和快速膨胀弹区分开来,认为控制膨胀弹的设计是为了抵抗破片,而快速膨胀弹则会产生破片[8,16]。本研究中使用的口径0.308温彻斯特子弹被宣传为一种控制膨胀子弹,子弹残留物的重量保持率为50%[8],这与我们的研究结果的数量级相吻合。估计约45%(5.26±1.62 g)的初始子弹质量保留在动物体内。因此,大约55%的重量将保留在射出的子弹残余物中。对于同样的子弹,Cruz-Martinez等人[16]发现,用绵羊代替狩猎动物射击时,重量保持率为48.4%。当使用较小口径0.270 (8.39 g)的Norma子弹时,Knott等人[15]估计约有17% (1.2 g)的子弹质量留在胴体中。此外,一些研究发现,一些设计成抗破片的子弹在弹体中产生了大量的子弹破片[8,16]。Gremse和Rieger[27]认为子弹在变形和破碎之间存在一个速度阈值。因此,当动物以较高的速度被击中时,例如当射击距离较短时,碎片化的可能性更大。此外,还没有对建筑类型,特别是在碎片化方面建立法律定义。Lahrssen-Wiederholt等人[36]提出了一种在标准化实验中定义子弹破片类别的方法。根据他们的分类系统,本研究的子弹属于破片III类,> 40-60%的子弹材料进入野味作为部分分解剂,定义了下残体。

  以前,在x线片上测量子弹破片的空间分布主要是破片之间的距离(散射)[5]、破片到伤道中心的距离[7]以及破片在伤道周围弥散到参考点的距离[6](表5)。根据CT数据,可以确定破片到伤道的实际距离。假设伤口通道是一条从子弹进入到子弹出口的直线(矢量)[7]。碎片到缠绕通道的距离被确定为碎片与缠绕通道矢量之间的垂直距离。这并不一定反映碎片的实际轨迹,但可以作为食品安全的有形参数。此外,碎片到子弹入口的距离也被计算出来了。

  表5与本研究结果比较,原创性研究文章中报道的检测方法、子弹参数、调查动物等子弹破片的空间分布情况

  与其他研究一样(表5),可以观察到小碎片沿着伤口通道散射;在动物体内,单个碎片垂直于伤口通道的位移可达22.2 cm,碎片可在所有类型的组织中发现[7]。考虑到不同的距离计算方法,研究之间的碎片测量分布相似。在这项研究中,正如预期的那样,在典型的市场组织中发现了碎片,包括臀部(n=1)、肩部(n=3)和肋骨(n=2)。在4只狍子中,3号狍子伤口通道周围的碎片分布最少,其半径为17.3 cm。碎片和子弹进入之间的最长距离是34.2厘米。猎人被建议大量去除子弹入口和出口周围的组织[4,37]。即使猎人特别认真和小心,由于碎片的大小,这可能无法保证充分去除野味中的铅污染[4],如下所述。在这项研究中,我们确定伤口通道周围至少16厘米的半径应该被丢弃,以从所研究的狍中去除95%的碎片质量。然而,鹿的主要可食用部位也可能含有子弹碎片,如鹿腰、鹿肩和鹿鞍,不太可能被丢弃。因此,在食用含铅子弹射击的野味时,永远不能排除铅污染。

  在狍体内检测到的步枪子弹碎片体积(V)在0.01-50.33 mm3范围内。大多数颗粒在较小的体积范围内;40% < 1.00 mm3。通过假设直径=(6 V/π)1/3的球形,这对应于直径< 1.2 mm。Green等人[30]表明,在使用CT时,由于盛开伪影,金属颗粒的大小会被高估。在此条件下,铅球直径被高估了27.6%。在本研究中没有确定体积高估的程度,但建议颗粒小于计算体积。在以往的医学x线摄影研究中,检测到辅助和非辅助可见碎片,但未确定大小。检测到的颗粒大约在0.5 mm到10 mm之间[5,33]。据报道,直径小于2毫米或小于1毫米的小碎片以“尘埃”、“云”或“暴风雪”的形式弥漫或聚集在一起[6,7,16]。Knott等人[15]通过对比口径为0.270 (8.39 g) Norma子弹射击鹿的x线片中已知质量的参考碎片大小,将碎片大小按重量分类。估计重量小于0.01 g的碎片占有胸器官的马鹿和狍子尸体碎片总数的34%。在我们的研究以及Knott等人[15]的研究中,大量较小的碎片表明动物体内可能存在更小的颗粒,而这些颗粒无法通过放射照相检测到。Kollander等人[26]利用单粒子ICP-MS揭示了野味肉在伤口通道附近存在数百万个纳米大小的碎片。Leontowich等人[9]证实,使用同步辐射在弹道明胶块上射击时,子弹会碎裂成低微米大小的碎片(直径< 10 μ m)。可能有人提出,更大的碎片由于其更高的能量密度而传播更远的距离[19]。这一假设无法从CT数据中得到验证,因为碎片的实际轨迹不确定。然而,各种大小的碎片分散在距离伤口通道的所有距离上,并且检测到的碎片大小与它们与伤口通道的垂直距离或与子弹入口的距离无关。因此,即使是小于CT检测极限的更小的碎片也可能遍布全身。

