重金屬污染對(duì)魚類的影響

（吉林省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站，吉林長(zhǎng)春 130012）

一、前言

1.我國(guó)水資源受重金屬污染現(xiàn)狀

水環(huán)境主要包括河流、湖泊、水庫(kù)、海洋、池塘等。水受重金屬污染情況，是指水體中的重金屬物質(zhì)超出了水的凈化循環(huán)能力，使水的構(gòu)成及其性質(zhì)產(chǎn)生變化，從而使水環(huán)境中生物發(fā)育活動(dòng)提前發(fā)生惡化。

近年來，中國(guó)每年增加的污水排放量呈上升趨勢(shì)，每天將近1.54億m3，其中75%的全國(guó)生活污水及工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排入水域。據(jù)監(jiān)測(cè)，幾乎所有污染物在大連灣中全部超標(biāo)。渤海錦州灣底泥中重金屬Zn、Pb、Cd和Hg等超標(biāo)達(dá)150倍以上，導(dǎo)致底棲生物體內(nèi)有毒重金屬含量嚴(yán)重高出國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[1]。水域中重金屬嚴(yán)重負(fù)荷，大量魚類等水生生物發(fā)育緩慢、畸形并發(fā)生死亡。

2.重金屬與魚類的關(guān)系

重金屬與魚類的生長(zhǎng)發(fā)育有著密不可分的關(guān)系。一些重金屬離子是魚體所必需的微量金屬元素，在多重代謝過程中起著重要作用，一旦缺乏，會(huì)引發(fā)各種病癥。但是由于重金屬可以在魚類體內(nèi)沉積，水體中的重金屬Zn、Cu、Mn、Hg、Cd、Pb等劑量超過標(biāo)準(zhǔn)會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒害作用，因此在日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染下，研究并緩解重金屬污染對(duì)魚類的危害，已勢(shì)在必行。

魚類受重金屬的危害程度主要在于重金屬的種類及在天然水體中重金屬的濃度。水中重金屬濃度是決定生活在中、上層魚類體內(nèi)重金屬存積量的重要因素。而水和沉積物中的重金屬濃度則決定了底棲魚類體內(nèi)的重金屬積累量[2]。不同重金屬種類和濃度可引起重金屬在魚體內(nèi)蓄積，更可使魚的免疫功能、呼吸強(qiáng)度、生理生化受到嚴(yán)重?fù)p害。

二、重金屬污染對(duì)魚類的危害

1.重金屬對(duì)魚類呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸強(qiáng)度是指生物在一定時(shí)間內(nèi)和一定的環(huán)境條件下CO2的釋放量或O2的消耗量，它是生物生理代謝的一個(gè)重要特征。因此，呼吸強(qiáng)度常作為生物受環(huán)境變化影響的重要指標(biāo)。重金屬污染會(huì)導(dǎo)致魚類呼吸強(qiáng)度明顯下降。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知：不同種重金屬對(duì)魚類呼吸強(qiáng)度的危害不同。其中Cu的效果最為明顯，其次為Hg、Zn、Pb。

2.重金屬對(duì)魚類生長(zhǎng)的影響

吳賢漢等[3]研究了不同劑量的重金屬對(duì)體長(zhǎng)為1.8～2.2 cm的文昌魚的毒性影響，結(jié)果表明，重金屬對(duì)文昌魚產(chǎn)生敏銳反應(yīng)，如果重金屬超過一定的濃度可能引起文昌魚中毒乃至死亡，但微量的重金屬能促進(jìn)文昌魚的生長(zhǎng)。

3.重金屬對(duì)魚類嗅覺器官及功能的影響

陳榮等羅非魚為試驗(yàn)對(duì)象，采用電生理學(xué)方法研究四種不同濃度的Hg2+、Cd2+污染液對(duì)羅非魚嗅覺功能和嗅覺器官結(jié)構(gòu)的損傷[4]，結(jié)果表明：Hg2+、Cd2+均可抑制羅非魚EOG反應(yīng)，抑制效應(yīng)隨污染時(shí)間的延長(zhǎng)和離子濃度的升高而增大，且Cd2+的抑制效應(yīng)大于Hg2+。光鏡研究顯示，分別浸浴在10 μg/L、50 μg/L的Hg2+或Cd2+污染液15 d后的羅非魚嗅上皮均有不同程度的損傷，在低濃度組，損傷主要是非感覺區(qū)粘液細(xì)胞出現(xiàn)增生現(xiàn)象。高濃度組的嗅上皮局部出現(xiàn)空泡化，嗅上皮邊緣出現(xiàn)缺口并有細(xì)胞溢出，在含80 μg/L Hg2+或Cd2+混合組中，嗅上皮基本無損傷。

