鉛對波紋巴非蛤的急性毒性和組織蓄積性研究

符修正， 于淑池，袁艷菊， 王昌昊

(海南熱帶海洋學(xué)院食品學(xué)院，海南三亞 572022)

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鉛對波紋巴非蛤的急性毒性和組織蓄積性研究

符修正， 于淑池*，袁艷菊， 王昌昊

(海南熱帶海洋學(xué)院食品學(xué)院，海南三亞 572022)

摘要[目的]研究不同濃度Pb2+對波紋巴非蛤的急性毒性。[方法]采用水生動物急性毒性試驗方法，研究了不同濃度(3.0～7.0 mg/L)Pb2+對波紋巴非蛤(Paphia undulata)的急性毒性，分別對96 h半致死濃度(4.119 mg/L)和安全濃度(0.041 mg/L)下0～120 h各組織中Pb2+的蓄積量進(jìn)行了測定。[結(jié)果]Pb2+對波紋巴非蛤24、48、72和96 h的半致死濃度(LC50)分別為 7.187、5.788 、4.646和4.119 mg/L，安全濃度(SC)為0.041 mg/L。鉛對波紋巴非蛤的毒性級別為高毒級(LC50為1～100 mg /L) 。在96 h半致死濃度和安全濃度下，120 h波紋巴非蛤各組織 Pb2+的蓄積量從大到小均依次為鰓、內(nèi)臟、肌肉。[結(jié)論]食用波紋巴非蛤有一定的安全風(fēng)險。

關(guān)鍵詞波紋巴非蛤；鉛；急性毒性；蓄積性；安全評價

波紋巴非蛤(Paphiaundulata) 俗稱芒果螺、油蛤、花甲螺，是我國南海著名的經(jīng)濟(jì)貝類，營埋棲生活，多棲息在低潮區(qū)至水深10 m左右的泥沙底中[1]。通過營養(yǎng)成分分析可知，波紋巴非蛤是一種高蛋白、低脂肪、富含礦物質(zhì)和碳水化合物的健康海洋食品，同時還含有豐富的生物活性物質(zhì)[2]，是深受人們的喜愛的一種雙殼貝類。

近年來，隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水以及生活污水等未經(jīng)處理就直接排放入海，如錦州灣[3]中的鉛(Pb)等5種重金屬超標(biāo)。1992～2009年監(jiān)測結(jié)果表明，南海北部大亞灣及其鄰近海域重金屬Pb 含量超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重[4]。重金屬的污染具有分布范圍廣、持續(xù)時間長并能沿食物鏈轉(zhuǎn)移等特點。雙殼類動物對重金屬具有極強(qiáng)的富集能力，其體內(nèi)的重金屬含量可反映海洋生態(tài)環(huán)境所受污染壓力的大小，因而成為海洋重金屬污染監(jiān)測的重要對象。目前，國內(nèi)外有關(guān)貝類體內(nèi)重金屬富集量與環(huán)境重金屬背景值之間的關(guān)系的研究報道較多[5-11]，而關(guān)于重金屬Pb2+對波紋巴非蛤的急性毒性及組織蓄積性研究鮮見報道。筆者對海南省三亞地區(qū)銷售的波紋巴非蛤進(jìn)行Pb2+脅迫下的急性毒性及組織蓄積性研究，旨在為評價重金屬對水生生物影響、防治污染和保護(hù)漁業(yè)資源等提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料波紋巴非蛤于2014年10月購自海南省三亞市勝利路旺豪超市，體重(8.0±1.2)g，殼長為(39.0±1.4) mm，殼高(23.0±1.3) mm。海沙取自三亞市三亞灣。模擬海水鹽度在31‰左右，pH為7.6～7.8，溫度為18～22 ℃。選取充滿活力的波紋巴非哈進(jìn)行試驗，實驗室馴養(yǎng)7 d，每天更換1/2 試液，定量定時投喂螺旋藻粉，連續(xù)充氣，選擇閉殼反應(yīng)靈敏的個體進(jìn)行試驗。

1.2方法

1.2.1鉛對波紋巴非蛤的急性毒性試驗。根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，采用等對數(shù)間距法，選擇硝酸鉛濃度梯度為3.0、3.7、4.6、5.7、7.0 mg/L，同時設(shè)置1個空白對照組，設(shè)置2個平行組，每組飼養(yǎng)20只波紋巴非蛤，飼養(yǎng)于含不同濃度 Pb2+的人工海水中，保持24 h連續(xù)充氧。每隔24 h換水1次，換水率為50%，并及時清除分泌物、排泄物以及死亡個體，以保證海水的pH、鹽度及其他理化指標(biāo)的穩(wěn)定。試驗期間不投喂。觀察并記錄死亡個數(shù)，計算出24～96 h的半致死濃度LC50和安全濃度SC。

