樂清灣圍塘中重金屬在貝類中的富集分布

徐衡　黃嬌　鄭智溢　林安娜

摘要：以樂清灣四個(gè)典型水產(chǎn)品綜合養(yǎng)殖圍塘為研究基地，分別測定水體、沉積物和貝類生物體中鎘、鉻、鉛、汞、砷5種重金屬的分布、富集情況，開展三者間的相關(guān)性研究，并對不同貝類生物體對水體重金屬富集吸收能力進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明，貝類中鎘、鉻、鉛、汞、砷含量均符合無公害水產(chǎn)品要求。以生物富集因子（BCF）來表征貝類對水體中重金屬的富集能力，研究發(fā)現(xiàn)：泥蚶、縊蟶、青蛤?qū)︽k、砷的富集能力較強(qiáng)，其富集系數(shù)分別為：967.7，193.5，161.3和687.5，1 218.8，1000?？O蟶對砷的富集系數(shù)最高。

關(guān)鍵詞：重金屬；海洋經(jīng)濟(jì)貝類；風(fēng)險(xiǎn)評估；富集

近年來，隨著社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，人們對健康日益重視。水產(chǎn)品營養(yǎng)豐富，味道鮮美，一直深受人們的喜愛，人們對其品質(zhì)的要求也逐漸提高。重金屬污染廣泛存在于我國的河流、湖泊及其底部的淤泥之中，主要受工業(yè)化進(jìn)程、生活污水等影響，直接影響水產(chǎn)品品質(zhì)。樂清市是浙江省重要的水產(chǎn)品養(yǎng)殖區(qū)域，其圍塘養(yǎng)殖區(qū)域大多分布于樂清灣和河口附近，此水域是沿海陸源污染物和海上排污的主要收納場所。隨地表徑流進(jìn)入沿海水體的重金屬，污染局部海域水質(zhì)，聚積于淤泥之中，并且易于在水產(chǎn)品體內(nèi)富集，是水產(chǎn)品質(zhì)量和安全的潛在威脅。當(dāng)人們食用重金屬含量超標(biāo)的水產(chǎn)品后，重金屬會在人體內(nèi)積累，不易排出，從而導(dǎo)致急、慢性疾病或產(chǎn)生遠(yuǎn)期危害，如20世紀(jì)60年代，日本的“骨痛病”、“水俁病”等均是重金屬污染引起的。

貝類是樂清市沿海海域的重要養(yǎng)殖品種，深受廣大群眾的喜愛。然而，貝類的濾食性具有固著性特點(diǎn)，自身用于代謝的混合氧化系統(tǒng)存在缺陷，對多種富集于體內(nèi)的化合物的釋放速率與魚類和甲殼類相比較為緩慢，從而導(dǎo)致其體內(nèi)重金屬含量較高。Han等對臺灣水產(chǎn)品受砷污染的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，貝類受砷污染的程度要高于其他水產(chǎn)品。因此，分析貝類生物體與養(yǎng)殖環(huán)境中重金屬的分布狀況，研究貝類生物體對重金屬的吸收、富集機(jī)制，治理海洋環(huán)境污染，對于保障貝類產(chǎn)品質(zhì)量安全具有重要意義。

我們選取產(chǎn)量較高的泥蚶（Tegillarca granosa）、縊蟶（Sinonovacula constricat canar-ck）、青蛤（Cyclina sinensis），分別代表蚶類、蟶類和蛤類，用于研究貝類產(chǎn)品中重金屬的富集情況。實(shí)驗(yàn)的重金屬選取目前食品安全中關(guān)注度較高五種重金屬：鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、砷（As）和汞（Hg）。

1材料與方法

1.1供試樣本

供試樣本采自浙江省樂清市樂清灣圍塘養(yǎng)殖區(qū)域的四處圍塘，所在地分別為雁蕩鎮(zhèn)、清江鎮(zhèn)、虹橋鎮(zhèn)和翁垟街道。四處圍塘均為2 hm²左右的海水養(yǎng)殖圍塘，采集圍塘內(nèi)水體、沉積物和貝類生物體（泥蚶、縊蟶、青蛤），水體采樣層次為表層1m左右，在水體同站位采集沉積物，采樣層次為30 cm左右，生物體隨機(jī)采集。每個(gè)養(yǎng)殖區(qū)采集水體2組64個(gè)、沉積物2組64個(gè)、生物體3組96個(gè)（泥蚶35個(gè)、縊蟶32個(gè)、青蛤29個(gè)），共采集樣本數(shù)224個(gè)。

