舟山近海細點圓趾蟹中鎘含量監(jiān)測及部位分布特征

顧 捷，梅光明，王 勇，黃麗英，孟春英

（1.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點實驗室，浙江舟山 316021；2.安捷倫科技（中國）有限公司，上海 200080）

細點圓趾蟹Ovalipes punctatus隸屬于節(jié)肢動物門，甲殼綱，軟甲亞綱，十足目，爬行亞目，短尾派，方額亞派，梭子蟹科，圓趾蟹屬[1]，俗稱“沙蟹”、“牛角蟹”，分布于日本、澳大利亞、新西蘭、馬達加斯加、南非、秘魯及中國的黃海、東海、南海，屬世界廣布性的廣溫廣鹽種類[2-3]。細點圓趾蟹是東海區(qū)群體數(shù)量最大、資源密度最高的一種蟹類資源[4]，漁期集中在每年春夏季的3-6月，素來是舟山居民當令時節(jié)餐桌上的主角之一。

近年來，由于陸源污染物對海洋生態(tài)環(huán)境的不斷影響，生存在此種環(huán)境下的海洋生物，不同程度地遭受各種污染因子或有毒有害物質(zhì)的威脅，比較典型的環(huán)境污染因子之一是重金屬。所謂重金屬，指的是比重大于5 g/cm3的金屬，包括必需金屬和非必需金屬[5]，除了鋅、鐵、銅、硒、鎂、錳、鎳等維持機體正常生理運行所必不可少的必需金屬，對海洋生物威脅更大的是以鉛、鎘、汞、金、銀和一些罕見的高原子量金屬[5]為代表的非必需金屬，它們并不參與機體的新陳代謝活動，只要機體內(nèi)含有較低水平，甚至是微量濃度，就能對機體造成破壞甚至毒害[6]。

以海洋甲殼類動物為例，已有學(xué)者研究表明，重金屬進入甲殼類生物體的途徑主要有4類：（1）鰓的呼吸作用；（2）餌料的投喂；（3）體表滲透交換作用；（4）食物鏈的傳遞[7]。重金屬元素具有較強的遷移、累積性、潛伏性和不可逆性等特點，被甲殼類動物吸收后，經(jīng)食物鏈逐級傳遞、富集[7]，最終進入人體，危害健康。重金屬的典型代表之一，鎘（Cadmium，元素符號Cd），造成上世紀50年代日本神通川河沿岸爆發(fā)的“痛痛病”元兇，被國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）確定為人類和實驗動物肺癌和前列腺癌的確認致癌物[8]，由于其離子半徑為0.9 A?，與Ca離子半徑（0.99 A?）非常接近[9]，可通過Ca通道被轉(zhuǎn)運到甲殼類生物細胞內(nèi)。并有學(xué)者進一步指出，被吸收的鎘可與甲殼類動物體內(nèi)生物分子特別是金屬硫蛋白或類似物結(jié)合而累積在動物組織中[9]。

目前針對海洋甲殼類動物的鎘污染狀況研究對象主要集中在三疣梭子蟹、鋸緣青蟹、蝦蛄等少數(shù)品種，對細點圓趾蟹的相關(guān)研究鮮見報導(dǎo)。本研究旨在通過微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測鎘在舟山近海細點圓趾蟹雌雄個體的胸肌、腿肌、肝胰腺、性腺（雌性）、胃、心、鰓、腸不同組織部位的含量水平差異，了解舟山近海細點圓趾蟹中鎘分布特征。

1 材料與方法

1.1 材料

在舟山各大水產(chǎn)市場隨機挑選8家攤位，采集來自同一攤位的雌雄樣品各一份，共計16份樣品，每份樣品至少6～7只，雄性體重分布范圍為70.19～251.83 g，雌性體重分布范圍為49.84～105.36 g。樣品均為源自舟山海域的海捕產(chǎn)品。清洗蟹體后，依照部位將其分成胸肌、腿肌、肝胰腺、性腺（雌性）、胃、心、鰓、腸8個部分，分別絞碎并混合均勻，并將制樣置于-18℃冷庫保存待測。

1.2 儀器與試劑

Agilent7900電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國安捷倫公司；ETHOS 1型微波消解儀，意大利Milestone公司；EH20A plus型微控數(shù)顯電熱板及蒸酸架，北京菜伯泰科儀器股份有限公司；Millipore Simplicity型超純水系統(tǒng)，美國Millipore公司；AL204型電子天平，梅特勒－托利多儀器（上海）有限公司。

