陜西省養(yǎng)殖水產(chǎn)品重金屬含量狀況調(diào)查及評價(jià)

田強(qiáng)兵，任惠麗 ，侯淑敏，楊元昊

(陜西省水產(chǎn)研究所，西安 710086)

陜西省養(yǎng)殖水產(chǎn)品重金屬含量狀況調(diào)查及評價(jià)

田強(qiáng)兵，任惠麗 ，侯淑敏，楊元昊

(陜西省水產(chǎn)研究所，西安 710086)

2014 年至2015年，在陜西省的西安市、渭南市、寶雞市、漢中市、安康市、榆林市和銅川市采集草魚、鯉、鯽、鰱、鳙、羅非魚、烏鱧、俄羅斯鱘、鯰、虹鱒和大鯢等11個(gè)水產(chǎn)品品種共計(jì)274份樣品，分別檢測Zn、Cu、Hg、As、Cd和Pb 6種重金屬(含類金屬As)含量。這6 種重金屬元素在不同水產(chǎn)品肌肉中殘留量分別為2.49～25.15、0.1L～2.15、0.000 15L～0.364 3、0.01L～0.161 9、0.000 1L～0.031 5和0.002 5～0.4 mg/kg(鮮重)。6種重金屬在11種水產(chǎn)品中的平均含量均低于我國限量標(biāo)準(zhǔn)，綜合污染指數(shù)等級為Ⅳ級，污染程度屬無污染，重金屬含量總體狀況良好。不同養(yǎng)殖品種間重金屬的含量水平有一定差異，大鯢體內(nèi)Zn的含量水平最高，其次為鯉、鯽、鯰及羅非魚；鯽體內(nèi)Cu的含量水平顯著高于其它魚類，其次為鯉；Hg在烏鱧體內(nèi)含量水平明顯較高，其次為大鯢、鰱、鳙和俄羅斯鱘；As在虹鱒體內(nèi)含量水平最高，其次為俄羅斯鱘和鰱。Cd和Pb的含量在11種水產(chǎn)品間無明顯差異。分析結(jié)果表明陜西省養(yǎng)殖水產(chǎn)品重金屬含量目前虹鱒、俄羅斯鱘、鰱和鳙重金屬綜合污染指數(shù)相對較高，潛在污染風(fēng)險(xiǎn)相對較大，重金屬指標(biāo)中As和Hg的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)相對較高。

水產(chǎn)品；重金屬；評價(jià)；綜合污染指數(shù)

重金屬是一類典型的環(huán)境污染物，可以通過工農(nóng)業(yè)及生活廢水的排放、降水徑流、受污染底泥的釋放及大氣沉降等途徑進(jìn)入水體，對水-水生植物-水生動(dòng)物系統(tǒng)等產(chǎn)生危害，并通過飲水、食物鏈等途徑直接或間接地影響人類自身的健康[1]。近年來，工業(yè)污染物排放使得大量重金屬殘留于土壤、水域，導(dǎo)致河流、湖泊、海洋的水質(zhì)日益惡化，水產(chǎn)品重金屬污染日益引起消費(fèi)者的關(guān)注，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。目前，重金屬對食品的污染和對人類健康的危害已成為一個(gè)全球普遍關(guān)注的安全問題[2]。

研究證明，水生生物對環(huán)境污染物特別是重金屬具有較強(qiáng)的富集作用[3-5]，通過水體的轉(zhuǎn)移，大量的重金屬被魚類吸收累積在體內(nèi)，隨著食物鏈的富集放大在人體中不斷累積,對人體的健康會構(gòu)成一定的威脅[6]。陜西省是內(nèi)陸省份，水產(chǎn)品養(yǎng)殖主要以淡水養(yǎng)殖魚類為主，年產(chǎn)水產(chǎn)品十幾萬噸，但是目前未見對該地區(qū)水產(chǎn)品中重金屬類污染物的基礎(chǔ)性調(diào)查和潛在風(fēng)險(xiǎn)因子的研究。本研究選取陜西省各地市主要養(yǎng)殖品種為抽樣調(diào)查對象，測定其體內(nèi)重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg 的含量狀況和污染水平，旨在分析和評價(jià)本地區(qū)淡水養(yǎng)殖水產(chǎn)品中重金屬的污染水平，為相關(guān)部門了解本地區(qū)養(yǎng)殖環(huán)境和水產(chǎn)品質(zhì)量安全狀況,以及開展?jié)O業(yè)環(huán)境及水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管等提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集制備

