廣東惠州3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量分析和健康風險評估

楊玉峰, 梁浩亮,, 黃舜琴, 劉錦榮, 林彩容, 馮建祥

廣東惠州3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量分析和健康風險評估

楊玉峰1, 梁浩亮1,*, 黃舜琴1, 劉錦榮1, 林彩容1, 馮建祥2

1. 惠州市海洋技術中心, 惠州 516000 2. 中山大學海洋科學學院, 珠海 519082

海洋漁業(yè)資源是自然資源的重要組成部分, 海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量直接影響到人們身體健康。利用2018年春季惠州市海洋漁業(yè)資源調(diào)查樣品, 分析了貝類、甲殼類、魚類等3類27種海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬Cu、Pb、Cd的含量特征, 利用單因子污染指數(shù)(SFI)、金屬污染指數(shù)(MPI)和目標危險系數(shù)(THQ)分別進行了重金屬污染水平評價和健康風險評估, 并探討了海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬的來源及影響因素。結(jié)果顯示, (1)2018年春季, 惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬元素含量由大到小皆為Cu>Pb>Cd。不同類海洋經(jīng)濟物種對同種重金屬的富集能力有明顯差異, 方差分析顯示, 貝類體內(nèi)Cu含量顯著高于魚類, Cd含量顯著高于甲殼類和魚類。(2)惠州海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)3種重金屬元素含量的Pearson相關分析結(jié)果顯示, Cu與Pb、Cd顯著正相關, 反映其具有同源性和類似生物地球化學行為, 受到人為活動的影響。(3)SFI值反映, 3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu含量為正常背景值水平, Pb含量為輕度污染; 貝類、魚類體內(nèi)Cd含量分別為輕度污染和中度污染, 值得引起重視。MPI值由大到小為貝類>甲殼類>魚類。整體說明, 不同海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量特征對生存環(huán)境質(zhì)量有明顯響應。(4)根據(jù)《無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》(NY 5073-2006), 從1996年到2018年春季, 惠州海域海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu含量穩(wěn)定, 無超標樣品; 甲殼類、魚類體內(nèi)Pb、Cd含量超標需引起關注。(5)3類海洋經(jīng)濟物種的THQ值皆＜1, 由大到小順序為貝類>甲殼類>魚類, 對人身健康無影響。

海洋經(jīng)濟物種; 漁業(yè)資源; 重金屬; 健康風險; 食品質(zhì)量安全; 惠州

0 前言

近岸海域是陸地和海洋兩大生態(tài)系統(tǒng)的地理空間交匯處, 生存著豐富的海洋物種[1]。重金屬作為環(huán)境中廣泛存在的典型污染物, 主要通過地質(zhì)風化作用、人類活動(工農(nóng)業(yè)廢水排放)或大氣沉降等方式進入近岸海洋環(huán)境生態(tài)系統(tǒng); 不同類型的重金屬經(jīng)過復雜的生物地球化學反應, 在海洋物種體內(nèi)富集, 通過食物鏈傳遞, 對人們身體健康產(chǎn)生重要影響[2~4]。

海洋漁業(yè)資源是人民生活的“藍色糧倉”, 其開發(fā)利用對推動沿海地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展、促進沿海漁民增收、實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、保障國家食物安全具有重要現(xiàn)實意義[5~7], 因而, 海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量和健康風險評價, 受到諸多學者的關注[8~10]。如, Usero等人[11]分析了西班牙南部大西洋沿岸的雙殼類軟體動物體內(nèi)Cr、Cu、Pb、Zn、As、Hg等6種重金屬元素含量, 發(fā)現(xiàn): 在重金屬污染嚴重的河流入?？? 海洋動物體內(nèi)的重金屬含量較高。Culotta等人[12]則利用ICP-MS分析了意大利沙蛤體內(nèi)14種重金屬元素的含量, 以及其與生境重金屬的關系。近年來, Rouane-Hacene等人[13]研究了阿爾及利亞貽貝對Cd、Cu、Pb、Zn的富集性、生理特征和季節(jié)變化趨勢, Luo等人[14]分析了廣東省惠州市考洲洋海水養(yǎng)殖區(qū)近江牡蠣體內(nèi)Cd、Cr、Pb、Zn等重金屬污染狀況及健康風險, Saher等人[15]則研究了巴基斯坦海濱哨兵蟹體內(nèi)Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn等8種重金屬元素總量和生態(tài)風險, 探討了其與沉積物特性的關系。

