梅州地區(qū)匙吻鱘、鳙魚和鰱魚重金屬含量的測定與評價

鄭清梅，韓春艷，鐘艷梅，溫茹淑，章佳麗

(嘉應(yīng)學院生命科學學院，廣東梅州514015)

隨著我國工、農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，重金屬污染日趨嚴重.在重金屬污染水體中，魚類通常能富集重金屬并通過食物鏈傳遞及放大，最終傳遞給人類，對人體造成嚴重的危害［1］.因此，重金屬污染已成為人們關(guān)注的食品安全問題之一.評測魚類重金屬污染狀況，對評價水生生態(tài)系統(tǒng)受污染程度、水中污染物毒性及食品安全有重要意義等［2］.鄭清梅等［3］對梅州經(jīng)濟魚類的資源調(diào)查及漁業(yè)狀況分析指出，由于梅州地區(qū)工業(yè)、生活等廢水污染導致梅江水系的水域生態(tài)系統(tǒng)受到一定的破壞，尤其是對經(jīng)濟魚類影響很大.且近幾年來，梅州地區(qū)新增了不少工業(yè)轉(zhuǎn)移園區(qū)及稀土礦采礦場，重金屬污染加?。?］.因此，在梅州地區(qū)開展魚類金屬污染狀況的定期監(jiān)測和研究，旨在了解該地區(qū)水域環(huán)境質(zhì)量及魚類食用安全狀況.

匙吻鱘(Polyodon spathula)又稱匙吻白鱘、鴨嘴鱘，屬鱘形目，匙吻鱘科，適應(yīng)性強、生長迅速，是梅州地區(qū)新引進的大型經(jīng)濟魚類，食性類似鳙魚，攝食浮游動物［5］;鳙魚(Aristichthys nobilis)、鰱魚(Hypophthalmichthys molitrix)隸屬我國四大家魚，是梅州地區(qū)池塘養(yǎng)殖的重要經(jīng)濟魚類.本試驗從梅州市水產(chǎn)研究所養(yǎng)殖基地采集食性相近的3種魚類即匙吻鱘、鳙魚和鰱魚，首次進行重金屬Cd、Cr、Pb、Cu、Mn、Fe和Zn含量的分析和評價，為梅州地區(qū)水環(huán)境重金屬污染狀況及魚類食用安全評價提供參考依據(jù).

1 材料與方法

1.1 樣品采集與保存

2013年3月至7月，分3批次于梅州市水產(chǎn)研究所養(yǎng)殖基地采集鮮活健康、體型勻稱的匙吻鱘、鳙魚和鰱魚作為試驗用魚.采用不銹鋼解剖剪與解剖刀解剖試驗魚，分別分離出背肌(去除皮膚)、肝胰臟、腸道和鰓等組織，清洗表面血液和雜物，濾紙吸干樣品表面水分后分別裝入塑料封口袋，于－20℃冰箱中保存?zhèn)溆?

1.2 樣品處理與分析

試驗魚自然解凍后，吸水紙吸干魚表面水分，用剪刀剪碎，分別準確稱取魚的肌肉、腸道、椎骨及鰓1.0g肝胰臟(約0.5g)，以超純水為空白對照，分別置于高壓消解罐中的聚四氟乙烯內(nèi)罐中，然后分別加入濃HNO33ml、H2O23ml浸泡，敞開蓋子放置過夜(不見光)，使反應(yīng)過程中的氣體散去.然后將高壓消解罐移入烘箱內(nèi)，于150℃中消解6h.待高壓消解罐冷卻至室溫后將消化樣品后移入容量瓶中，超純水定容，混勻備用.每2尾魚的樣品混合為1個樣，每種魚的樣品設(shè)3個平行.

采用電感耦合等離子體放射光譜儀(SP－127 ICPE－9000日本島津)測定樣品中Zn、Cu、Pb、Cr、Mn和Cd的含量，同時測定試劑空白液及標樣，其中標準物質(zhì)的各測定值和標準值的相對偏差均小于10%，符合要求.

1.3 數(shù)據(jù)處理與評價方法

1.3.1 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)X=［(A1－A2)×V×1000］/(M×1000) (X為樣品中重金屬的含量mg/kg，A1為樣品所測得的含量 ug/ml，A2為空白對照所測得的含量ug/ml，V為樣品處理后的總體積ml，M是稱量的樣品的實際重量g)，計算出所測樣品的含量，采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理，取其平均值作為結(jié)果.

