海州湾养殖文蛤体内不同组织的重金属富集特性及其安全评价

董志国，李晓英，程汉良，孟学平，阎斌伦

(1.淮海工学院 江苏省海洋生物技术重点建设实验室，江苏 连云港 222005；2.上海海洋大学水产与生命科学学院，上海 201306)

海州湾养殖文蛤体内不同组织的重金属富集特性及其安全评价

董志国1,2，李晓英1，程汉良1，孟学平1，阎斌伦1

(1.淮海工学院 江苏省海洋生物技术重点建设实验室，江苏 连云港 222005；2.上海海洋大学水产与生命科学学院，上海 201306)

测定海州湾养殖池塘成体文蛤体内肝胰腺、鳃、外套膜、足和闭壳肌5个干质量组织中Cd、Cr、Pb、Ni、Cu和Zn 这6种重金属的含量。结果表明文蛤5组织中闭壳肌和肝胰腺是重金属选择性富集的主要器官。Cr、Pb、Ni在5种组织中以闭壳肌的含量最高，分别高达58.981、4.298、10.873μg/g，与其余组织均有显著差异(P＜0.05)；而Cu和Zn则以闭壳肌的含量最低，分别为0.844、58.076μg/g，而肝胰腺中含量最高，分别达17.776、173.147μg/g，差异显著(P＜0.05)；相反，Cd和Ni则在肝胰腺中含量最低(0.140、4.807μg/g)，与其余组织显著差异(P＜0.05)。6种重金属中，Zn在5种组织中的含量最高(173.147～58.076μg/g)，Cd的含量最低(0.140～0.336 μg/g)，Pb次之(1.549～4.298μg/g)。文蛤5组织中闭壳肌是主要的受污染组织，Cr、Ni和Pb的污染指数间于1.52～6.40，而足的污染最小，6种重金属仅Ni超标，其余污染指数为0.01～0.96；6种重金属中Ni的污染最严重，5组织均超标，污染指数P间于2.77～6.40，而毒性较强的Cd以及Cu在5组织中均未超标。

文蛤；组织；重金属；污染评价

Abstract：In this paper, the content of 6 heavy metals, i.e., Cd, Cr, Pb, Ni, Cu and Zn were analyzed in five dry tissues of adductor muscle , hepatopancreas, gill, mantle, foot ofMeretrix meretrixcultured in Haizhou bay pond. Results indicated that adductor muscle and hepatopancreas were major heavy metal enriching tissues. The contents of Cr, Pb and Ni in adductor muscle were highest among the five tissues, and were 58.981, 4.298μg/g and 10.873μg/g, respectively, which had significant difference with those in other tissues (P＜0.05). The concentration of Cu and Zn were 0.844μg/g and 58.076μg/g in adductor muscle, obviously lower than that in hepatopancreas 17.776μg/g and 173.147μg/g, respectively (P＜0.05). On the contrary, the concentration of Cd and Ni was lower in hepatopancreas (0.140 μ g/g and 4.807 μ g/g) than that in the other tissues (P＜ 0.05). Among the six heavy metals, the highest content was Zn (173.147－58.076μg/g), and the lowest was Cd (0.140－0.336μg/g), followed by Pb (1.549－4.298μg/g). The major contaminated tissue was the adductor muscle forM. meretrixand the contamination index for Cr, Ni and Pb ranged from 1.52 to 6.40, however, there was a minor contamination in foot and the contaminative index was only 0.01－0.96 except for Ni. All the five tissues were slightly contaminated by Ni and the contamination index ranged from 2.77 to 6.40, but the contamination index for Cd and Cu were in the range of national standard for health aquatic products.