廣東省惠州市下轄兩個臨?？h區(qū): 惠東縣和大亞灣經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū), 海域面積廣, 生態(tài)環(huán)境較穩(wěn)定, 是多種海洋經(jīng)濟物種賴以棲息、生長、索餌、繁殖的重要水域[14,16,17]?；葜葑鳛榛浉郯拇鬄硡^(qū)規(guī)劃中的綠色生態(tài)屏障, 以臨海石化產(chǎn)業(yè)為代表的海洋經(jīng)濟高速發(fā)展, 引起社會各界對海水環(huán)境質(zhì)量[18,19]、沉積物污染狀況[20,21]的關注。2019年3月, 廣東省人民政府批復同意大亞灣水產(chǎn)資源省級自然保護區(qū)范圍和功能區(qū)調(diào)整, 進一步強調(diào)涉海項目建設必須開展對保護區(qū)水生生物資源影響的專題論證。在此背景下, 本文利用2018年春季惠州市海洋漁業(yè)資源調(diào)查項目的漁獲物, 選擇代表性的海洋經(jīng)濟物種, 檢測其體內(nèi)Cu、Pb、Cd等3種重金屬元素的含量, 分析了海產(chǎn)品質(zhì)量安全狀況、健康風險, 探討了海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬的來源, 從而為海洋功能區(qū)劃、海洋生態(tài)評估和修復、海洋生態(tài)文明建設提供參考依據(jù)。

1 研究材料與方法

1.1 研究區(qū)域

大亞灣位于南海北部的珠江口東側(cè), 紅海灣與大鵬灣之間, 是我國重要的半封閉海灣(圖1)。大亞灣平均水深10—20 m, 平均氣溫21.8°C。灣中分布有中央列島、港口列島及辣甲列島等大小50余個島嶼、礁石, 擁有豐富的生物多樣性?？贾扪笪挥诨輺|縣稔平半島(22°43′—22°45′ N, 114°52′—114°56′ E; 圖1), 平均水深2.2 m, 大部分水域0.3—1.0 m, 受到不規(guī)則半日潮影響, 日平均潮差在2.31 m。該地平均氣溫為22.1 ℃, 年平均雨量為 1944.3 mm, 4—10 月為雨季, 降雨量可占全年的 82.8 %。

圖1 惠州海域漁業(yè)資源調(diào)查采樣圖

Figure 1 The sampling map of marine fishery resources surveying program in Huizhou

1.2 樣品采集

2018年春季(4月), 按照《海洋漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范》(SC/T 9403—2012)要求, 采用雙拖網(wǎng)、底拖網(wǎng)采集大亞灣海域漁獲物樣品(A、B、C、D等4條樣線, 圖1)。其中, 雙拖調(diào)查主船為“粵汕城漁20134”, 功率為326 kW, 網(wǎng)高13 m, 網(wǎng)口周長300 m; 底拖調(diào)查船號“粵惠灣漁16108”, 功率為95 KW, 網(wǎng)寬2.8 m, 長6 m。囊網(wǎng)網(wǎng)目尺寸20 mm。調(diào)查時每網(wǎng)拖拽時間約為0.5h, 平均拖速約為3.5 kn(拖網(wǎng)距離約3.2km)。每條樣線拖網(wǎng)4次(拖網(wǎng)距離2.3km, 相隔2km后拖網(wǎng)第二次, 每條樣線總長18—20 km, 均可拖網(wǎng)4次, 雙拖網(wǎng)共拖網(wǎng)16次, 底拖網(wǎng)共拖網(wǎng)8次)。

