沿黃地區(qū)不同養(yǎng)殖魚類重金屬殘留特征

張小磊，李春發(fā)，梁少民，齊慶超

(1.河南省科學(xué)院地理研究所，河南 鄭州 450052；2.河南省地礦局測(cè)繪地理信息院，河南 鄭州 450006)

重金屬具有易于富集、毒性強(qiáng)且不易分解等特點(diǎn)，通常被認(rèn)為是危害環(huán)境的重要潛在污染物[1]。近些年來(lái)，隨著工業(yè)活動(dòng)的加劇，大量的重金屬元素被釋放并進(jìn)入環(huán)境中，加上農(nóng)藥和化肥的不合理使用，使得環(huán)境中容納了過量的重金屬元素，造成了復(fù)雜多樣的重金屬污染問題[2-5]。其中，進(jìn)入水體環(huán)境中的重金屬元素可通過食物鏈在魚類等生物體內(nèi)積累，造成水產(chǎn)品重金屬污染，帶來(lái)食用健康風(fēng)險(xiǎn)，威脅人體健康[6-7]。因此，開展魚類體內(nèi)重金屬相關(guān)研究，對(duì)水體及魚類等水產(chǎn)品重金屬污染防治和漁業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[8]。

沿黃地區(qū)是我國(guó)中部重要的水產(chǎn)品養(yǎng)殖集散地，得天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件，使得沿黃地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)，水產(chǎn)品久負(fù)盛名[9]，在保障周邊地區(qū)水產(chǎn)品供應(yīng)中發(fā)揮著不可替代的作用。然而，已有的研究表明[9-10]，沿黃地區(qū)已存在有一定程度的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，這使得人們逐漸關(guān)注該地區(qū)魚類的重金屬污染狀況。但是，目前這方面的有關(guān)研究報(bào)道相對(duì)還較為缺乏?；诖?，本研究以沿黃地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖中較為常見的鯽、草魚、鰱和泥鰍為研究對(duì)象，分析不同養(yǎng)殖魚類重金屬殘留特征，以期為指導(dǎo)沿黃地區(qū)漁業(yè)安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展，維護(hù)人體健康提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

選取河南省沿黃地區(qū)為研究區(qū)域。該地區(qū)水利和交通條件均十分便利，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同期，春夏秋冬四季分明。全年平均氣溫15.5 ℃；8月份最熱，月平均氣溫25.7 ℃；1月份最冷，月平均氣溫2.2 ℃；全年平均降水量543 mm，無(wú)霜期209 d。近幾年來(lái)，隨著地理標(biāo)志產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益的凸顯和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施，人們加大了對(duì)沿黃地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖的投入，特色養(yǎng)殖初具規(guī)模，為本研究的開展提供了有利的前提條件。

1.2 樣品采集

本研究在研究區(qū)域內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖具有代表性且分布較為集中的滎陽(yáng)市、惠濟(jì)區(qū)、中牟縣進(jìn)行樣品采集，共捕得養(yǎng)殖魚類樣品164尾。樣品采集后迅速冷藏并帶回實(shí)驗(yàn)室，測(cè)定魚類體長(zhǎng)、體重等基礎(chǔ)參數(shù)(表1)。解剖后取適量肌肉組織樣品，編號(hào)后置于冰箱中冷凍保存(-20 ℃)。

表1 養(yǎng)殖魚類樣品基礎(chǔ)參數(shù)

1.3 樣品制備

取出魚類肌肉組織樣品于室溫下解凍，除去樣品中的魚刺，用去離子水沖洗兩遍后晾干，再用不銹鋼剪刀剪碎，放入組織破碎器中均漿，然后冷凍干燥并用研缽研磨成粉末。

準(zhǔn)確稱取0.5 g樣品粉末，置于消解罐中，分別加入6.0 mL HNO3和2.0 mL H2O2，浸泡1 h后，擰緊罐蓋，放入微波消解儀中進(jìn)行消解。等待消解完畢，冷卻，加入0.5 mL HNO3轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用適量超純水洗滌消解罐內(nèi)壁多次，合并洗液后定容混勻，待測(cè)。

1.4 樣品測(cè)定方法

采用ICP-MS(電感耦合等離子體發(fā)射質(zhì)譜法)測(cè)定樣品中Pb、Cr、Cd、Cu的含量，采用AFS(還原氣化-原子熒光光譜法)測(cè)定樣品中As的含量。測(cè)定時(shí)所用試劑均為優(yōu)級(jí)純，所有樣品采取空白、標(biāo)準(zhǔn)樣品以及平行樣品的方式進(jìn)行測(cè)定質(zhì)量控制。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚類重金屬殘留含量統(tǒng)計(jì)

研究區(qū)養(yǎng)殖魚類重金屬殘留含量統(tǒng)計(jì)特征如表2所示。

表2 養(yǎng)殖魚類重金屬殘留含量統(tǒng)計(jì)

由表2可以看出，Pb、Cr、Cd、Cu、As 5種重金屬元素在沿黃地區(qū)魚類樣品中均有檢出，其中檢出率最低的為元素Cd，其值為62.80%，最高的為元素Cr和Cu，其值均達(dá)到100%。就平均值而言，Pb、Cr、Cd、Cu、As 5種重金屬元素殘留含量分別為0.27，0.45，0.05，1.29，0.07 mg·kg-1，其值大小表現(xiàn)為Cu>Cr>Pb>As>Cd，并且Cu的值遠(yuǎn)大于其他4種重金屬元素，這可能是因?yàn)镃u作為保證生命體正常生活的微量元素，更易被魚體吸收，從而導(dǎo)致其值相對(duì)其他元素明顯偏大[9]。分別對(duì)比各重金屬元素的最大值和最小值可以看出，Pb、Cr、Cd、Cu、As的殘留含量在魚類樣品中均具有極大的差異，其中最大值分別是平均值的4.41，3.16，10.21，5.05，6.86倍，說(shuō)明各重金屬元素的殘留在沿黃地區(qū)魚類中差異較大，部分樣品可能已存在重金屬污染的問題，需要引起有關(guān)部門注意。