三、重金屬對(duì)魚的作用結(jié)果

1.重金屬在魚體內(nèi)積累的種類及含量

魚體內(nèi)堆積的重金屬含量差異，取決于水中的重金屬濃度和沉積物中的重金屬濃度。不同水域中的魚類體內(nèi)所含重金屬不同（見表1）。

表1　天然水體中魚體內(nèi)積累的重金屬

重金屬在魚體內(nèi)各類不同器官中的分布是不平衡的。陸超華[5]對(duì)我國(guó)南海北部海域的經(jīng)濟(jì)魚類中重金屬(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni)等的含量和分布進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：肌肉中重金屬含量最低。楊美蘭[6]等分析了24種主要經(jīng)濟(jì)魚類體中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni的含量分別在北部灣東北部388—389魚區(qū)和東南部490—512魚區(qū)，結(jié)果表明：魚體各組織、器官重金屬含量呈非均勻分布，鱗、鰓、骨部位重金屬含量較高、肌肉重金屬含量最低（見表2）。

表2　魚體各組織器官重金屬含量

2.幾種重金屬的毒性比較

楊麗華等[7]采用靜水法生物測(cè)試研究了Cu、Zn、Cd和Cr對(duì)豐產(chǎn)鯽幼魚的急性毒性，結(jié)果表明：Cu、Zn、Cd和Cr對(duì)鯽魚的安全質(zhì)量濃度分別為 0.009 mg/L、0.59 mg/L、24.41 mg/L和2.23 mg/L。4種重金屬毒性大小順序依次為Cu＞Cd＞Zn＞Cr。但對(duì)真鯛幼魚和黑鯛幼魚的毒性順序則為鋅大于Cd[8]。

3.重金屬污染對(duì)魚類呼吸強(qiáng)度的作用

賈秀英[9]研究了Cu、Pb、Hg、Zn 4種重金屬對(duì)泥鰍幼魚呼吸強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，在染毒歷時(shí)10 min時(shí)，泥鰍幼魚的呼吸強(qiáng)度明顯高于對(duì)照組(見表3），可見泥鰍幼魚易受重金屬污染的影響，致使呼吸強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)驟增，原因可能是由于在中毒后，泥鰍依靠消耗大量的氧氣來維持機(jī)體的生理代謝，從對(duì)泥鰍幼魚的呼吸強(qiáng)度受重金屬影響效果來看，其中Cu最為明顯，其次為Hg、Zn、Pb。

表3　重金屬種類與泥鰍幼魚呼吸強(qiáng)度的關(guān)系（濃度6.0mg/L）

四、重金屬污染的治理技術(shù)研究進(jìn)展

隨著我國(guó)人民生活物質(zhì)水平逐漸提高，水產(chǎn)養(yǎng)殖以及各種水環(huán)境資源的污染引起了人們的高度重視。但現(xiàn)今我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)重金屬污染去除的研究還不夠完善，目前水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)的重金屬去除技術(shù)，大概有以下幾種：

1.化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是指向含重金屬?gòu)U水中加入氫氧化物、硫化物、碳酸化物及磷酸化物等物質(zhì)和游離態(tài)的重金屬離子反應(yīng)生成難溶于水的化合物從而達(dá)到固液分離的目的。如李琳等[10]研究利用橡單寧去除水中重金屬離子 Pb2+、Cd2+、Cr3+、Zn2+、Mn2+、Fe2+的情況，結(jié)果表明最佳去除率分別可達(dá)80.6%、92.2%、85.3%、91.4%、85.0%、86.0%。由此可見化學(xué)沉淀法可有效清除水體中重金屬離子。

2.物化吸附法

物化吸附法是利用多孔性固體物質(zhì)的吸附作用促使水中的重金屬離子吸附在固體吸附劑表面而去除的一種方法，王桂芳等[11]研究了活性炭對(duì)水中重金屬的去除情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：吸附規(guī)律可按Freundlich模式和Langmuir模式很好地模擬，重金屬的吸附能力依次為Fe3+＞Cu2+＞Ni2+。