硝酸(Trace Metal Grade，Assay:67%～70%)，美國 Fisher Chemical；30%過氧化氫（優(yōu)級純），國藥集團化學(xué)試劑有限公司；鎘單元素標準溶液（1 000 μg/mL），國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.3 方法

1.3.1 微波消解前處理

樣品從冷庫取出解凍，在天平上稱取0.4～0.5 g（精確至0.1 mg）左右置于微波消解罐中，用少量超純水均勻潤濕樣品，然后加入6.0 mL硝酸、2.0 mL 30%過氧化氫，輕輕搖勻，裝入微波消解儀中，按設(shè)定的消解工作程序（表1）進行消解。消解完成后，將微波消解罐取出去蓋，按序放置到數(shù)顯控溫蒸酸架上，溫度設(shè)置為170～180℃。加熱趕酸至其內(nèi)樣液剩1～2 mL結(jié)束。冷卻至室溫后，將所有液體移入50 mL容量瓶內(nèi)，并用超純水多次淋洗消解罐內(nèi)壁，合并洗液于容量瓶中，定容至刻度，混勻，即為上機樣品溶液。同法同時制備試劑空白[10]。

表1 微波消解儀參數(shù)Tab.1 Instrument parameters of microwave digestion

1.3.2 ICP-MS儀器工作參數(shù)

參考 SN/T 2208-2008《水產(chǎn)品中鈉、鎂、鋁、鈣、鉻、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鍶、鉬、鎘、鉛、汞、硒的測定 微波消解-電感耦合等離子體-質(zhì)譜法》[11]及GB 5009.268-2016《食品安全國家標準食品中多元素的測定》[12]，結(jié)合蟹類樣品的前期半定量分析方法研究[10]，設(shè)立ICP-MS儀器各項工作參數(shù)見表2。111Cd是受其他元素同位素干擾較少的鎘同位素，且其自然豐度為12.8%，可提供充足的檢測靈敏度，因而被選為鎘的待測目標同位素。雖然其受到一些潛在的多原子離子干擾，如95Mo16O+、94Zr16O1H+、39K216O21H+等[13]，這些干擾素可簡便經(jīng)氦氣流量優(yōu)化后在ORS4碰撞池中使用動能岐視KED（Kinetic Energy Discrimination）技術(shù)加以消除。

表2 ICP-MS技術(shù)參數(shù)Tab.2 Technical parameters of ICP-MS

1.3.3 標準曲線的配置

標準曲線的配置主要依循蟹類樣品的前期半定量分析方法研究[10]，參考SN/T 2208-2008[11]及GB 5009.268-2016[12]，設(shè)立的標準曲線線性范圍及相關(guān)信息（表3），繪制標準曲線（圖1）。上機實測的方法檢測限與背景等效濃度均充分滿足本次調(diào)查的需要。

表3 鎘標準曲線配置Tab.3 Cadmium standard curve configuration

1.3.4 國家標準物質(zhì)質(zhì)量控制

為驗證本方法的準確性，采用以下國家生物成分分析標準物質(zhì)：貽貝成份分析標準物質(zhì)（GBW 08571）、大蝦成份分析標準物質(zhì)（GSB-28），與細點圓趾蟹樣品同步測定，實施質(zhì)量控制。

圖1 鎘標準工作曲線Fig.1 Standard curve of cadmium calibration

2 結(jié)果與分析

2.1 國家標準物質(zhì)質(zhì)量控制結(jié)果

6次平行測定結(jié)果（表4）全部處于標準物質(zhì)證書的參考濃度范圍內(nèi)，2種國家標準物質(zhì)測定結(jié)果的相對標準偏差均小于10.0%，表明本方法能夠有效地達到質(zhì)量控制目的，溯源性好，準確率高。

表4 國家標準物質(zhì)測定結(jié)果Tab.4 Determination results of certified reference material(n=6)