1.3.2 評價方法

本研究采用單因子污染指數(shù)法［6］來評價魚體內(nèi)的某一重金屬污染狀況.其表達式如下:

上式中Pi為單因子(元素)污染指數(shù);Ci為樣品中該因子(元素)i的實際含量，Si為該因子(元素)i的評價標準值，采用《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害水產(chǎn)品安全要求》(GB 18406.4－2001)中重金屬的限值作為評價標準(表1).Zn、Fe和Mn無限量標準.若污染指數(shù)Pi＜0.2時，表明重金屬質(zhì)量比位于正常的背景值范圍內(nèi);若0.2≤Pi＜0.6為微污染－輕污染水平;0.6≤Pi＜1.0為污染水平;污染指數(shù)Pi≥1.0為重污染水平.

表1 各污染因子的質(zhì)量分指數(shù)Pi

采用均方根綜合指數(shù)［6］分析生物樣品中多種重金屬的污染水平，計算公式如下:

式中:PI為某一生物樣品的綜合污染指數(shù);Pi為該樣品重金屬i的單因子污染指數(shù);n為重金屬的種類數(shù).根據(jù)綜合污染指數(shù)的計算結(jié)果將重金屬的污染水平劃分為4個等級:PI≤1.0為無污染;1.0＜PI≤2.0為輕度污染;2.0＜PI≤3.0為中度污染; PI＞3.0為重污染.

2 結(jié)果

2.1 匙吻鱘、鳙魚和鰱魚體內(nèi)不同組織中7種重金屬含量

匙吻鱘、鳙魚和鰱魚體內(nèi)不同組織中Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Pb及Zn的含量如表2所示.

表2 匙吻鱘、鳙魚和鰱魚體內(nèi)不同組織中重金屬的含量(mg/kg，濕重)

由表2可見，重金屬在不同魚類及組織中的富集水平不一致.其中，該3種魚體內(nèi)必需金屬元素Fe、Zn和Cu在不同組織中的含量相對高于非必需元素Cd和Pb.同時，該3種魚體不同組織對重金屬的富集不一致，其肝胰臟中Cd、Cu、Fe含量分別高于其它組織.且魚的不同組織對同一種重金屬的富集水平也不一致，Cr在匙吻鱘鰓中含量分別高于其它組織，而其在鳙魚鰓中含量卻分別低于其它組織.Cr在匙吻鱘不同組織中含量由高到低為:鰓＞鰭＞肝胰臟＞椎骨＞腸＞肌肉;Cr在鳙魚不同組織中為:肝胰臟＞鰭＞肌肉＞腸＞椎骨＞鰓.

2.2 匙吻鱘、鳙魚和鰱魚體內(nèi)不同組織的重金屬污染評價

匙吻鱘、鳙魚和鰱魚體內(nèi)重金屬“單因子污染指數(shù)”與“綜合污染指數(shù)”如表3所示.由表3中“單因子污染指數(shù)”可見，該3種魚體內(nèi)Pb污染最嚴重，絕大多數(shù)組織殘留超標，且大多數(shù)為重污染水平;其次為Cr，大多數(shù)組織為微污染－輕污染水平;而Cd、Cu只在少數(shù)組織中均超標，如匙吻鱘和鰱魚的肝胰臟中Cd與Cu均超標.由表3中“綜合污染指數(shù)”可見，匙吻鱘、鳙魚和鰱魚體約40%組織屬于輕度污染水平.該3種魚類的綜合污染程度由高到低為:匙吻鱘＞鰱魚＞鳙魚.其中，匙吻鱘魚體總體污染程度最嚴重，除了背肌之外其它組織均為輕度污染;鰱魚約50%組織為輕度污染;鳙魚為無污染水平.