1.2采樣方法

使用有機(jī)玻璃采水器采集水體三份，各1 L，立即酸化固定后送至實(shí)驗(yàn)室檢測。第一份加硫酸至pH<2于細(xì)口瓶中，用于測定汞含量；第二份使用0.45/zm濾膜過濾后，加硫酸至pH<2于細(xì)口瓶中，用于測定鉻、砷含量；第三份使用0.45μm濾膜過濾后，加硝酸至pH<2于細(xì)口瓶中，用于測定鉛、鎘含量。

使用抓斗式采泥器采集沉積物兩份，各500g。第一份放人已洗凈的聚乙烯袋中，扎緊袋口，用于測定鉛、鎘、鉻、砷含量；第二份放人廣口瓶中，用于測定汞含量。

用鐵把手采集貝類生物體1.5 kg，在現(xiàn)場用海水沖洗干凈后，放人雙層聚乙烯袋中，用于測定鉛、鎘、鉻、砷、汞含量。

1.3研究方法

水體中重金屬含量依據(jù)《海洋監(jiān)測規(guī)范第4部分：海水分析》（GB 17378.4）進(jìn)行測定。

沉積物經(jīng)過100 g烘干、研磨、過篩后，依據(jù)《海洋監(jiān)測規(guī)范第5部分：沉積物分析》（GB17378.5）測定其重金屬含量。

生物樣取可食部分，依據(jù)《食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法理化部分》（GB/T 5009.11、GB 5009.12、GB/T5009.15、GB/T 5009.17、GB/T 5009.123）測定其重金屬含量。

鉛、鎘、鉻采用無火焰原子吸收分光光度法進(jìn)行測定分析。

汞和砷采用原子熒光法進(jìn)行測定分析。

2結(jié)果與分析

2.1水體、沉積物中的重金屬含量檢測結(jié)果

水體、沉積物中的重金屬含量檢測結(jié)果如表1所示。由表可知，水體和沉積物中均有檢測出鎘、鉻、鉛、汞和砷。參照NY 5052—2001《海水養(yǎng)殖用水水質(zhì)》和GB 18668—2002《海洋沉積物質(zhì)量》，我們發(fā)現(xiàn)，除了翁垟街道水體中汞含量達(dá)0.000 31 mg/L，為限量值的1.55倍，其他水體中重金屬含量全部符合標(biāo)準(zhǔn)。沉積物中重金屬含量全部符合第三類標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2貝類生物體中的重金屬含量檢測結(jié)果

貝類生物體中的重金屬含量檢測結(jié)果如表2所示，貝類生物體中均有重金屬檢測出，但是含量較低，均符合GB 2762—2012《食品中污染物限量》標(biāo)準(zhǔn)的要求。所選貝類產(chǎn)品汞含量最低，測定值在0.003 5～0.003 8 mg/kg之間，遠(yuǎn)低于限量值。其他重金屬在貝類產(chǎn)品中的含量相對較高，其中砷含量最接近限量值，測定值為0.22～0.39mg/kg之間，各水產(chǎn)品中砷含量從多到少依次為縊蟶>青蛤>泥蚶，可能是貝類生物體對環(huán)境中的砷具有一定的生物富集作用。不同貝類中鉻含量和鉛含量比較接近，鎘含量具有明顯差異，其中泥蚶鎘含量最高，測定值為0.3 mg/kg，低于貝類產(chǎn)品中鎘的限量值。由此可見，所選貝類產(chǎn)品重金屬含量均未超過限量值，全部符合無公害水產(chǎn)品的質(zhì)量要求。

2.3貝類生物體與水體、沉積物中重金屬含量的相關(guān)性分析

分別對水體、沉積物及貝類的所有樣本進(jìn)行重金屬含量測定，分析發(fā)現(xiàn)，貝類中鎘、鉛、砷含量與水體中鎘、鉛、砷的含量呈低度相關(guān)，與鉻、汞不相關(guān)；貝類中砷含量與沉積物中砷含量呈中度相關(guān)，與汞呈低度相關(guān)，與鎘、鉻、鉛不相關(guān)，相關(guān)系數(shù)如圖1、圖2所示。