考洲洋采用刺網(wǎng)、地籠方法。每個點放刺網(wǎng)5張, 每張高度1.5米, 分為三層, 每層網(wǎng)目尺寸分別為42 mm、48 mm和52 mm; 每個站點各放置4組重復, 每個重復2張刺網(wǎng), 每個站點放置時間為1小時。地籠每個共18節(jié)(兩頭不計入), 每節(jié)規(guī)格50 cm, 總長20 m, 包含1層網(wǎng), 每層網(wǎng)目20 mm。在每個樣點選取5個小區(qū)域, 每個小區(qū)域放置5個地籠, 該5個地籠為一組(視為一個重復), 即每個樣點包含5個重復(共計25個地籠)。每次放置時間為一個潮水周期, 即12小時。

在漁獲物中選擇主要的海洋經(jīng)濟物種(表1)冷凍保存, 帶回惠州市海洋技術中心實驗室(CMA認證)進行海洋生物體有害物質(zhì)殘留量分析。

1.3 樣品分析

按照《海洋監(jiān)測規(guī)范第6部分: 生物體分析》(GB17378.6—2007)要求, 選取27種海洋經(jīng)濟物種的肌肉組織, 分別用HNO3-H2O2、HNO3-HClO4消化, 采用火焰原子吸收分光光度法, 檢測重金屬Cu、Pb、Cd的含量。所用儀器為HITACHI Z-2000, 檢出限為0.01—1.0 μg·kg–1。所有樣品重復測定3次, RSD小于10%, 符合要求。

1.4 評價方法

1.4.1 重金屬污染水平評價

采用《無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》(NY 5073—2006)對不同海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬污染程度進行評價[22-24]。其中, Cu的限量值為50 mg·kg–1, Pb分別為1.0 mg·kg–1(貝類)、0.5 mg·kg–1(甲殼類)、0.5 mg·kg–1(魚類), Cd分別為1.0 mg·kg–1(貝類)、0.5 mg·kg–1(甲殼類)、0.1 mg·kg–1(魚類)。

利用單因子污染指數(shù)(Single Factor Index, SFI)評價不同海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬污染狀況[24, 25], 計算公式如下:

=C/ S(1)

是第種重金屬的單因子污染指數(shù),C是第種重金屬的實測值(mg·kg–1, 鮮重),S是第種重金屬的評價標準?！?.0為重污染水平, 0.6≤<1.0為中度污染水平, 0.2≤<0.6為輕度污染水平,<0.2為正常背景值水平[23,24]。

表1 2018年春季惠州海域主要海洋經(jīng)濟物種

利用金屬污染指數(shù)(Metal Pollution Index, MPI)比較不同海洋經(jīng)濟物種之間重金屬污染的總體差異[11,12,26,27], 計算公式為:

=(C×C×C×……C)(2)

1.4.2 重金屬健康風險評估

美國環(huán)保署(US EPA)于2000年制定的目標危險系數(shù)法(target hazard quotients, THQ), 被諸多學者采用以評估重金屬健康風險[4,10,28,29]。計算公式為:

公式(3)中, EF為人群暴露頻率(365 days·year–1), ED為人平均壽命70年, FIR為水產(chǎn)品攝入頻率[g·( person·day)–1], C為水產(chǎn)品中重金屬含量(ug·g–1), RFD為日?？诜┝縖mg·(kg·day)–1], WAB為人體平均體重(kg), TA為非致癌性暴露平均時間(day; 取值為365ED)。

參考前人的文獻[30], Cu、Pb、Cd的RFD值分別為4×10–2、3.5×10–3、1×10–3mg/kg/day; 廣東成人體重以55.9 kg計, 貝類攝入量為30.75g·d–1, 魚類為73.55 g·d–1。而甲殼類對應的FIR值, 則參考吳燁飛等人的數(shù)據(jù)[23], 為63.41g·d–1。

因此, 公式(3)可以簡化為,

貝類: (30.75×C×10–3)÷(55.9×RFD)

甲殼類: (63.41×C×10–3)÷(55.9×RFD)

魚類: (73.55×C×10–3)÷(55.9×RFD)