Key words：Meretrix meretrix；tissues；heavy metal；contamination evaluation

文蛤(Meretrix meretrix)是我国南北沿海习见和主要的食用双壳贝类，是我国海水养殖的重要经济贝类之一，素有“天下第一鲜”的盛誉。近年来，针对文蛤的繁殖生理[1-3]、养殖技术[4-5]、种质资源评价[6]以及营养活性成分[7]及药用开发[8]报道较多，相关研究认为文蛤对水环境中重金属富集作用显著，具有作为生物指示种的前途[9]，但作为食物来源其重金属污染的安全性问题则很少被关注和研究，较多的研究主要是将软体部分作为一个整体来研究其重金属富集程度[10-11]。而双壳类不同组织对重金属的富集规律以及同一组织中对不同重金属的富集特性还未见系统的研究报道，因此本实验对海州湾养殖池塘内成体文蛤的不同组织中重金属含量进行测定，以期为文蛤相关产品开发提供食品安全指导，同时也对贝类重金属毒理学和环境污染与监测研究提供科学基础。

1 材料与方法

1.1 材料

成体文蛤为2010年1月中旬采自海州湾赣榆的养殖池塘，壳长3.55～3.90cm，体质量为10.99～14.28g，取样量约为2kg。

1.2 试剂与仪器

硝酸(分析纯)、高氯酸(优级纯) 国药集团化学试剂有限公司；各种重金属标准品(干粉) 国家环保总局标准样品研究所。

PGENERAL TAS-990原子吸收分光光度计 北京普析通用仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料处理

文蛤快速运到养殖实验室后在充气的海水中暂养两天吐掉泥沙和内脏中的食物和粪便，以减少非体组织物质引起的实验误差。将鲜活样品去壳后，蒸馏水清洗，逐一分离肝胰腺、鳃、外套膜、足和闭壳肌。将全部文蛤同一组织作为一个样品吸干水后称质量并在105℃烘箱直接干燥法烘12h至质量恒定，干样在研钵中研成粉状后放在干燥器中备用。

1.3.2 酸解与消化

将文蛤5组织干粉样品各精确称取约0.5000g，每组织设3个重复，共15个样在干燥的50mL烧杯中加入硝酸7mL，高氯酸0.5mL，控温电炉上加热消煮至样品充分溶解，有白色晶体析出后移出并冷却，加3mL硝酸溶解结晶，稍加热溶解后定容到25mL。另取两只烧杯只加入7mL硝酸和0.5mL高氯酸，定容到25mL作为空白样。

1.3.3 重金属测定

采用原子吸收分光光度计测定6种重金属，其中Cu和Zn测定采用火焰原子吸收法，Cd、Pb、Cr和Ni采用石墨炉原子吸收法测定，待测样品稀释成不同浓度梯度，以含量在标准曲线范围内的作为有效测定样，每种样品重复测定3次。

1.3.4 污染指数评价方法

对Cd、Cr、Cu、Pb污染指数评价标准参考国家标准GB 18406.4—2001《农产品安全质量：无公害水产品安全要求》[12]，对Ni评价标准参考1994年全国食品卫生标准分委会评审通过作为内控标准见文献[13]，Zn评价标准参考GB 18406.1—2001《农产品安全质量：无公害蔬菜安全要求》[14]的标准进行文蛤组织中的重金属含量评价。通过测定文蛤不同组织中水分含量数据，将干样中重金属含量转换成鲜样中含量，与标准进行比较。

采用单因子污染指数法[15]对文蛤不同组织重金属污染进行评价，计算公式如下：

Pi=Ci/Si

式中：Pi为某种重金属的污染指数；Ci为该重金属在样品中的平均含量；Si为该重金属在样品评价标准中最高允许含量，Pi＞1时为样品中该重金属存在污染。

1.4 数据处理

利用STATISTICA 5.5软件对实验数据进行统计分析，所有数据均3次重复测定，采用“平均值±标准差”表示，采用邓肯氏法进行单因子多重比较。

2 结果与分析

表1 文蛤不同组织中重金属含量Table 1 Content of heavy metals in different tissues ofMeretrix meretrix μg/gmd