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3 討論

3.1 魚體內(nèi)不同組織的重金屬含量分析

魚類在水環(huán)境中生長過程中，從水、餌料及沉積物中吸收各種金屬元素包括生命必需元素及非必需元素.而生命必需元素如Fe、Zn及Cu等是魚類生長所必需的，也是人類所必需的，只有超過一定量的標準才是污染物.同時，魚類在吸收必需元素也吸收非必需元素如Pb、Cd等并積累于機體中，并在食物鏈的生物放大作用下可以成千上百倍地富集［7］.在水環(huán)境無重金屬污染或污染較低情況下，魚類對重金屬吸收具有高度選擇性，對生命必需元素吸收較高，對非必需元素吸收較低［8］.肖明松等［7］對淮河蚌埠段鳙魚體內(nèi)重金屬富集進行研究表明，鳙魚不同組織器官中Fe和Zn的含量明顯高于Cu、Mn、Cd和Ni.陳紅紅等［9］對廣州市場食用中5種重金屬含量進行分析及評價，結(jié)果表明在21種魚中必需微量元素鋅、銅、鉻含量較高，非必需微量元素Pb含量較低.劉丹赤等［10］的研究結(jié)果也表明，魚類組織器官對重金屬積累能力不同，必需元素Zn、Cu的含量較高，主要存在于肝臟及其它內(nèi)臟中;有毒重金屬元素Cd、Pb、Cr和Ni主要分布于鱗片、鰓中.本研究與上述研究結(jié)果相近，所測定的3種魚體內(nèi)必需金屬元素Fe、Zn和Cu在不同組織中的含量均高于非必需元素Cd和Pb，且內(nèi)臟中包括肝胰臟與腸道等含量較高.

同時，重金屬在魚體中的蓄積水平還受魚的種類及其組織器官特征、暴露時間、暴露濃度、重金屬種類等因素的影響［11］.其中，由于肝胰臟是魚的生化轉(zhuǎn)化及儲蓄中心，其組織內(nèi)可誘導產(chǎn)生大量束縛重金屬的金屬硫蛋白，使其成為重金屬蓄積的重要靶器官之一［12］.戴梓茹［13］對金鯧魚體內(nèi)重金屬測定結(jié)果表明，金鯧魚在腮、肝臟對各種重金屬積累能力普遍高于其他組織器官.劉芳芳等［14］的研究結(jié)果也表明，在鯉魚生長過程中，肝臟是Pb、Cd和Cu的主要富集部位，鰓是Zn的主要富集部位，肌肉是重金屬富集的最弱部位.本研究結(jié)果與上述研究相近.本試驗所測定的3種魚肝胰臟中Cd、Cu、Fe含量分別高于其它組織，但Cr在匙吻鱘鰓中含量分別高于其它組織.

3.2 魚體內(nèi)不同組織的重金屬污染評價

根據(jù)《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害水產(chǎn)品安全要求》(GB 18406.4－2001)，本次所測定的匙吻鱘、鳙魚和鰱魚已受到Pb、Cd、Cr和Cu不同程度的污染.其中Pb污染最嚴重，絕大多數(shù)組織殘留超出農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害水產(chǎn)品安全要求限量標準，且大多數(shù)為重污染水平;其次為Cr，大多數(shù)組織為微污染－輕污染水平.同時，本試驗的“綜合污染指數(shù)”表明，匙吻鱘魚體總體污染程度最嚴重，除了背肌之外其它組織均為輕度污染;鰱魚約50%組織為輕度污染;鳙魚為無污染水平.一方面，魚類體內(nèi)的重金屬蓄積水平與環(huán)境水體或底泥中重金屬的污染程度有關(guān)，通常水體或底泥中重金屬含量越高，魚類體內(nèi)蓄積的重金屬含量越高［15］;謝文平等［16］對珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)水體及魚體內(nèi)重金屬含量進行分析表明，Pb和Cr為珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)水體中重金屬污染的主要元素，同時也是所測魚體中的重金屬污染元素.另一方面魚類體內(nèi)的重金屬蓄積水平與魚類食物重金屬含量有關(guān).當魚類餌料或飼料中重金屬含量越高，魚類體內(nèi)所蓄積的重金屬也越多［16～17］.劉芳芳等［14］對東洞庭湖網(wǎng)箱養(yǎng)殖鯉魚生長期內(nèi)重金屬的富集特征研究表明，養(yǎng)殖飼料中重金屬含量高，成為鯉魚富集重金屬的主要原因.由此推測，該3種魚的養(yǎng)殖水體或飼料已受到Pb、Cd、Cr和Cu不同程度的污染，從而導致魚體內(nèi)這些重金屬含量較高，需引起有關(guān)部門的重視并應(yīng)對相關(guān)污染源進行監(jiān)測.

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