2.2 魚類重金屬殘留水平

將本研究中Pb、Cr、Cd、Cu、As 5種重金屬元素殘留含量與國(guó)家健康限量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比(見表3)，可以看到各重金屬元素殘留含量的平均值均明顯低于《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無(wú)公害水產(chǎn)品安全要求》(GB 18406.4-2001)[11]和《食品中污染物限量》(GB 2762-2017)[12]中重金屬含量限量標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明沿黃地區(qū)魚類重金屬殘留含量總體處于安全水平。

對(duì)比全國(guó)不同地區(qū)魚類重金屬含量可知(表3)，與北京農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)魚類相比，本研究中Pb、Cr和As處于較低水平，而Cd和Cu處于相近水平；與上海垂釣水域魚類相比，本研究中Cr、Cu和As處于較低水平，而Pb和Cd處于相近水平；與蚌埠市場(chǎng)魚類相比，本研究中Pb和As處于較高水平，而Cr、Cd和Cu處于相近水平；與珠江三角洲河網(wǎng)魚類相比，本研究中除Cd處于較高水平外，其他4種重金屬元素均處于較低水平。這些差異可能是由各研究中魚類樣品的來(lái)源與數(shù)量、魚類自身的生物學(xué)特性以及其棲息環(huán)境的不同造成的[9]。

表3 不同地區(qū)魚類重金屬含量比較 單位：mg/kg

2.3 不同魚類重金屬殘留含量差異

表4為不同魚類重金屬殘留含量。

表4 不同魚類重金屬殘留含量 單位：mg/kg

從表4可知，沿黃地區(qū)不同養(yǎng)殖魚類重金屬殘留含量存在著較為明顯的差異。對(duì)Pb和Cd而言，重金屬殘留均在泥鰍中的含量最高，其次依次為草魚、鯽和鰱；對(duì)Cr和As而言，重金屬殘留的含量均在鰱中最低，其次為草魚，而泥鰍和鯽中含量均較高，其中Cr在泥鰍中含量最高，而As在鯽中含量最高；對(duì)Cu而言，鰱中的殘留含量仍然最低，其它3種魚體內(nèi)含量高低依次為草魚、泥鰍和鯽。

魚類的食性和棲息環(huán)境是影響其體內(nèi)重金屬元素含量水平的關(guān)鍵因素[17]。通常認(rèn)為，魚類體內(nèi)累積的重金屬隨著水層的下降而逐漸增多，并且雜食性魚類重金屬的累積強(qiáng)度高于草食性魚類。在本研究中，鯽、草魚、鰱和泥鰍4種魚類的生活習(xí)性各不相同，其中鰱一般生活在水體的中上層，屬濾食性魚類，草魚生活在中下層，屬草食性魚類，鯽生活在下層，屬雜食性魚類，而泥鰍常常棲息在水體的底層和底泥中，葷素兼食。通過對(duì)表4的分析，可以看出在養(yǎng)殖條件下，上層魚類重金屬殘留整體上低于下層魚類，與以往研究結(jié)果較為相似，但草魚體內(nèi)Pb、Cd和Cu的殘留含量卻高于鯽，并且Cu的含量在草魚體內(nèi)更是達(dá)到最高，這有別于野生條件下魚體內(nèi)重金屬含量的變化規(guī)律，可能是因?yàn)樵陴B(yǎng)殖條件下，為了獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益，沿黃地區(qū)漁業(yè)生產(chǎn)多采用混養(yǎng)的方式進(jìn)行多種養(yǎng)殖，并且部分農(nóng)戶更偏向投資少、見效快的草魚混養(yǎng)，導(dǎo)致在漁業(yè)養(yǎng)殖日常管理過程中，投放的飼料以草魚料為主，草魚大量攝食，使得體內(nèi)重金屬得到較多的累積。為避免重金屬在魚體內(nèi)的過量累積，魚類養(yǎng)殖過程中應(yīng)注重飼料的選擇，加強(qiáng)投食配比的改善。

3 結(jié)論

沿黃地區(qū)養(yǎng)殖魚類體內(nèi)Pb、Cr、Cd、Cu、As 5種重金屬元素的殘留存在較大差異，其平均含量分別為0.27，0.45，0.05，1.29，0.07 mg·kg-1，從高到低依次表現(xiàn)為Cu>Cr>Pb>As>Cd。

與《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無(wú)公害水產(chǎn)品安全要求》和《食品中污染物限量》中規(guī)定的污染物限量標(biāo)準(zhǔn)相比，沿黃地區(qū)養(yǎng)殖魚類重金屬殘留水平總體較低。

不同魚類重金屬殘留差異明顯，整體上表現(xiàn)為上層魚類重金屬殘留低于下層，但草魚體內(nèi)部分重金屬元素殘留含量相對(duì)偏高，可能與沿黃地區(qū)農(nóng)戶的養(yǎng)殖習(xí)慣和主選魚種飼料投放有關(guān)。