2014—2015年以隨機(jī)抽樣的方式在陜西省西安市、渭南市、寶雞市、漢中市、安康市、榆林市和銅川市等城市采集了具有代表性的11種本地養(yǎng)殖水產(chǎn)品(見表1)，根據(jù)《水產(chǎn)品抽樣規(guī)范》(GB/T30891—2014)，取新鮮魚樣可食肌肉組織，勻漿后，供重金屬分析用。樣品經(jīng)硝酸-高氯酸消化后，以硼氫化鉀為還原劑，以氬氣為載氣，采用原子熒光光譜儀檢測汞和砷；硝酸-高氯酸消化魚樣，采用原子吸收石墨爐法測定銅、鉛、鎘，采用原子吸收火焰法測定鋅．測定過程中，采用粉狀盲樣(黃魚粉)及平行雙樣進(jìn)行質(zhì)量控制，其中平行雙樣的相對偏差均小于15%，粉狀盲樣測定值均達(dá)到允許誤差。

表1 調(diào)查樣品的種類和規(guī)格范圍

1.2 數(shù)據(jù)處理和評價(jià)方法

采用Excel( 2007) 、SPSS( 11.0)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理及統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。采用單因素方差分析(Analysisofvariance，ANOVA)及q檢驗(yàn)法(Student-Newman-Keuls,q)多重比較不同魚類體內(nèi)Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg含量的差異,數(shù)據(jù)均以P<0.05 作為差異顯著性的標(biāo)準(zhǔn)。

依據(jù)《無公害食品 水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》(NY5073-2006)對水產(chǎn)品中Cu、Pb、Cd、As和Hg含量水平、食用安全進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)模式采用單因子評價(jià)法和綜合質(zhì)量指數(shù)法進(jìn)行評價(jià)。

單項(xiàng)質(zhì)量指數(shù)法：其公式為Pi=Ci/Si(其中，Pi為第i項(xiàng)污染因子的質(zhì)量分指數(shù)，Ci為第i項(xiàng)污染因子的檢測數(shù)據(jù)，Si為第i項(xiàng)污染因子的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值)，對水產(chǎn)品中的重金屬含量水平進(jìn)行評價(jià)。一般認(rèn)為，Pi≤1.0，符合生物質(zhì)量，可以安全食用，Pi>1.0生物質(zhì)量超標(biāo)，不能安全食用[7]。綜合質(zhì)量指數(shù)法采用內(nèi)梅羅指數(shù)法[8]。

式中maxPij為生物體質(zhì)量指數(shù)最大值，avePij為各質(zhì)量指數(shù)的平均值。

水產(chǎn)品重金屬允許限量標(biāo)準(zhǔn)(Si)列于表2，綜合污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表2 水產(chǎn)品重金屬允許限量標(biāo)準(zhǔn)(Si)

表3 綜合污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 陜西省水產(chǎn)品不同養(yǎng)殖品種體內(nèi)Zn、Cu、Hg、As、Cd和Pb的含量

