摘 要:對珠江口某典型水產(chǎn)品體內(nèi)的重金屬Cu、Zn、Pb、Cd和Cr含量檢測表明,其體內(nèi)尤其是頭部的Cu明顯超標。為了調(diào)查其原因,采集了其生長環(huán)境中的15個水樣、16份底泥樣品。采用原子吸收光譜法(AAS)分析水產(chǎn)品與底泥中的重金屬含量,利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)分析水樣中的重金屬含量。結(jié)果表明,水產(chǎn)品中超標的Cu與過高的Zn來自于其生長的水體環(huán)境,而根本原因是來自養(yǎng)殖過程投放的含銅消毒液與含鋅飼料。
關(guān)鍵詞:水產(chǎn)品;重金屬;來源分析
中圖分類號 X832 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2013)11-11-03
重金屬是指比重大于5.0g/cm3的金屬元素,在自然界中大約存在45種。但是,由于不同的重金屬在環(huán)境中的毒性差別很大,所以在環(huán)境科學中人們通常主要關(guān)注汞、鎘、鉛、鉻、銅、鋅、鎳、鉬、鈷等重金屬元素。許多重金屬元素在生命活動中是有用的和必需的,在生命活動中往往不可或缺,然而一旦蓄積過多不但無益反而會造成危害[1-3]。無論是生命活動中必須的或非必須的重金屬元素,當在生物體內(nèi)積累值超過一定的閾限,或者進入生物體內(nèi)途徑方式是越軌行為,都將或多或少地危害或影響生物的生命活動。
隨著社會工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,工業(yè)廢水和城市生活污水污染及礦山和冶金工業(yè)的重金屬污染使河流湖泊水質(zhì)急劇下降,對水生生物的健康造成直接的威脅,并通過食物鏈影響人類的身心健康[4-6]。比如,鎘進入人體后,在體內(nèi)形成鎘蛋白,通過血液循環(huán)到達全身,并有選擇地積蓄于靶器官——腎、肝臟中。鉻的危害主要體現(xiàn)為致毒作用、刺激作用、累積作用、變態(tài)反應、致癌作用以及致突變作用,對神經(jīng)細胞的危害最大。鉛主要損害骨髓造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng),對男性生殖腺也有一定的損害,其主要毒性效應表現(xiàn)在:貧血癥、神經(jīng)機能失調(diào)及腎損傷,對兒童造成大腦損害。由于重金屬污染物在水體環(huán)境中易于進行遷移,易于進入食物鏈,并通過生物濃縮和生物放大作用最終在人體體內(nèi)蓄積,因此,在水產(chǎn)行業(yè)中人們普遍較為關(guān)注Cu、Zn、Pb、Cd和Cr在水產(chǎn)品中的含量水平[7-9]。本研究對珠江口某蝦養(yǎng)殖場的水產(chǎn)品、水體、底泥進行了采樣與調(diào)查,以期檢查水產(chǎn)品的安全水平,提高水產(chǎn)品的環(huán)境安全質(zhì)量。
1 材料與方法
1.1 水樣的采集與分析方法 采樣前,根據(jù)監(jiān)測項目的性質(zhì)和采樣方法的要求,選擇適宜材質(zhì)的盛水容器和采樣器,并清洗干凈。采集表層水水樣,用適當?shù)娜萜骰蛩芰掀恐苯硬杉?,每個水樣瓶貼上標簽(填寫采樣編號、采樣日期和時間、測定項目等),塞緊瓶塞。
水樣的預處理:取混勻的水樣50mL于燒杯中,加入5~10mL濃硝酸,在電熱板上加熱煮沸,蒸發(fā)至小體積,試液應清澈透明,呈淺色或無色,否則,應補加硝酸繼續(xù)消解。蒸至近干,取下燒杯,稍冷后加2%HNO3 20mL,溫熱溶解可溶鹽,若有沉淀,應過濾,濾液冷至室溫后于50mL容量瓶中定容,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測量水體中的重金屬。
1.2 底泥的采集與分析方法 本次測定的項目是重金屬,故盡量用竹鏟、竹片直接采集樣品,或用鐵鏟、土鉆挖掘后,用竹片刮去與金屬采樣接觸的部分,再用竹鏟或竹片采集底泥。采樣方法是:將在一個采樣單元內(nèi)各采樣分點采集的土樣混合均勻制成混合樣,組成混合樣的分點數(shù)通常為5~20個?;旌狭客^大,需要用四分法棄取,最后留下1~2kg,裝進樣品袋,帶回實驗室進行風干處理。
土樣處理及浸提:把經(jīng)風干后的土壤研磨,過20目,然后準確稱取10g左右于250mL錐形瓶中,加入50mL的0.2%HNO3,在搖床上以180次/min的速率震蕩8h。過濾得上清液,使用TAS-990原子吸收分光光度計測量其中的重金屬。
1.3 水產(chǎn)品的測定分析方法 水產(chǎn)品處理及消解:把經(jīng)烘干后的蝦頭、蝦肉用HR-12007型飛利浦二合一攪拌機打成勻漿,儲備待用。消解時,準確稱取粉碎均勻的蝦頭、蝦肉樣品1g左右于50mL燒杯中,加入10mL濃HNO3浸泡過夜。翌日,在電熱板上恒溫130oC消解水產(chǎn)品。不斷重復加濃3mL HNO3和1mL H2O2,當消解至內(nèi)容物呈粘稠狀時,取下稍冷,用水清洗內(nèi)壁,并入加1mL HNO3溶解殘渣。然后將溶液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中,冷卻后定容至刻度,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測量重金屬。
2 結(jié)果與分析