  Using a standard meat processing routine in this study, fragment numbers decreased at each step. The viscera contained most of the fragments; numbers were in the range of the findings of other studies using similar bullet types (Table 4). In this study, 30% (3.52?±?1.88 g) of initial bullet mass (11.69 g) was located in the viscera. Using a smaller caliber 0.270 (8.39 g) Norma bullet, Knott et al. [15] found that about 0.21 g or 2.5% of initial bullet mass (8.39 g), were located in the viscera [15]. As common practice, viscera are left in the forest or buried in the forest soil [14, 15]. In addition to the bullet mass in the viscera, the environmental burden includes the mass of the exiting bullet residue. In total, 85% of the initial bullet mass, corresponding to 9.95?±?1.04 g of lead in the worst-case assumption for fragment composition, could be assumed to be introduced to the forest from the roe deer in this study. Here, bullet fragments are available for wildlife and considered a major source of lead contamination in scavengers, many other wild species and the environment [6, 7, 15,16,17, 38]. This has been broadly discussed by Pokras and Kneeland [38]. Additionally, viscera and trimmed parts of carcasses are often used as or in dog feed, causing acute and chronic lead poisoning [39, 40]. The growing awareness of this type of lead exposure in animals is reflected in the increasing number of notifications in the European Rapid alert System for Food and Feed (RASFF) on elevated lead levels in animal feed (e.g. http://k1.fpubli.cc/file/upload/202308/22/l2r4yc1h2gr. and http://k1.fpubli.cc/file/upload/202308/22/1aaortt4mpc. all meat processing steps, the final edible parts of 3 out of the 4 roe deer still contained up to 3 detectable fragments. In a comparable experiment, Hunt et al. [5] tracked the path of bullet fragments in deer carcasses into the resulting ground meat packages. Visible fragments were detected in ground meat packages of 24 out of 30 deer. 32% of the 234 total meat packages contained at least one fragment; some of them contained up to 8 fragments. They found no relationship between the number of metal fragments in carcasses and in the meat packages from the same deer, as well as inhomogeneous distribution of the fragments in the resulting meat packages [5]. This inhomogeneity can lead to sporadically high levels of lead, as found in fluorescence-guided biopsies of fragment-containing samples by Cornatzer et al. [25]. In the present study, on average 1% (0.16?±?0.15 g) of the initial bullet mass was estimated to remain in the edible parts using mass estimations from measured fragment volumes. For a worst-case scenario for human health, fragments were assumed to be entirely composed of lead. All of the edible parts that contained fragments were suspected to exceed the set EU Maximum Level for lead of 0.1 mg Pb/kg in livestock meat (Regulation (EC) No 1881/2006), which is not applied to game meat. Although the median level for lead in game meat obtained from lead-shot game was found to be relatively low, game meat samples can sporadically contain extremely high levels of lead [10]. As shown by Gerofke et al. [10] high lead levels are not limited to edible parts close to the wound channel, but can also be found in parts further away, such as the haunch. However, setting a maximum level for lead in game meat is difficult to apply due to the inhomogeneous distribution of fragments in the meat. Representative sampling of game meat for monitoring is virtually impossible. Lead levels in game meat have been shown to positively correlate with the number of shotgun pellets, as well as, the number of small metal fragments in cooked game bird meat [41]. Consequently, a positive correlation between the number of rifle bullet fragments and lead levels in the game meat may be expected. The lead from lead-hunted game meat has been shown to be bioavailable in studies with exposed animals [5, 13] and frequent consumption of game meat obtained with lead-based bullets has been associated with elevated blood lead levels in humans [11, 12]. The bioavailability of lead from bullet fragments is influenced by marinating practices during cooking and has been suggested to relate to the size of the fragments. Smaller fragments may dissolve more readily due to their higher surface-to-volume ratio [13]. Therefore, the mere presence of fragments is already problematic because of the dissolution in meat during storage and cooking [13, 26, 42,43,44]. In Germany, the average adult consumer eats 1 to 2 meals of game meat a year and is therefore generally at low risk for high lead exposure from this source. The risk for high lead exposure increases with higher frequency of consumption of game meat obtained with lead bullets (e.g. 10 or more game meals a year) [10]. However, sporadically high lead levels in game meat might be concerning even at low consumption frequencies in light of the fact that EFSA found no safe level of lead intake [10]. Consequently, children, pregnant women and women of childbearing age are generally advised to abstain from eating game meat harvested with lead bullets due to the neurotoxic effects of lead [10]. From the data discussed above, it can be concluded that all meat from animals hunted with lead bullets has the potential to contain lead, in agreement with Grund et al. [8]. In terms of food safety, it is extremely difficult to give precise recommendations on how to handle the carcasses, particularly for trimming around the wound channel, to ensure minimal risk of lead exposure. However, as hunting becomes more popular and as long as the use of lead ammunition remains permitted, different approaches to minimize human exposure to lead should be considered. An approach could involve extensive characterization of bullets by the manufacturers as suggested by Lahrssen-Wiederholt et al. [36]. Furthermore, the switch to alternative, non-lead bullets is supported as these bullets have proven to be just as effective as lead-based bullets [19, 27].

  本研究的目的是通过CT研究标准半夹套铅弹击中4只狍后弹片的空间分布,并研究弹片的数量和大小。据推测,在鹿肉加工过程中,并不是所有的碎片都被去除,而是在可食用的部分留下了碎片。所有动物尸体都含有碎片,碎片在空间分布、数量和大小上都有很大的变异性。碎片广泛分布在动物体内,并进入可食用部位。野味中子弹碎片的不均匀分布可能使消费者接触到偶尔高水平的铅,可能对健康造成不利影响。虽然肉类加工涉及大量去除受污染的组织(修剪),但不能确保完全去除所有碎片。特别是位于主要可食用部位的碎片,如臀部、肩部和马鞍,不太可能被移除,因为这些部位不太可能被丢弃。此外,在森林中留下或埋藏的含有内脏的子弹碎片,以及残留的子弹残留物,使野生动物和环境暴露在高水平的铅中。因此,应在狩猎的早期阶段考虑采取措施,以尽量减少狩猎中铅暴露的总体风险。

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  补充文件2 (MP4 37733kb)

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