對本實(shí)驗(yàn)在陜西省各地市所采集的11種水產(chǎn)品共計(jì)274份樣本的檢測結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，各水產(chǎn)品體內(nèi)的Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg的平均含量見表4。結(jié)果表明:11種水產(chǎn)品體內(nèi)Zn的含量范圍為(2.49～25.15) mg/kg。大鯢體內(nèi)Zn的含量與鯉、鯽、鯰及羅非魚之間的差異不顯著，但均顯著高于草魚、鰱、虹鱒、鳙、俄羅斯鱘和烏鱧(P<0.05)； Zn的平均含量為：大鯢>鯉>鯽>鯰>羅非魚>草魚>鰱>虹鱒>鳙>俄羅斯鱘>烏鱧。Cu在11種水產(chǎn)品體內(nèi)的含量范圍為(0.1L～2.15)mg/kg。鯽體內(nèi)Cu的含量顯著高于其它10個(gè)品種(P<0.05)；鯉體內(nèi)Cu的含量顯著高于大鯢(P<0.05)；。Cu的平均含量為：鯽>鯉>鳙>鰱>草魚>俄羅斯鱘>羅非魚>虹鱒>烏鱧>鯰>大鯢。Hg在11種水產(chǎn)品體內(nèi)的含量范圍為(0.000 15L～0.364 3)mg/kg。烏鱧體內(nèi)Hg的含量顯著高于鯰魚和草魚(P<0.05)，除烏鱧外其它水產(chǎn)品品種Hg的含量差異不顯著(P>0.05), 這與我國連云港地區(qū)烏鱧汞殘留量相對其它淡水品種含量較高的現(xiàn)象一致[9]。Hg的平均含量為：烏鱧>大鯢>鰱>鳙>俄羅斯鱘>虹鱒>羅非魚>鯽>鯉>鯰>草魚。As在11種水產(chǎn)品體內(nèi)的含量范圍為(0.01L～0.161 9)mg/kg。虹鱒體內(nèi)As的含量顯著高于其它品種(P<0.05)，其它品種體內(nèi)As的含量差異不顯著(P>0.05)。As的平均含量為：虹鱒>俄羅斯鱘>鰱>鳙>羅非魚>鯉>草魚>鯽>大鯢>烏鱧>鯰。Cd和Pb在調(diào)查的11種水產(chǎn)品體內(nèi)含量均較低，各品種間含量差異不顯著(P>0.05)，Cd的含量范圍為(0.000 1L～0.031 5)mg/kg，Pb的含量范圍為(0.002 5～0.4)mg/kg, Cd和Pb的含量水平與畢士川等[10]和王竹天等[11]對我國水產(chǎn)品中Cd和Pb的調(diào)查分析結(jié)論接近。

Cu、Zn 和As 是大多數(shù)有機(jī)體生理調(diào)節(jié)機(jī)制所必需的元素[12]，但如果魚體含量超過魚類的耐受值，就會對魚類的健康產(chǎn)生威脅。Cd、Hg 和Pb 不是機(jī)體所必需的元素。陜西省肉食性魚類(鯽、鯉和草魚)、濾食性魚類(鳙和鰱)和肉食性魚類(烏鱧和鯰)與我國其它地區(qū)同種魚類的重金屬含量比較見表5。Cu的平均含量除肉食性魚類(鯽、鯉和草魚)略高于東北三省外，其余均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于沿海的珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)和浙江省等地區(qū)；Zn的平均含量與東北三省、珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)和浙江省等地區(qū)無明顯差異，處于同級別含量水平；陜西省各魚類As的含量大部分為未檢出，明顯低于東北三省、珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)和浙江省等地區(qū)同類魚的含量；陜西省魚類 Hg的平均含量明顯高于珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)同類魚的含量，肉食性魚類(鯽、鯉和草魚)的含量略高于或接近東北三省和浙江省同類魚類的含量，肉食性魚類(烏鱧)的含量明顯高于浙江省同類魚類的含量；Cd的平均含量除草魚、

表4 11種養(yǎng)殖水產(chǎn)品重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg的平均含量和分析結(jié)果

注：未檢出時(shí)以檢出限+L表示，統(tǒng)計(jì)時(shí)以1/2檢出限計(jì)算,同列數(shù)據(jù)上標(biāo)中不含有相同的字母代表差異性顯著，P<0.05。

鰱和鯰高于珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)的平均含量(Cd的平均含量均為未檢出)外，同類魚Cd的平均含量均低于東北三省、珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)和浙江省等地區(qū)的含量； Pb的平均含量明顯低于東北三省和沿海的珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)及浙江省等地區(qū)同類魚的含量。

表5 陜西省養(yǎng)殖水產(chǎn)品體內(nèi)重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg與其它地區(qū)含量比較