利用SFI和MPI分別計算惠州海域3類27種海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬Cu、Pb、Cd的污染程度和富集水平差異性, 同時利用THQ計算惠州海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量對人體的健康風險, 并與國內(nèi)外其他地區(qū)的海洋生物進行比較。經(jīng)過綜合分析, 可以深入探討海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)不同重金屬元素的生物地球化學行為, 為海洋生態(tài)修復提供實踐思路, 為人民飲食健康提供參考依據(jù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用IBM SPSS Statistics 22進行描述性統(tǒng)計分析、單因素方差分析和Pearson相關分析, 利用SigmaPlot 12.5 制圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量總體分布

2018年春季, 惠州海域海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu含量最大值為12.90 mg·kg–1(近江牡蠣), 最小值為0.22 mg·kg–1(銀鯧), 平均值為2.52 mg·kg–1(表2); Pb含量最大值為0.87mg·kg-1(偽裝關公蟹), 最小值為0.01mg·kg–1(康氏小公魚), 平均值為0.28 mg·kg–1(表2); Cd含量最大值為0.551mg·kg–1(隆背強蟹), 最小值為0.004mg·kg–1(鰻魚), 平均值為0.104 mg·kg–1(表2)。

與國外海產(chǎn)品相比較(表3), 表2中惠州海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu、Cd含量平均值比羅馬尼亞黑海附近[8]、西班牙東南部某澙湖[9]低, 而Pb含量平均值則比意大利西西里海岸[4]高。與國內(nèi)海產(chǎn)品相比較(表3), 惠州Cu含量平均值比山東榮成灣[24]、江蘇鹽城[27]低, Cd含量平均值則比兩處高; Pb含量平均值與山東榮成灣相同[24], 比江蘇鹽城[27]低。與福建省中北部海域相比[23], 惠州3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Pb含量平均值較高, Cd則較低。綜合分析表明, 惠州海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu、Cd含量平均值處于較低的水平, Pb的含量較高。

2.1.1 同一類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量差異

2018年春季, 惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)3種重金屬元素含量的變化趨勢一致, 皆為Cu>Pb>Cd(表2)。貝類體內(nèi)Cu含量最大值為12.90 mg·kg–1(近江牡蠣), 最小值為1.31 mg·kg–1(錐螺), 平均值為5.43 mg·kg–1(表2); Pb含量最大值為0.80 mg·kg–1(錐螺), 最小值為0.03 mg·kg–1(花蛤), 平均值為0.47 mg·kg–1(表2); Cd含量最大值為0.414 mg·kg–1(近江牡蠣), 最小值為0.115 mg·kg–1(毛蚶), 平均值為0.260 mg·kg–1(表2)。

表2 2018年春季惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量 (mg·kg–1)

注: 字母不同表示差異顯著(<0.05)。

表3 國內(nèi)外部分區(qū)域海產(chǎn)品體內(nèi)重金屬平均含量(mg·kg–1)

甲殼類體內(nèi)Cu含量最大值為9.34 mg·kg–1(變態(tài)蟳), 最小值為0.44 mg·kg–1(遠洋梭子蟹), 平均值為3.00 mg·kg–1(表2); Pb含量最大值為0.87 mg·kg–1(偽裝關公蟹), 最小值為0.02 mg·kg–1(隆背強蟹), 平均值為0.21 mg·kg–1(表2); Cd含量最大值為0.551 mg·kg–1(隆背強蟹), 最小值為0.004 mg·kg–1(隆線強蟹), 平均值為0.093 mg·kg–1(表2)。

魚類體內(nèi)Cu含量最大值為5.65 mg·kg–1(藍圓鯵), 最小值為0.22 mg·kg–1(銀鯧), 平均值為0.99 mg·kg–1(表2); Pb含量最大值為0.78 mg·kg–1(基島?), 最小值為0.01 mg·kg–1(康氏小公魚), 平均值為0.28 mg·kg–1(表2); Cd含量最大值為0.354 mg·kg–1(藍圓鯵), 最小值為0.004 mg·kg–1(鰻魚), 平均值為0.063 mg·kg–1(表2)。

惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu的含量明顯高于Pb和Cd, 這是由于Cu作為生物代謝的必需元素[2], 具有功能和結(jié)構(gòu)兩方面的特性[31]。功能性方面, Cu在生物體內(nèi)酶系統(tǒng)中起著催化作用, 如氧化-還原反應; 結(jié)構(gòu)性方面, Cu是生物有機體的組成部分[31]。而Pb和Cd則對生物體具有毒害性[32]。

2.1.2 不同類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)同種重金屬含量差異

由表2可知, 不同類海洋經(jīng)濟物種對同種重金屬的富集能力有明顯差異。Cu、Cd的平均含量由高到低皆為貝類>甲殼類>魚類, 貝類體內(nèi)Cu、Cd平均含量分別是魚類的5倍多、4倍多(表2); Pb的平均含量由高到低則為貝類>魚類>甲殼類, 貝類體內(nèi)Pb平均含量分別是甲殼類和魚類的2倍多、1倍多(表2)。方差分析結(jié)果顯示, 貝類體內(nèi)Cu含量顯著高于魚類(<0.05); 同時, 貝類體內(nèi)Cd含量顯著高于甲殼類(<0.05), 也顯著高于魚類(<0.05; 表2)。

惠州3類海洋經(jīng)濟物種對同種重金屬的富集能力不同, 貝類體內(nèi)Cu、Cd含量高于魚類和甲殼類, 這與Gu 等人[7]、Roméo 等人[8]、Bonsignore 等人[10]的研究結(jié)果類似, 反映了不同類海洋經(jīng)濟物種生活習性的差異性[24]。貝類生活于海洋沉積物中, 而沉積物中蓄積有大量重金屬[20, 21], 沉積物的物理、化學特性與貝類生活習性之間的生物地球化學反應,且重金屬元素的協(xié)同作用[33], 導致貝類體內(nèi)重金屬的富集[12, 15]。同時, Mendil等人指出, 魚類體內(nèi)重金屬的含量取決于不同的魚種類, 部分魚類重金屬的蓄積速率較高[31]。因此, 可以結(jié)合海水、沉積物等生物生境中重金屬的地球化學行為特征[14], 綜合分析重金屬元素在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化。

2.2 海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬相關性分析

2018年春季, 惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬的Pearson相關分析結(jié)果, 如圖2所示。Cu與Pb顯著正相關(=0.366,<0.05), Cu與Cd也是顯著正相關(=0.366,<0.05), 而Pb與Cd則未達到統(tǒng)計學顯著意義(=-0.056,=0.397)。Cu是生物有機體的必需元素, 而Pb、Cd則是非必需元素, 這3種元素之間的顯著正相關(圖2)與Saher等人[15]、李磊等人[26]、馬鵬程等人[30]的研究結(jié)果相同, 說明: 重金屬元素之間相互作用, 具有同源性; 而且在遷移轉(zhuǎn)化過程中, 具有類似的生物地球化學行為。

必需元素與非必需元素的化學特性類似, 故在共享吸收路徑方面存在協(xié)同和競爭關系, 如Cu、Zn(必需元素)與Pb、Cd(非必需元素)為負相關[34]?；葜莺Ｑ蠼?jīng)濟物種體內(nèi)重金屬元素Cu與Pb、Cd皆為顯著正相關, 說明惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu、Pb、Cd的累積, 并非自身生理代謝的需要, 人為活動造成生態(tài)環(huán)境中重金屬污染作用更強, 導致海洋生物體內(nèi)重金屬蓄積。

2.3 海洋經(jīng)濟物體內(nèi)重金屬污染程度評價

按照公式(1)、(2), 計算得出惠州近岸海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬污染水平評價結(jié)果, 如圖3所示。