2.2 細點圓趾蟹鎘含量測定結(jié)果

細點圓趾蟹樣品各部位鎘含量測定結(jié)果見表5（測定結(jié)果以濕重計），含量范圍0.007 46～7.56 mg/kg。由表5可知，胸肌部分，雄蟹的含量水平為0.016 7～0.049 2 mg/kg，雌蟹則為0.012 9～0.038 9 mg/kg；腿肌部分，雄蟹的含量水平為0.007 46～0.018 0 mg/kg，雌蟹則為0.010 7～0.030 3 mg/kg；肝胰腺部分，雄蟹的含量水平為 0.266～3.02 mg/kg，雌蟹則為 0.333～1.41 mg/kg；雌蟹性腺含量水平為 0.234～0.629 mg/kg；胃，雄蟹含量水平 0.227～1.00 mg/kg，雌蟹含量水平 0.270～1.20 mg/kg；心，雄蟹含量水平 0.0422～0.173 mg/kg，雌蟹含量水平 0.082～0.239 mg/kg；腮，雄蟹含量水平 0.306～0.729 mg/kg，雌蟹含量水平 0.219～0.811 mg/kg；腸，雄蟹含量水平0.401～7.56 mg/kg，雌蟹含量水平0.100～2.45 mg/kg。

雄蟹和雌蟹各部位的鎘分布情況詳見圖2～3。由此可見，腸區(qū)鎘含量相對最高，肝胰腺次之，腿肌最低，雌雄蟹分布規(guī)律一致。這一結(jié)果與過往報導(dǎo)的其他經(jīng)濟蟹類體內(nèi)鎘含量分布狀況大致相同[14-19]。同時證實了文獻報道的甲殼類動物可把過多重金屬以顆粒形狀存在中腸的腹部盲腸細胞中，然后通過細胞循環(huán)把這些顆粒排泄到消化道的研究結(jié)果[9]。

雌雄蟹同一部位鎘平均含量的比較結(jié)果（圖4）顯示，同樣是鎘含量最高的蟹腸部位，雄蟹的平均含量水平明顯高于雌蟹，達雌蟹的3.75倍；肝胰腺部位同樣表現(xiàn)出雄蟹平均含量高于雌蟹的現(xiàn)象，雄蟹為雌蟹的1.66倍；其余部位雌雄差異不如上述兩部位明顯。

表5 細點圓趾蟹各部位鎘含量測定結(jié)果（mg·kg-1）Tab.5 Determination results of cadmium content in various parts of O.punctatus（mg·kg-1）

圖2 細點圓趾蟹（雄性）各部位鎘分布情況Fig.2 Cadmium content in various parts of O.punctatus(male)

圖3 細點圓趾蟹（雌性）各部位鎘分布情況Fig.3 Cadmium content in variousparts of O.punctatus(female)

圖4 雌雄蟹各部位鎘平均含量對比Fig.4 Comparison of average cadmium content in male and female O.punctatus

3 結(jié)論

本文運用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測鎘在舟山近海細點圓趾蟹雌雄個體的胸肌、腿肌、肝胰腺、性腺（雌性）、胃、心、鰓、腸不同組織部位的含量水平差異。

為保證檢測準確度采用2種國家生物成分分析標準物質(zhì)—貽貝成份分析標準物質(zhì)（GBW 08571）、大蝦成份分析標準物質(zhì)（GSB-28）實施質(zhì)量控制，并對檢測結(jié)果進行分析評價。2種國家標準物質(zhì)6次平行測定結(jié)果全部處于標準物質(zhì)證書的參考濃度范圍內(nèi)，測定結(jié)果的相對標準偏差均小于10.0%，表明本方法能夠有效地達到質(zhì)量控制目的，符合實驗精密度要求。

細點圓趾蟹樣品測定結(jié)果顯示，含量范圍集中在0.007 46～7.56 mg/kg。各組織鎘含量水平整體呈現(xiàn)如下規(guī)律：腸＞肝胰腺＞鰓≈胃≈性腺（雌性）＞心＞胸?。就燃?。雌雄蟹均被檢出蟹腸部位鎘含量水平相對最高，肝胰腺次之，腿肌最低，雌雄蟹部位分布規(guī)律一致，表明細點圓趾蟹體內(nèi)鎘的主要富集部位集中在腸及肝胰腺組織；但同樣是鎘含量最高的蟹腸部位，雄蟹的平均含量水平明顯高于雌蟹，達雌蟹的3.75倍；肝胰腺部位同樣表現(xiàn)出雄蟹平均含量高于雌蟹的現(xiàn)象，雄蟹為雌蟹的1.66倍，是否存在普遍性及是否與海域環(huán)境存在地域環(huán)境關(guān)系可在今后的大批量普查中，進行深入分析。此外，胸肌的鎘含量水平略高于腿肌，是否源于胸肌緊鄰肝胰腺等內(nèi)臟部位，在取樣過程中可能因分離不徹底導(dǎo)致一定程度污染則有待進一步研究。

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