續(xù)表5

注：未檢出時(shí)以檢出限+L表示，/代表指標(biāo)未檢測。

綜上所述，陜西省本地養(yǎng)殖水產(chǎn)品中重金屬的總體含量較我國其它地區(qū)低，由于魚類可以作為環(huán)境污染的指示生物[16]，陜西省養(yǎng)殖水產(chǎn)品的生物監(jiān)測結(jié)果在一定程度上也反映了本地區(qū)養(yǎng)殖環(huán)境中重金屬的污染水平。

2.2 陜西省養(yǎng)殖水產(chǎn)品體內(nèi)Cu、Hg、As、Cd和Pb食用安全評價(jià)

通過對樣品的調(diào)查分析，各養(yǎng)殖品種的平均污染質(zhì)量分布指數(shù)列于表6。結(jié)果表明：陜西省本地養(yǎng)殖的11種水產(chǎn)品中銅、鉛、鎘、汞和砷的含量平均值均遠(yuǎn)低于我國水產(chǎn)品重金屬質(zhì)量相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)，11種水產(chǎn)品重金屬綜合污染指數(shù)Pi<1.0，無污染，水產(chǎn)品總體狀況良好，可以安全食用。陜西省養(yǎng)殖水產(chǎn)品調(diào)查的11個(gè)品種中虹鱒(Pi=0.501)、俄羅斯鱘(Pi=0.264)、鰱(Pi=0.234)和鳙(Pi=0.140)重金屬綜合污染指數(shù)最高，重金屬的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)相對較高，這可能是由于我省的這些品種主要以山區(qū)附近的水質(zhì)養(yǎng)殖為主，養(yǎng)殖環(huán)境受山區(qū)金屬礦物質(zhì)含量影響較大。同時(shí)羅非魚、鯉和草魚等雜食性魚類重金屬綜合污染指數(shù)大于烏鱧、大鯢和鯰等肉食性魚類，這與謝文平等[13]、聶湘平等[17]關(guān)于江、河流域中不同魚類重金屬元素殘留特征為肉食性魚大于植食性魚和雜食性魚的結(jié)論不完全相同。張聰?shù)萚18]在研究太湖魚體中重金屬鉻含量時(shí)，也發(fā)現(xiàn)雜食性魚類肌肉中鉻含量水平顯著高于草食性魚類肌肉中的含量，而與肉食性魚類之間沒有差異,這可能是由于本實(shí)驗(yàn)所采集的樣品來自全省各地區(qū)的人工精養(yǎng)商品魚，水質(zhì)環(huán)境、生長周期和餌料組成存在差異，不同于江、河中某一固定河段相同環(huán)境中的魚類重金屬富集規(guī)律，同時(shí)目前魚類養(yǎng)殖大量使用的飼料和各種添加劑中重金屬含量水平也參差不齊[19]，各品種魚類所食用的飼料類型不盡相同造成的。劉芳芳[20]的研究即表明養(yǎng)殖羅非魚中重金屬富集與飼料中的重金屬分布存在著顯著相關(guān)性。水產(chǎn)品養(yǎng)殖過程中飼料等投入品的重金屬污染是否在養(yǎng)殖環(huán)境中占主導(dǎo)地位有待進(jìn)一步研究。陜西省養(yǎng)殖水產(chǎn)品各品種間重金屬綜合污染指數(shù)由高到底為：虹鱒>俄羅斯鱘>鰱>鳙>羅非魚=鯉>草魚>烏鱧>大鯢>鯽>鯰；各重金屬指標(biāo)綜合污染指數(shù)由高到低依次為：As(Pi=0.202)、Hg(Pi=0.065)、Pb(Pi=0.047)、Cd(Pi=0.012)和Cu(Pi=0.006)。