2018年春季, 惠州海域貝類體內(nèi)Cu的SFI值為0.03(錐螺)—0.26(近江牡蠣), 平均值為0.11(圖3), 總體處于正常背景值水平; 只有近江牡蠣為輕度污染程度, 其余皆為正常背景值。Pb的SFI值為0.03(花蛤)—0.80(錐螺), 平均值為0.47(圖3), 總體處于輕度污染水平; 其中, 錐螺、毛蚶為中度污染水平, 近江牡蠣為輕度污染, 花蛤為正常背景值。Cd的SFI值為0.12(毛蚶)—0.41(近江牡蠣), 平均值為0.26(圖3), 總體處于輕度污染水平; 其中, 近江牡蠣、花蛤為輕度污染, 錐螺、毛蚶為中正常背景值水平。

圖2 惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量相關分析圖

Figure 2 Pearson correlation analysis of heavy metals concentrations in 3 marine commercial species of Huizhou

甲殼類體內(nèi)Cu的SFI值為0.01(遠洋梭子蟹)—0.19(變態(tài)蟳), 平均值為0.06(圖3), 11種甲殼類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu的污染水平皆為正常背景值。Pb的SFI值為0.04(隆背強蟹)—1.74(偽裝關公蟹), 平均值為0.42(圖3), 總體處于輕度污染水平; 其中, 偽裝關公蟹為重污染水平, 隆線強蟹、變態(tài)蟳為中度污染水平, 格氏平蝦蛄、無刺小口蝦蛄為輕度污染, 其余6種甲殼類為正常背景值。Cd的SFI值為0.01(隆線強蟹)—1.10(隆背強蟹), 平均值為0.19(圖3), 總體處于正常背景值水平; 其中, 隆背強蟹為重污染水平, 格氏平蝦蛄、無刺小口蝦蛄為輕度污染, 其余8種甲殼類為正常背景值。

魚類體內(nèi)Cu的SFI值為0.01(銀鯧)—0.11(藍圓鯵), 平均值為0.02(圖3), 12種魚類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu的污染水平皆為正常背景值。Pb的SFI值為0.02(康氏小公魚)—1.56(基島?), 平均值為0.56(圖3), 總體處于輕度污染水平; 其中, 基島?、二長棘鯛為重污染水平, 藍圓鯵為中度污染水平, 綠鰭魚、褐藍子魚為輕度污染, 其余7種魚類為正常背景值水平。Cd的SFI值為0.04(鰻魚)—3.54(藍圓鯵), 平均值為0.63(圖3), 總體處于中度污染水平; 其中, 藍圓鯵、脂眼鯡、日本金線魚為重污染水平, 康氏小公魚、綠鰭魚、二長棘鯛、褐藍子魚為輕度污染, 其余5種魚類為正常背景值水平。

從圖3的SFI值可以看出, Cu元素的污染程度由高到低為貝類>甲殼類>魚類, 這與孫玲玲等人[24]、劉洋等人[27]的研究結(jié)果相同; Pb、Cd元素則為魚類>貝類>甲殼類(圖3), 這與吳燁飛等人[23]、孫玲玲等人[24]、劉洋等人[27]的研究結(jié)果有所差異。MPI值, 由大到小為貝類>甲殼類>魚類(圖3), 這與諸多學者的研究結(jié)果相同[23,24,27]。結(jié)合本文2.1和2.2部分的內(nèi)容, 這反映了不同海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量對生存環(huán)境的響應, 故可以利用不同的海洋物種指示環(huán)境的變化。如Olivier等人[35]發(fā)現(xiàn), 近江牡蠣是熱帶水體中Cd、Zn污染的生物指示物; 其后, Apeti等人[36]指出, 貽貝和近江牡蠣體內(nèi)的高Cd含量與沉積物鹽度密切相關。最近, Saher等人[15]研究發(fā)現(xiàn), 蟹()體內(nèi)Pb含量與沉積物中Pb含量顯著正相關, 反映其是沉積物Pb污染的潛在指示物; 喬藝飄等人[37]也發(fā)現(xiàn)東海外海海域魚體內(nèi)Hg含量與其棲息水層密切相關。

圖3 惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬污染水平評價結(jié)果

Figure 3 Results of heavy metals pollution evaluation in 3 marine commercial species of Huizhou