2.1 同一重金属在文蛤不同组织中的富集特征

Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn这6种重金属在文蛤的足、肝胰腺、鳃、闭壳肌、外套膜这5组织中的测定结果见表1。其中Zn的含量在6种重金属中含量最高，且除外套膜和足以外，不同组织间均存在显著差异(P＜0.05)。在5组织中肝胰腺的Zn含量最高达173.147μg/g，鳃次之为151.418μg/g，而闭壳肌的最低为58.076μg/g。Cd的组织分布规律为外套膜＞鳃＞闭壳肌＞足＞肝胰腺，含量在0.140～0.336μg/g之间，且除足和肝胰腺外，其余均差异显著(P＜0.05)。Cr的组织分布规律为闭壳肌＞肝胰腺＞外套膜＞鳃＞足，含量在0.066～58.981μg/g之间，在所有组织中闭壳肌中Cr含量远高于其他组织(P＜0.05)，达58.981μg/g，而其余组织除足的含量最低外，其余3组织间差异不显著(P＞0.05)，含量在3.203～4.2081μg/g。Cu的组织分布规律为肝胰腺＞外套膜＞鳃＞足＞闭壳肌，5组织间Cu含量均存在显著差异(P＜0.05)，其中在闭壳肌中含量最低为0.844μg/g，而在肝胰腺中则高达17.776μg/g之多。Ni的组织分布规律为：闭壳肌＞鳃＞外套膜＞足＞肝胰腺，含量间于4.807～10.873μg/g之间，5组织中3个Ni含量最低的组织鳃、外套膜和肝胰腺之间不存在显著差异，其余相互间存在显著差异(P＜0.05)。Pb的组织分布规律为闭壳肌＞外套膜＞肝胰腺＞足＞鳃，含量间于1.549～4.298μg/g之间，5组织中的Pb含量除外套膜和肝胰腺之间不存在显著差异外，其余相互间存在显著差异(P＜0.05)。

综合来看，Cr、Pb、Ni在5种组织中以闭壳肌的含量最高，显著高于其他组织，相反，闭壳肌的Cu和Zn含量最低，而在肝胰腺中含量最高均显著高于其余4组织，Cd和Ni则在肝胰腺中含量最低。因此，对文蛤来讲，闭壳肌和肝胰腺这两个组织器官对于重金属的富集具有一定的选择性规律。

吴旭干等[16]对瘤背石磺的研究发现组织中Cu和Zn的含量以肝胰腺最高而肌肉中则最低，这一结果与本研究一致，而对重金属Cd来讲，瘤背石磺肝胰腺中含量也最高，高于肌肉组织，而本研究中文蛤结果相反，这也可能是瘤背石磺与文蛤属于不同的高级分类阶元有关，这种规律在贝类间是否普遍存在特别是不同种类间重金属的分布规律还需要深入的比较研究。

2.2 文蛤同一组织中不同重金属的富集特征

由表1可知，文蛤的足、肝胰腺、鳃、闭壳肌、外套膜这5组织中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn这6种重金属的测定结果：6种重金属在足中的含量为Zn＞Ni＞Cu＞Pb＞Cd ＞Cr，含量在0.066～98.325μg/g之间，且除Cd和Cr外，其余均差异显著(P＜0.05)。6种重金属在肝胰腺中的含量为Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb＞Cd，含量间于0.140～173.147μg/g之间，且除Ni、Pb和Cr外，其余均差异显著(P＜0.05)。6种重金属在鳃中的含量为Zn＞Ni＞Cu＞Cr＞Pb＞Cd，含量在0.274～151.418μg/g之间，且除Ni、Cu和Cr之间，Cr、Pb和Cd之间不存在显著外，其余二者间均差异显著(P＜0.05)。6种重金属在闭壳肌中的含量为Zn＞Cr＞Ni＞Pb＞Cu＞Cd，含量在0.171～58.981μg/g之间，除Zn和Cr之间以及Cu和Cd之间不存在显著差异外，其余二者间均差异显著(P＜0.05)。6种重金属在外套膜中的含量为Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb＞Cd，含量在0.336～98.881μg/g之间，除Pb和Cr之间不存在显著差异外，其余二者间均差异显著(P＜0.05)。