1.2.2鉛在波紋巴非蛤體內(nèi)蓄積試驗。將波紋巴非蛤暴露于96 h半致死濃度(4.119 mg/L )和安全濃度(0.041 mg/L)下含 Pb2+的海水中進(jìn)行靜水試驗，分別設(shè)置2個平行組。連續(xù)5 d取樣，解剖并分離出波紋巴非蛤鰓、肌肉、內(nèi)臟，真空冷凍干燥并稱重，采用濕法消化樣品。使用原子吸收分光光度計(TAS-986)對樣品中Pb2+含量進(jìn)行測定。

1.3數(shù)據(jù)處理使用IC50 計算軟件計算半致死濃度，采用Karber 氏法[12]計算LC50的95%可信限。按照以下公式計算安全濃度(SC)：SC=96 hLC50×0.01。重金屬蓄積量評價按照我國《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害水產(chǎn)品安全要求》[13]標(biāo)準(zhǔn)。

2結(jié)果與分析

注：A.3.7～5.7 mg/L Pb2+脅迫組的中毒癥狀；B.5.7～7.0 mg/L Pb2+脅迫組的中毒癥狀；C.死亡的波紋巴非蛤；D.短時間中毒癥狀；E.長時間(48 h以上)中毒癥狀。Note: A. Poisoning symptoms in 3.7-5.7 mg/L Pb2+ stress group; B. Poisoning symptoms in 5.7-7.0 mg/L Pb2+ stress group; C. Dead P. undulata; D. Poisoning symptoms in short time; E. Poisoning symptoms in short time(above 48 h). 圖1　波紋巴非蛤暴露于不同濃度鉛溶液中的中毒癥狀Fig.1　P.undulata poisoning symptoms exposed to different concentrations of Pb2+

2.1鉛對波紋巴非蛤的急性毒性癥狀波紋巴非蛤接觸鉛溶液后，低于3.7 mg/L Pb2+脅迫組的個體殼微張，與對照組接近；3.7～5.7 mg/L Pb2+脅迫組表現(xiàn)為伸出觸足，伸長進(jìn)出口1～3 cm(圖1A)，有些有小幅度張開貝殼(圖1B)。Pb2+濃度為5.7～7.0 mg/L的個體會緊閉外殼。隨著處理時間與Pb2+濃度的增大，個體逐漸表現(xiàn)出外殼微張，觸碰個體不閉合或閉合緩慢，有些甚至緊緊閉合卻將自己的斧足露在外面。死亡的個體均會大張開殼，并且觸碰斧足，針刺斧足及內(nèi)臟團(tuán)均無反應(yīng)(圖1C)。死亡個體內(nèi)部內(nèi)臟團(tuán)溶解，斧足部分也較軟，呈深黃色，有腥臭味，并帶有很多黏液在殼內(nèi)(圖1D、E)。由表1可知，在同一時間段內(nèi)波紋巴非蛤的死亡率隨著鉛濃度的增加而增加，呈劑量效應(yīng)關(guān)系。在同一濃度下，隨著試驗時間的推移，波紋巴非蛤的死亡率增高。低濃度組(3.0 mg/L)死亡率較低，高濃度組(7.0 mg/L)，死亡率明顯上升，96 h死亡率高達(dá)100%。對照組72 h后出現(xiàn)個別死亡現(xiàn)象。

表1波紋巴非蛤暴露于不同濃度鉛溶液中的死亡率

Table 1The mortality ofP.undulataexposed to different concentrations of Pb2+

Pb2+濃度Pb2+concentration∥mg/L受試生物數(shù)Testedorganisms∥個死亡率Mortality∥%24h48h72h96h0(CK)2000553.02051520203.720102025304.620152535405.720253045557.020558095100

由表2可知，Pb2+對波紋巴非蛤24、48、72、96 h半致死濃度LC50分別為7.180、5.788、4.646和4.119 mg/L，安全濃度為0.041 mg/mL。根據(jù)國家環(huán)保局1986年的 《生物技術(shù)檢測規(guī)范(水環(huán)境部分) 》[14]中將化學(xué)物質(zhì)對魚類的毒性分級分為5個等級，鉛對波紋巴非蛤的毒性級別為高毒級。