2.4 海洋經(jīng)濟物種食用安全質(zhì)量評價

根據(jù)《無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》(NY 5073—2006)內(nèi)容, 由表2可知, 2018年春季惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu含量未超標。貝類體內(nèi)Pb和Cd皆未超標; 甲殼類體內(nèi)Pb和Cd含量超標率皆為9%(1種生物超標)。魚類體內(nèi)Pb的超標率為17%(2種生物超標), Cd超標率為25%(3種生物超標)。

不同時間, 惠州海域海產(chǎn)品體內(nèi)重金屬含量如表4所示[17, 38~40]。從1996年到2010年, 海產(chǎn)品體內(nèi)Cu、Cd含量穩(wěn)定, 未出現(xiàn)超標樣品。2007年和2008年, 貝類體內(nèi)Pb含量超標。從2001年開始, 甲殼類Pb含量超標情況經(jīng)常出現(xiàn)。2007年—2009年的3年中, 魚類體內(nèi)Pb含量超標。因此, 2018年春季惠州海域甲殼類、魚類體內(nèi)Pb、Cd超標, 需要引起關注。

表4 惠州海域不同時間海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬平均含量(mg·kg–1)

2.5 海洋經(jīng)濟物種健康風險評價

利用THQ評估惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬健康風險, 結(jié)果如表5所示。就貝類而言, Cu元素的THQ值范圍為0.02(錐螺)—0.18(近江牡蠣), 平均值為0.08(表5)。Pb的THQ值范圍為0.01(花蛤)—0.13(錐螺), 平均值為0.07(表5)。Cd的THQ值范圍為0.06(毛蚶)—0.23(近江牡蠣), 平均值為0.14(表5)。

甲殼類體內(nèi), Cu元素的THQ值范圍為0.01(遠洋梭子蟹)—0.27(變態(tài)蟳), 平均值為0.09(表5)。Pb元素的THQ值范圍為0.01(隆背強蟹)—0.28(偽裝關公蟹), 平均值為0.07(表5)。Cd元素的THQ值范圍為0.01(隆線強蟹)—0.63(隆背強蟹), 平均值為0.11(表5)。

魚類12種海洋經(jīng)濟物種體內(nèi), Cu元素的THQ值范圍為0.01(銀鯧)—0.19(藍圓鯵), 平均值為0.03(表5)。Pb元素的THQ值范圍為0.01(康氏小公魚)—0.29(基島?), 平均值為0.11(表5)。Cd元素的THQ值范圍為0.01(鰻魚)—0.47(藍圓鯵), 平均值為0.08(表5)。

惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)的重金屬健康風險, 貝類、甲殼類的THQ值由大到小皆為Cd>Cu>Pb, 魚類則為Pb >Cd>Cu; 3種重金屬元素的健康風險有明細差異, Cu元素為甲殼類>貝類>魚類, Pb為魚類>貝類>甲殼類, Cd為貝類>甲殼類>魚類。整體而言, 貝類的THQ平均值為0.10, 甲殼類為0.09, 魚類為0.07, 健康風險趨勢為貝類>甲殼類>魚類; 3類海洋經(jīng)濟物種的THQ值皆＜1, 對人類身體健康無影響。這與其他學者在不同海洋生境、不同種類海洋生物的研究結(jié)果存在一定差異性[4,10,28,29], 這可能是由于不同海洋生態(tài)系統(tǒng)受自然因素、人為因素的影響程度不同, 而且不同重金屬元素的生物地球化學行為不同, 故可以結(jié)合不同類海洋經(jīng)濟物種的生存環(huán)境、生活特性、不同重金屬元素的地球化學特征進一步分析。

表5 惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬健康風險評估結(jié)果

注:括號內(nèi)為平均值。

3 結(jié)論

利用2018年春季惠州市海洋漁業(yè)資源調(diào)查項目的漁獲物, 分析了貝類、甲殼類、魚類等3類27種海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬Cu、Pb、Cd含量, 以后可結(jié)合海洋經(jīng)濟物種的食性、棲息水層等因素對重金屬的污染特征進行綜合分析和深入研究。