综合来看，对文蛤来讲，6种重金属中Zn在5种组织中的含量最高，Cd的含量最低，Pb次之，不同金属在同一组织中的富集具有一定规律性，这也可能与环境有关。Sadiq等[11]对沙特海湾中12个不同盐度海区文蛤软体部中Ni 的监测结果显示其含量在0.35～2.61 μg/gmf之间，对马来西亚婆罗洲文蛤的研究结果表明来自工业污染河口区Likas 河口与非污染区Kota Belud河口的文蛤软体部重金属Cd、Cu、Cr、Pb和Zn的含量均存在显著差异，污染区的文蛤重金属含量显著高于非污染区[9]，这说明不同环境下贝类体内重金属存在较大的差异。

2.3 文蛤不同组织中的重金属污染评价

6种重金属在文蛤5组织中的污染评价结果见表2，结果表明，5种组织中均存在Ni污染，污染指数P在2.77～6.40之间，Zn在肝胰腺和鳃中略超标，污染指数分别为1.49和1.10，而Pb和Cr在闭壳肌中均超标，污染指数P分别为1.52和5.21。因此，文蛤5组织中闭壳肌是主要的受污染组织，而足的污染最小；6种重金属中Ni的污染最严重，其余重金属污染指数为0.01～0.96，5组织Ni均超标，污染指数间于2.77～6.40，而毒性较强的Cd、Cu则均未超标。

表2 文蛤不同组织中的重金属污染指数(Pi)Table 2 Contamination indices of heavy metals in different tissues ofMeretrix meretrix(Pi)

Sadiq等[11]对沙特海湾中12个不同盐度海区文蛤软体部中Ni 的监测结果显示其含量在0.35～2.61μg/gmf之间，如果按贝类平均含水量83%计算，其干质量下约为2.06～15.36μg/g，而本研究中文蛤Ni含量为4.807～10.873μg/g，与Sadiq等[11]报道结果在同一范围内，这可能说明文蛤机体内本身对Ni的需求较大，其他贝类是否也具有这一规律，具体机理还需深入研究。马来西亚婆罗洲文蛤的工业污染河口区Likas 河口与非污染区Kota Belud河口的文蛤软体部重金属Cd、Cu 、Cr、 Pb和Zn监测结果见表3。与本研究相比，海州湾养殖文蛤5组织中Cd含量低于婆罗洲Kota Belud河口未污染区的文蛤，而肝胰腺中的Cu含量均高于婆罗洲污染与非污染区文蛤的含量。但这种比较是拿海洲湾文蛤的一个组织与婆罗洲文蛤整个软件部相比，真实结果还待深入研究。同时，这也证明本研究中不同组织中重金属含量的差异，对于生物环境监测等科学研究以及食品工业原料的选择具有一定指导意义。

表3 马来西亚两河口区文蛤体内重金属含量[9]Table 3 Concentration of heavy metals inM. meretrixfrom two estuaries of Malaysia μg/g

3 结 论

文蛤5组织中闭壳肌和肝胰腺是重金属富集的主要组织器官，Cr、Pb、Ni在5种组织中以闭壳肌的含量最高，而Cu和Zn则以闭壳肌的含量最低，肝胰腺中含量最高，Cd和Ni则在肝胰腺中含量最低。6种重金属中Zn在5种组织中的含量最高，Cd的含量最低，Pb次之。文蛤5组织中闭壳肌是主要的受污染组织，而足的污染最小；6种重金属中Ni的污染最严重，5组织均超标，而毒性较强的Cd、Cu则均未超标。

[1] TANG Baojun, LIU Baozhong, WANG Guodong, et al. Effects of various algal diets and starvation on larval growth and survival ofMeretrix meretrix[J]. Aquaculture, 2006, 254(1/4):526-533.