表2波紋巴非蛤暴露于不同濃度鉛溶液的半致死濃度和安全濃度

Table 2LC50and SC ofP.undulataexposed to different concentrations of Pb2+

暴露時間Durationofexposure∥hLC50mg/LLC50的95%可信限95%confidencelimitsforLC50∥mg/L安全濃度(SC)Safeconcentrationmg/L247.1876.193～8.0490.041485.7884.924～6.568724.6463.782～5.603964.1163.236～4.017

2.296 h半致死濃度下Pb2+在波紋巴非蛤體內(nèi)的蓄積分析由表3可知，在96 h半致死濃度(4.119 mg/L)下脅迫0～120 h，波紋巴非蛤后期表現(xiàn)為基本閉殼，活動減緩。隨著脅迫時間的延長，波紋巴非蛤各組織對鉛的蓄積量逐漸增加。同一時段內(nèi)波紋巴非蛤鰓中的鉛含量最高；0 h鰓組織的鉛含量就處于同時段內(nèi)較高水平，120 h達(dá)到峰值(13.52±1.34) μg/g，其次是內(nèi)臟，肌肉中鉛含量相對較低。0～120 h內(nèi)Pb2+在波紋巴非哈各組織中的蓄積量整體都表現(xiàn)為穩(wěn)步上升。

2.3安全濃度下 Pb2+在波紋巴非蛤體內(nèi)的蓄積分析由表4可知，在安全濃度(0.041 mg/L)下,脅迫120 h后波紋巴非蛤表現(xiàn)為體殼微開，斧足有活動，但較為緩慢。隨著脅迫時間的延長，波紋巴非蛤各組織內(nèi)鉛的蓄積量逐漸增加，鰓組織的鉛含量0 h就處于同時段內(nèi)較高水平，同一時段內(nèi)波紋巴非蛤鰓中的鉛含量最高，120 h達(dá)到峰值[(3.75±1.13)μg/g]，其次是內(nèi)臟，內(nèi)臟中鉛含量和鰓中鉛含量比較接近，肌肉含量中鉛含量最低。

表396 h半致死濃度下 Pb2+在波紋巴非蛤體內(nèi)各組織的蓄積量

Table 3The accumulation of Pb2+in body tissues ofP.undulatain 96 h half lethal concentration

處理時間Processingtime∥h各組織部位中Pb2+含量Pb2+contentinvarioustissues∥μg/g鰓Gill肌肉Muscle內(nèi)臟Gut01.83±0.281.01±0.451.43±0.34244.64±0.683.16±0.874.01±0.59486.21±0.434.56±0.705.96±0.48728.38±1.035.09±0.647.97±0.909610.43±1.386.46±0.729.47±1.0612013.52±1.347.53±1.0812.97±1.91

表4安全濃度下Pb2+在波紋巴非蛤體內(nèi)各組織的蓄積量

Table 4The accumulationof Pb2+in body tissues ofP.undulatain safe concentration

處理時間Processingtime∥h各組織部位Pb2+含量Pb2+contentinvarioustissues∥μg/g鰓Gill肌肉Muscle內(nèi)臟Gut01.72±0.151.00±0.101.32±0.23241.84±0.311.42±0.411.82±0.29482.03±0.471.83±0.522.02±0.92722.458±0.722.13±0.592.26±0.95963.03±1.012.54±0.792.98±0.981203.75±1.133.16±1.043.56±1.11

3討論與結(jié)論

多年來，漁業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中面臨的重要問題之一就是重金屬污染,也是人們一直以來特別關(guān)心的海產(chǎn)品安全問題。以沉積物為主要餌料的貝類吸收重金屬，并且能在體內(nèi)不斷富集，而魚類對重金屬的蓄積則要通過復(fù)雜的食物鏈來進(jìn)行轉(zhuǎn)化，所以魚類體內(nèi)的鉛含量相對較低[15]。張鐵濤等[16]對三亞市紅沙海域海產(chǎn)品鉛含量進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)貝類中鉛含量高于魚類，存在鉛含量超標(biāo)現(xiàn)象。Pb2+對于水生貝類屬于高毒性物質(zhì)，盡管貝類在濾食過程中被動地攝入 Pb，形成了一定的富集，但貝類體內(nèi)對鉛有一個排泄機(jī)制，形成貝類體內(nèi)的 Pb含量要明顯低于Cd[11]。楊菲菲等[17]于2011年春季北部灣潮間帶的波紋巴非蛤軟組織中7種重金屬的測定結(jié)果表明，波紋巴非蛤體軟組織中重金屬污染總體水平不高，對Cd、Hg和Zn的積累能力高于Pb含量(0.15 μg/g(濕重)),驗證了這一觀點。徐彥[18]研究了 Cd2+和Pb2+對菲律賓蛤仔的急性毒性效應(yīng)，結(jié)果表明Cd2+和Pb2+對菲律賓蛤仔的單一急性毒性效應(yīng)顯著，認(rèn)為造成食用風(fēng)險的可能性較低。雷曉凌等[19]對南海8種貝類的5個限量元素的體內(nèi)蓄積量進(jìn)行了比較，其中波紋巴非蛤中鉛元素的濕重含量約為0.33 mg/kg，說明不同海域波紋巴非蛤?qū)︺U元素的富集程度有差異。這可能與海水中鉛的本底含量不同有關(guān)。