3.生物吸附法

生物吸附法是指利用動(dòng)物、植物、微生物等活體在生命活動(dòng)過程中對(duì)重金屬的富集作用而達(dá)到去除水體中重金屬的目的。渠榮遴等[12]研究表明玉米、向日葵、蓖麻、豌豆等作物，對(duì)污水中Cd、Cu、Zn、Pb等重金屬均有一定程度的去除效果屬。

4.生態(tài)修復(fù)法

重金屬污染的生態(tài)修復(fù)法是指利用人為構(gòu)建的微生態(tài)系統(tǒng)來去除水體中的重金屬，除了利用人工生態(tài)系統(tǒng)中生物的重金屬富集作用之外，也包括了一些媒介的物化吸附、化學(xué)沉淀等。吳長(zhǎng)淋[13]則就人工濕地去除重金屬的原理與影響因素兩方面出發(fā)，闡述了人工濕地去除重金屬的現(xiàn)狀。

五、結(jié)論

1、導(dǎo)致水污染的重金屬離子主要有：Cu、Hg、Pb、Zn、Fe、Cr、Ni、Cd等。

2、魚類體內(nèi)受重金屬污染最低的是肌肉組織。

3、魚類受重金屬污染的安全濃度：Cu、Zn、Cd和Cr分別為0.009 mg/l、0.59 mg/l、24.41 mg/l和2.23 mg/l。

4、重金屬污染導(dǎo)致的危害可進(jìn)行人工控制和治理。

當(dāng)前水環(huán)境重金屬污染問題已十分突出。水體重金屬污染在不同程度和不同方面都可以影響魚類的生長(zhǎng)與發(fā)育，從而嚴(yán)重影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。故此應(yīng)人工控制和治理雙管齊下。首先應(yīng)該從生活用水及大小水資源源頭入手，保證水環(huán)境中重金屬含量控制在水體承受范圍內(nèi)。然后對(duì)受重金屬污染的水域依照相應(yīng)情況，應(yīng)用化學(xué)沉淀法、物化吸附法、生物吸附法、生態(tài)修復(fù)法等進(jìn)行人工治理，有效地保護(hù)和利用水產(chǎn)資源。

[1]陳祖軍，譚顯英，韋鶴平.論我國(guó)海洋資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[J].水資源保護(hù)，2001，(1):7-10.

[2]馬桂云，嚴(yán)少華，張振華，唐婉瑩.重金屬對(duì)魚類污染的研究進(jìn)展[J].江蘇環(huán)境科技，2003，16（2）：38.

[3]吳賢漢，江新霽，張寶錄，曲艷梅.幾種重金屬對(duì)青島文昌魚毒性及生長(zhǎng)的影響[J].海洋與湖沼，1999，30(6):604-608.

[4]陳榮，柴民娟.Hg2+、Cd2+對(duì)魚類嗅覺的毒性及Ca2+的解毒作用[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，40（3）：726-734.

[5]陸超華.南海北部海域經(jīng)濟(jì)魚類的重金屬含量與分布研究[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)，1994，1(2):68-76.

[6]楊美蘭，賈曉平.北部灣主要經(jīng)濟(jì)魚體中的重金屬[J].海洋通報(bào).1990(5):39-45.

[7]楊麗華，方展強(qiáng)，鄭文彪.重金屬對(duì)鯽魚的急性毒性及安全濃度評(píng)價(jià)[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003，(2).

[8]楊玻莉，鄭微云，陳明達(dá)，莊峙夏，蘇永全等.重金屬對(duì)真鯛幼魚和黑鯛幼魚的毒性效應(yīng)[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1994，33(增刊):28-31.

[9]賈秀英.四種重金屬對(duì)泥鰍幼魚呼吸強(qiáng)度的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版)，2001，27 (5):556-558.

[10]李琳，馮易君，謝家理，單書香等.橡單寧去除水中有毒重金屬離子的研究[J].環(huán)境工程，1997，15 (5):14-16.

[11]王桂芳，包明峰，韓澤志.活性炭對(duì)水中重金屬離子去除效果的研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2004，30 (12):26-29.

[12]渠榮遴，李德森，杜榮騫.水體重金屬污染的植物修復(fù)研究(I)—種苗過濾去除水中重金屬鋅[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2002，21(4):297-300.

[13]吳長(zhǎng)淋.人工濕地處理含重金屬?gòu)U水的研究現(xiàn)狀及展望[J].化學(xué)工程師，2009，162(3):38-41.