[2] WANG Guodong, LIU Baozhong, TANG Baojun, et al. Pharmacological and immunocytochemical investigation of the role of catecholamines on larval metamorphosis by [beta]-adrenergic-like receptor in the bivalveMeretrix meretrix[J]. Aquaculture, 2006, 258(1/4):611-618.

[3] ZHUANG Shuhong. The influence of salinity, diurnal rhythm and day length on feeding behavior inMeretrix meretrixLinnaeus[J]. Aquaculture,2006, 252(2/4):584-590.

[4] LIU Baozhong, DONG Bo, TANG Baojun, et al. Effect of stocking density on growth, settlement and survival of clam larvae,Meretrix meretrix[J]. Aquaculture, 2006, 258(1/4):344-349.

[5] 柴雪良, 张炯明, 方军, 等. 室外水泥池培育文蛤苗种技术[J]. 水产科学, 2008, 27(2):92-94.

[6] 赫崇波, 丛林林, 葛陇利, 等. 文蛤养殖群体和野生群体遗传多样性的AFLP分析[J]. 中国水产科学, 2008, 15(2):215-221.

[7] 杨晋, 陶宁萍, 王锡昌. 文蛤的营养成分及其对风味的影响[J]. 中国食物与营养, 2007(5):43-45.

[8] 范成成, 张剑, 康劲翮, 等. 文蛤多肽的体外抗癌活性研究[J]. 台湾海峡, 2009, 28(4):472-476.

[9] ABDULLAH M H, SIDI J, ARIS A Z. Heavy metals (Cd, Cu, Cr, Pb and Zn) inMeretrix meretrixroding, water and sediments from estuaries in sabah, North Borneo[J]. International Journal of Environmental &Science Education, 2007, 2(3):69-74.

[10] HUANG Zhouying, CHEN Yixin, ZHAO Yang, et al. Antioxidant responses inMeretrix meretrixexposed to environmentally relevant doses of tributyltin[J]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 2005,20(1):107-111.

[11] SADIQ M, ALAM I A, AL-MOHANNA H. Bioaccumulation of nickel and vanadium by clams (Meretrix meretrix) living in different salinities along the Saudi coast of the Arabian Gulf[J]. Environmental Pollution,1992, 76(3):225-223.

[12] GB 18406.4—2001农产品安全质量:无公害水产品安全要求[S]. 北京:中国标准出版社, 2001.

[13] 胡小玲, 张瑰, 陈剑刚, 等. 珠海市蔬菜重金属污染的调查研究[J].中国卫生检验杂志, 2006, 16(8):980-981.

[14] GB 18406.1—2001农产品安全质量:无公害蔬菜安全要求[S]. 北京:中国标准出版社, 2001.

[15] 奚旦立, 孙裕生, 刘秀英. 环境监测[M]. 北京:高等教育出版社, 1995:4.

[16] 吴旭干, 刘富平, 唐伯平, 等. 成体瘤背石磺不同组织中的重金属含量及其评价[J]. 海洋渔业, 2007, 29(4):319-324.

Enrichment Characteristics and Contamination Evaluation of Heavy Metal in Five Tissues ofMeretrix meretrixCultured from Haizhou Bay

DONG Zhi-guo1,2，LI Xiao-ying1，CHENG Han-liang1，MENG Xue-ping1，YAN Bin-lun1
(1. Key Constructing Laboratory of Marine Biotechnology of Jiangsu Province, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, China；2. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

X131；Q956

A

1002-6630(2010)22-0387-04

2010-01-25

农业部水产种质资源与利用重点开放实验室开放课题基金项目(KFT2008-4)；连云港市科技发展计划项目(CN0906)

董志国(1977—)，男，讲师，博士，研究方向为水产种质资源与环境生态学。E-mail：dzg7712@yahoo.com.cn