2.4不同貝類生物體對重金屬的富集情況分析

根據(jù)表1數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析，我們發(fā)現(xiàn)水體中鉻、鉛含量明顯高于鎘、砷、汞，其含量從高到低依次為鉻>鉛>砷>鎘>汞，而貝類體內(nèi)重金屬含量從高到低依次為砷>鉻>鎘>鉛>汞，并無明顯相關(guān)性。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)，鉛在環(huán)境中含量相對較高，而貝類體內(nèi)卻相對較低，因此我們推斷貝類在濾食過程中被動(dòng)地?cái)z入鉛，在一定程度上形成了富集，但由于貝類對鉛存在某種排泄機(jī)制，能夠有效驅(qū)使鉛排出體外，從而降低鉛含量。與鉛相反的是重金屬砷，砷在環(huán)境中含量較低，但在貝類體內(nèi)最高，因此我們推斷貝類對重金屬砷的富集能力最強(qiáng)。

為了更準(zhǔn)確地描述貝類對重金屬的富集吸收能力，我們選擇生物富集因子（BCF）作為表征手段（BCF=生物體中重金屬濃度/水體中重金屬濃度）。計(jì)算得到貝類生物體對重金屬的BCF值（表3）。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，貝類對重金屬有不同程度的富集吸收能力，對鉻、鉛、汞的富集能力比較接近，相對較低，對鎘的富集能力相對較強(qiáng)，對砷的富集能力最強(qiáng)，其中縊蟶對砷的富集系數(shù)最高，達(dá)1218.8倍。

3結(jié)論與討論

根據(jù)NY 5052—2001《海水養(yǎng)殖用水水質(zhì)》、GB 18668—2002《海洋沉積物質(zhì)量》以及GB 2762—2012《食品中污染物限量》三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別對水體、沉積物和貝類生物體判定，結(jié)果顯示，除了翁垟街道水體中汞含量達(dá)0.000 31 mg/mL，為限量值的1.55倍，其他水體、沉積物、貝類產(chǎn)品全部符合標(biāo)準(zhǔn)。

貝類是濾食性動(dòng)物，水體中的重金屬以離子狀態(tài)存在或吸附在有機(jī)體和有機(jī)顆粒表面，在貝類濾食過程中被攝入，形成重金屬在貝類體內(nèi)的富集。本文研究表明，貝類中鎘、鉛、砷含量與水體中鎘、鉛、砷的含量呈低度相關(guān)，與鉻、汞不相關(guān)；貝類中砷含量與沉積物中砷含量呈中度相關(guān)，與汞呈低度相關(guān)，與鎘、鉻、鉛不相關(guān)。

我們還發(fā)現(xiàn)，貝類對重金屬有不同程度的富集吸收，以生物富集因子（BCF）為表征手段可知，貝類對砷的富集能力最強(qiáng)，其中縊蟶對砷的富集系數(shù)最高，達(dá)1218.8倍。砷的毒性和化學(xué)性質(zhì)與其形態(tài)有關(guān)，研究表明無機(jī)砷的毒性遠(yuǎn)大于有機(jī)砷，而且三價(jià)砷的毒性大于五價(jià)砷的毒性。砷主要是通過阻止含鄰位巰基的酶或在ATP形成過程中取代磷酸鹽，破壞磷?；饔?，從而危害生物體的健康。貝類對鎘的富集能力相對較強(qiáng)，但有較大差異，其中泥蚶對鎘的富集系數(shù)為967.7倍。鎘被人類攝人后，很難排出體外，會造成人體內(nèi)鈣的大量流失，引起骨質(zhì)疏松等病癥。另外，眾多研究報(bào)道均表明，重金屬在水生生物體內(nèi)不同組織的富集量存在顯著差異，其中腎臟、肝臟等是重金屬重要的靶器官。因此，從飲食安全的角度來講，要注意去除內(nèi)臟，食用肌肉部分。

綜合以上結(jié)果分析，不同貝類對不同的重金屬表現(xiàn)出不同的富集效果。泥蚶對鎘的富集作用最為明顯，而且比值最大；縊蟶對砷、鉛的富集作用最明顯，砷比值較大，鉛比值較??；青蛤?qū)︺t的富集作用最明顯，但是比值不大；三種貝類對汞的富集作用相差不大，而且比值都較小。因此，環(huán)境中的鎘、砷、鉻對貝類食品安全的威脅比鉛、汞更大，應(yīng)該對此引起足夠的重視。就汞在貝類體內(nèi)富集而言，其富集程度要遠(yuǎn)低于鎘、鉛、鉻、砷，這可能與水體中含量較低有一定關(guān)系，還需要在試驗(yàn)中進(jìn)一步證實(shí)。