(1) 海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)3種重金屬元素含量由大到小為Cu>Pb>Cd; 方差分析顯示, 貝類體內(nèi)Cu含量顯著高于魚類, Cd含量顯著高于甲殼類和魚類。

(2) Pearson相關分析結(jié)果顯示, 3種重金屬具有同源性和類似的生物地球化學行為, 受到人為活動的影響。

(3) 3類海洋經(jīng)濟物種的SFI值顯示, Pb為輕度污染水平, 魚類Cd達到中度污染程度; MPI值由大到小為貝類>甲殼類>魚類。綜合反映, 不同海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量對生存環(huán)境有明顯響應。

(4) 根據(jù)《無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》(NY 5073—2006), 2018年春季惠州海域3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)Cu含量未超標, 甲殼類、魚類體內(nèi)Pb、Cd含量有超標現(xiàn)象。

(5) 惠州海洋經(jīng)濟物種的THQ值皆＜1, 3種重金屬含量對人體健康無影響。

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Heavy metals concentrations of marine commercial species and health risk estimation in Huizhou, Guangdong

YANG Yufeng1, LIANG Haoliang1,*, HUANG Shunqin1, LIU Jinrong1, LIN Cairong1, FENG Jianxiang2

1. Marine Technology Center of Huizhou, Huizhou 516000, China 2. School of Marine Sciences, Sun Yat-sen University, Zhuhai 519082, China

Marine fishery resources are an important component of natural resources and the contents of heavy metals in the marine commercial fishes that directly affect the health of human body. The samples of marine fishery resources surveying program in Huizhou, which were collected during spring in 2018, were determined the contents of heavy metals (i.e., Cu, Pb and Cd) in 27 marine commercial species from three categories, including shellfish, crustaceans and fish, for evaluating the pollution levels of heavy metals and estimating the health risks with SFI, MPI, THQ, respectively. Furthermore, we discussed the origins of heavy metals and the influence factors. The results showed that: (1) The contents of heavy metals in the three marine commercial categories followed the order of Cu > Pb > Cd in Huizhou during the spring in 2018. Differences of the same heavy metal were observed in different species. Cu contents in shellfish were obviously higher than those in fish by ANOVA, and Cd contents were higher than those in crustaceans and fish. (2) The Cu contents showed obviously positive correlations with Pb and Cd contents by Pearson correlation analysis, suggesting the same origins and similar biogeochemical behaviors, influenced by anthropogenic activities. (3) The SFI values indicated that the Cu contents were in normal background, and the Pb contents showed slightly pollution, while the Cd contents in shellfish and fish presented slightly and moderate pollution, respectively. The MPI values followed the order of shellfish > crustaceans > fish. Overall, the characteristics of heavy metals in different marine commercial species were obviously responding to the habitat environment. (4) According to the national standard of NY 5073-2006, the Cu contents in marine commercial species were stable and unpolluted from 1996 to the spring in 2018. However, the contents exceeded the standard for Pb and Cd in crustaceans and fish, hence, the quality and safety supervision of aquatic products should be strengthened. (5) All THQ values were below 1, following the order of shellfish > crustaceans > fish, and suggested no effect on the human health.

marine commercial species; fishery resources; heavy metals; health risks; food quality and safety; Huizhou

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.03.014

P736

A

1008-8873(2020)03-095-09

2019-07-05;

2019-09-04

國家自然科學基金面上項目(41976160); 惠州市“海洋漁業(yè)資源環(huán)境調(diào)查項目”

楊玉峰(1982—), 男, 河南三門峽人, 博士, 高級工程師, 主要從事海洋地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)研究, E-mail:xmuyfyang@hotmail.com.

梁浩亮, 男, 廣東惠州人, 高級工程師, 主要從事海洋生態(tài)調(diào)查與修復研究, E-mail:hz805@163.com

楊玉峰, 梁浩亮, 黃舜琴, 等. 廣東惠州3類海洋經(jīng)濟物種體內(nèi)重金屬含量分析和健康風險評估[J]. 生態(tài)科學, 2020, 39(3): 95–103.

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