表6 各重金屬因子質(zhì)量分布指數(shù)Pi

3 結(jié)論

陜西省本地養(yǎng)殖的11種水產(chǎn)品Cu、Hg、As、Cd和Pb的平均含量水平一定程度上反映了本地區(qū)養(yǎng)殖環(huán)境中重金屬的污染水平，11種水產(chǎn)品重金屬平均含量遠(yuǎn)低于我國水產(chǎn)品重金屬質(zhì)量相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)，總體含量水平低于我國其它地區(qū)。本地不同養(yǎng)殖品種間重金屬的含量水平有一定差異，大鯢體內(nèi)Zn的含量水平最高，其次為鯉、鯽、鯰及羅非魚；鯽體內(nèi)Cu的含量水平顯著高于其它魚類，其次為鯉；大鯢體內(nèi)Cu的含量水平最低。污染指標(biāo)Hg在烏鱧體內(nèi)含量水平明顯較高，其次為大鯢、鰱、鳙和俄羅斯鱘；草魚體內(nèi)Hg的含量水平最低。污染指標(biāo)As在虹鱒體內(nèi)含量水平最高，其次為俄羅斯鱘和鰱。污染指標(biāo)Cd和Pb的含量在11種水產(chǎn)品間無明顯差異，均處于較低含量水平。

陜西省淡水養(yǎng)殖水產(chǎn)品重金屬質(zhì)量安全評價(jià)結(jié)果為：生物質(zhì)量Pi<1.0，綜合污染指數(shù)等級為Ⅳ級，污染程度屬無污染，水產(chǎn)品中重金屬含量總體狀況良好，可以安全食用。養(yǎng)殖水產(chǎn)品中虹鱒、俄羅斯鱘、鰱和鳙重金屬綜合污染指數(shù)最高，潛在污染風(fēng)險(xiǎn)相對較大，調(diào)查的水產(chǎn)品重金屬指標(biāo)中As和Hg的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)相對較大。

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(責(zé)任編輯：張紅林)

Investigation and evaluation of heavy metal contentof aquaculture products in Shaanxi

TIAN Qiang-bing，REN Hui-li，HOU Shu-min，YANG Yuan-hao

(ShaanxiFisheriesInstitute,Xi'an710086,China)

The concentrations of Zn, Cu, Hg, As, Cd and Pb were determined in 274 samples of 11 types of aquaculture products. Grass carp, Carp, Crucian carp, Silver carp, Bighead, Tilapia, Snakehead, Russian Sturgeon, Catfish, Rainbow trout and Giant salamander were collected from Xian, Weinan, Baoji, Hanzhong, Ankang, Yulin and Tongchuan cities in Shaanxi province from 2014 to 2015. The average concentrations of these heavy metals in the muscles of the fishes were 2.49 ～ 25.15, < 0.1 ～ 2.15, < 0.00015 ～ 0.3643, < 0.01-0.1619, < 0.0001 ～ 0.0315 and 0.0025 ～ 0.4 mg/kg for Zn, Cu, Hg, As, Cd and Pb, respectively. The average contents of these six heavy metals in the 11 types of fishes were individually lower than the national standards of fish food safety, China. The comprehensive pollution index level was Ⅳ, belonging to pollution-free. This implies that the contents of heavy metals in fishes in these areas were safe. There were obvious differences in the contents of different heavy metals in different species of fishes. Zn concentration in Giant Salamander muscle was of the highest levels, followed in Carp, Crucian carp, Catfish, and Tilapia muscles. The Cu levels in Crucian muscle were significantly higher than that in other fishes, followed by Carp (p<0.05). Hg level in Snakehead muscle was the highest among fishes, followed by Giant Salamander, Silver carp, Bighead and Russian Sturgeon. As level in rainbow trout was the highest, followed by Russian Sturgeon and Silver carp. There was not obvious difference in the contents of Cd (or Pb) among these 11 species of fish. Results show that the high comprehensive pollution index of heavy metals occurred in Rainbow trout, Russian Sturgeon, Silver carp and Bighead in Shaanxi province, implying large potential pollution risk. As for the types of heavy metals, the comprehensive pollution indices of As and Hg were relatively high.

aquaculture products; heavy metals; evaluation; pollution index

2016-07-18；

2016-12-15

陜西省水利科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013SLKJ-36；2015SLKJ-22)

田強(qiáng)兵(1979-)，男，工程師，主要從事漁業(yè)生態(tài)環(huán)境和水產(chǎn)品質(zhì)量安全研究。E-mail：qiangbingtian@sina.com

S931.3

A

1000-6907-(2017)02-0057-06