該研究中96 h半致死濃度(4.119 mg/L)下脅迫120 h 后，各組織對鉛的蓄積量從大到小依次為鰓、內(nèi)臟團(tuán)、肌肉，其體內(nèi)鉛蓄積量最低的肌肉組織已達(dá)到7.55 μg/g,近75 倍多于國家規(guī)定的《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害水產(chǎn)品安全要求》中的0.1 μg/g。在安全濃度條件下，120 h芒果螺各組織內(nèi)Pb2+含量從大到小依次為鰓、內(nèi)臟、肌肉，安全濃度下內(nèi)臟團(tuán)鉛的蓄積量達(dá)到3.56 μg/g，近35 倍于國家規(guī)定的《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害水產(chǎn)品安全要求》。鰓組織中Pb2+的蓄積量最高，可能與其和海水直接接觸、吸附較多有一定關(guān)系。Pb2+在內(nèi)臟團(tuán)中的蓄積需要通過循環(huán)系統(tǒng)的運輸及代謝作用完成,因此蓄積作用需要時間較長[20]。因此，內(nèi)臟團(tuán)的蓄積量稍低于鰓組織。

劉長發(fā)等[21]對在銅和鉛在污水魚塘中魚體內(nèi)的蓄積研究表明，銅和鉛在鰓、肝、腎中的蓄積量及波動幅度均大于肌肉。丁魚和沙光魚分別暴露于 Pb2+質(zhì)量濃度0.5 mg/L的染毒液中2 d后，隨著Pb2+濃度的增大，肌肉、鰓和肝中的Pb2+濃度呈上升趨勢，4 d后肌肉對Pb2+的吸收呈明顯減緩趨勢，而肝臟對Pb2+的吸收呈明顯增加趨勢[22]。這些研究都表明肌肉組織富集 Pb2+的能力較弱。波紋巴非蛤為雙閉殼肌種類，其肌肉占總質(zhì)量的含量比例較小,人們食用部分內(nèi)臟團(tuán)占據(jù)很大比重。

Pb2+對波紋巴非蛤的安全濃度(0.041 1 mg/L)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于《無公害食品標(biāo)準(zhǔn)—淡水海水養(yǎng)殖水質(zhì)》中規(guī)定的0.005 mg/L[23],并且波紋巴非蛤在安全濃度下能正常生長，出現(xiàn)死亡個體較少。該研究結(jié)果應(yīng)引起波紋巴非蛤養(yǎng)殖以及水產(chǎn)品相關(guān)檢驗部門的重視。

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Study on Lead’s Acute Toxicity and Accumulation onPaphiaundulata

FU Xiu-zheng,YU Shu-chi*,YUAN Yan-ju et al

(School of Food Science,Hainan Tropical Ocean Universty,Sanya,Hainan 572022)

Abstract[Objective] The aim was to study the acute toxicity of different concentrations Pb2+on Paphia undulate.[Method] By using aquatic animal acute toxicity method,the acute toxicity of different concentrations Pb2+(3.0-7.0 mg/L) on P.undulata were studied; the accumulations of Pb2+within 0-120 h under 96 h half lethal concentration (4.119 mg/L) and the safe concentration 0.041 mg/L were tested respectively.[Result] The results showed that the half-lethal concentrations(LC50) of Pb2+at 24,48,72 and 96 h were 7.187,5.788,4.646,4.119 mg/L,and the safe concentration(SC) was 0.041 mg/L.The toxic level of Pb2+on P.undulata was high (LC501-100 mg /L).Under 96-h half lethal concentration and the safe concentration,the 120 h contents of Pb2+were gill>viscera>muscle.[Conclusion] Eating P.undulata has a certain risk.

Key wordsPaphia undulate; Lead; Acute toxicity; Accumulation; Safety evaluation

基金項目海南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目(20140156)。

作者簡介符修正(1993- )，男，海南東方人，本科生，專業(yè)：食品科學(xué)與工程。*通訊作者，副教授，碩士，從事食品安全方面的研究。

收稿日期2016-03-12

中圖分類號S 912

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)10-137-03