2.1 研究區(qū)養(yǎng)殖場水體中重金屬含量 詳見表1。由表1可見,調(diào)查地區(qū)的水體中重金屬Pb、Cd、Cr的含量總體上符合地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838-2002的Ⅲ類和漁業(yè)水質(zhì)標準(GB11607-87),而Cu、Zn的含量大面積超標。經(jīng)調(diào)查,Cu超標的原因可能在于,當?shù)仞B(yǎng)殖場為了給養(yǎng)殖塘殺毒,放入了硫酸銅,故水體中個別Cu含量超標。對于Zn元素的超標原因,據(jù)調(diào)查,當?shù)仞B(yǎng)殖場為了促進水產(chǎn)品的生長發(fā)育,投放了含Zn的飼料。從W7、W8(停止養(yǎng)殖)和其他點(正在養(yǎng)殖)比較可以反映這個問題,W7、W8的Zn的含量比其他點Zn的含量低很多,原因可能是正在養(yǎng)殖的蝦塘為了促進蝦的生長發(fā)育,投放了含Zn的飼料或藥物,而沒有養(yǎng)殖的W7、W8則沒投入含Zn的飼料或藥物,故Zn的含量比其他點的還低。
經(jīng)過本次的調(diào)查,除養(yǎng)殖過程中人為因素引起的Cu、Zn含量超標外,研究區(qū)的水體環(huán)境質(zhì)量總體呈現(xiàn)良好,水體中關(guān)鍵重金屬Pb、Cd、Cr含量符合漁業(yè)水質(zhì)標準。
注:(1)加粗帶*者為超標值。(2)W7、W8為已經(jīng)停止養(yǎng)蝦的蝦塘,其他的點為正在養(yǎng)殖的蝦塘。
2.2 研究區(qū)底泥重金屬含量 由于底泥全消解后的重金屬總量并不能準確反映水產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境健康水平,測定底泥在酸浸提出來的重金屬有效態(tài)含量更能反映實際情況。因此,本次底泥重金屬主要測定底泥重金屬的有效態(tài)。有效態(tài)重金屬可以影響底泥微生物的代謝活性,從而影響到底泥環(huán)境及底泥周邊水體環(huán)境,可能會對水產(chǎn)品造成影響。由表2數(shù)據(jù)可知,測定點底泥重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、Cr含量均符合土壤環(huán)境質(zhì)量標準GB15618-1995,底泥中重金屬有效態(tài)含量均不超標。
實際上,經(jīng)調(diào)查,研究區(qū)養(yǎng)殖場周邊沒有工廠或其他工業(yè)污染源,這也從根本上保證了底泥重金屬的有效態(tài)含量處于一個正常的較低水平。
注:S7、S8為已經(jīng)停止養(yǎng)蝦的蝦塘,其他的點為正在養(yǎng)殖的蝦塘。底泥重金屬的標準參照GB15618-1995土壤環(huán)境質(zhì)量標準。
2.3 研究區(qū)養(yǎng)殖場水產(chǎn)品重金屬含量 詳見表(下轉(zhuǎn)48頁)(上接12頁)3。由表3可見,研究區(qū)水產(chǎn)品中的Cu含量超過了中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準-無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量(NY5073-2001),有的是限值的兩倍多。由于上述標準以及中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準-無公害食品淡水蝦(NY5158-2005)并無規(guī)定Zn的含量限值,因此無法獲知是否超出健康水平,但從與其他重金屬的含量對比上還是可以看出含量處于較高水平。同時,與水體中Cu和Zn含量超標原因一樣,當?shù)仞B(yǎng)殖場為了給養(yǎng)殖塘殺毒以及促進水產(chǎn)品生長,投加了硫酸銅和含Zn飼料,最終導致水產(chǎn)品蓄積Cu和Zn含量過高。其中,Cu的含量只有頭部超標。經(jīng)本次調(diào)查,水產(chǎn)品中重金屬含量除了部分頭部Cu含量超標外,其他元素頭部和肉的重金屬含量均符合中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準。
此外,從蝦頭與蝦肉的重金屬含量對比看,對于同一種水產(chǎn)品,身體不同部位蓄積重金屬的含量也不同,蝦頭比蝦肉蓄積重金屬的含量多得多,這也符合生物不同器官對重金屬濃縮系數(shù)的實際情況。因此,建議食蝦時棄用蝦頭部分。
3 結(jié)論
(1)研究區(qū)水產(chǎn)品中的Pb、Cd、Cr均為超標,含量水平都屬于正常的范圍。但Cu(平均值76mg/kg)和Zn(64mg/kg)含量較高,其中Cu的含量明顯超過中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準-無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量(NY5073-2001)。
(2)水產(chǎn)品蓄積Cu和Zn含量過高的間接原因是來自其生長的水體環(huán)境,水體中Cu和Zn的含量水平顯著超過漁業(yè)水質(zhì)標準(GB11607-87)。其根本原因是,當?shù)仞B(yǎng)殖場為了給養(yǎng)殖塘殺毒以及促進水產(chǎn)品生長,投加了硫酸銅消毒液和含Zn飼料。經(jīng)研究,蝦場底泥重金屬的有效態(tài)含量很低,對水產(chǎn)品不造成重金屬污染。水產(chǎn)品中重金屬含量除了部分頭部Cu含量超標外,其他幾種重金屬元素在頭部和肉中的含量均未超標。
(3)檢測當?shù)匚r蓄積重金屬的情況,蝦頭蓄積的重金屬比蝦肉蓄積的重金屬含量多。因此,建議食蝦時棄用蝦頭部分。
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