梅州地区匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼重金属含量的测定与评价

郑清梅，韩春艳，钟艳梅，温茹淑，章佳丽

(嘉应学院生命科学学院，广东梅州514015)

随着我国工、农业的迅速发展，重金属污染日趋严重.在重金属污染水体中，鱼类通常能富集重金属并通过食物链传递及放大，最终传递给人类，对人体造成严重的危害［1］.因此，重金属污染已成为人们关注的食品安全问题之一.评测鱼类重金属污染状况，对评价水生生态系统受污染程度、水中污染物毒性及食品安全有重要意义等［2］.郑清梅等［3］对梅州经济鱼类的资源调查及渔业状况分析指出，由于梅州地区工业、生活等废水污染导致梅江水系的水域生态系统受到一定的破坏，尤其是对经济鱼类影响很大.且近几年来，梅州地区新增了不少工业转移园区及稀土矿采矿场，重金属污染加剧［4］.因此，在梅州地区开展鱼类金属污染状况的定期监测和研究，旨在了解该地区水域环境质量及鱼类食用安全状况.

匙吻鲟(Polyodon spathula)又称匙吻白鲟、鸭嘴鲟，属鲟形目，匙吻鲟科，适应性强、生长迅速，是梅州地区新引进的大型经济鱼类，食性类似鳙鱼，摄食浮游动物［5］;鳙鱼(Aristichthys nobilis)、鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)隶属我国四大家鱼，是梅州地区池塘养殖的重要经济鱼类.本试验从梅州市水产研究所养殖基地采集食性相近的3种鱼类即匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼，首次进行重金属Cd、Cr、Pb、Cu、Mn、Fe和Zn含量的分析和评价，为梅州地区水环境重金属污染状况及鱼类食用安全评价提供参考依据.

1 材料与方法

1.1 样品采集与保存

2013年3月至7月，分3批次于梅州市水产研究所养殖基地采集鲜活健康、体型匀称的匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼作为试验用鱼.采用不锈钢解剖剪与解剖刀解剖试验鱼，分别分离出背肌(去除皮肤)、肝胰脏、肠道和鳃等组织，清洗表面血液和杂物，滤纸吸干样品表面水分后分别装入塑料封口袋，于－20℃冰箱中保存备用.

1.2 样品处理与分析

试验鱼自然解冻后，吸水纸吸干鱼表面水分，用剪刀剪碎，分别准确称取鱼的肌肉、肠道、椎骨及鳃1.0g肝胰脏(约0.5g)，以超纯水为空白对照，分别置于高压消解罐中的聚四氟乙烯内罐中，然后分别加入浓HNO33ml、H2O23ml浸泡，敞开盖子放置过夜(不见光)，使反应过程中的气体散去.然后将高压消解罐移入烘箱内，于150℃中消解6h.待高压消解罐冷却至室温后将消化样品后移入容量瓶中，超纯水定容，混匀备用.每2尾鱼的样品混合为1个样，每种鱼的样品设3个平行.

采用电感耦合等离子体放射光谱仪(SP－127 ICPE－9000日本岛津)测定样品中Zn、Cu、Pb、Cr、Mn和Cd的含量，同时测定试剂空白液及标样，其中标准物质的各测定值和标准值的相对偏差均小于10%，符合要求.

1.3 数据处理与评价方法

1.3.1 数据处理

根据X=［(A1－A2)×V×1000］/(M×1000) (X为样品中重金属的含量mg/kg，A1为样品所测得的含量 ug/ml，A2为空白对照所测得的含量ug/ml，V为样品处理后的总体积ml，M是称量的样品的实际重量g)，计算出所测样品的含量，采用Excel 2003进行数据处理，取其平均值作为结果.

1.3.2 评价方法

本研究采用单因子污染指数法［6］来评价鱼体内的某一重金属污染状况.其表达式如下:

上式中Pi为单因子(元素)污染指数;Ci为样品中该因子(元素)i的实际含量，Si为该因子(元素)i的评价标准值，采用《农产品安全质量无公害水产品安全要求》(GB 18406.4－2001)中重金属的限值作为评价标准(表1).Zn、Fe和Mn无限量标准.若污染指数Pi＜0.2时，表明重金属质量比位于正常的背景值范围内;若0.2≤Pi＜0.6为微污染－轻污染水平;0.6≤Pi＜1.0为污染水平;污染指数Pi≥1.0为重污染水平.

表1 各污染因子的质量分指数Pi

采用均方根综合指数［6］分析生物样品中多种重金属的污染水平，计算公式如下:

式中:PI为某一生物样品的综合污染指数;Pi为该样品重金属i的单因子污染指数;n为重金属的种类数.根据综合污染指数的计算结果将重金属的污染水平划分为4个等级:PI≤1.0为无污染;1.0＜PI≤2.0为轻度污染;2.0＜PI≤3.0为中度污染; PI＞3.0为重污染.

2 结果

2.1 匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼体内不同组织中7种重金属含量

匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼体内不同组织中Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Pb及Zn的含量如表2所示.

表2 匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼体内不同组织中重金属的含量(mg/kg，湿重)

由表2可见，重金属在不同鱼类及组织中的富集水平不一致.其中，该3种鱼体内必需金属元素Fe、Zn和Cu在不同组织中的含量相对高于非必需元素Cd和Pb.同时，该3种鱼体不同组织对重金属的富集不一致，其肝胰脏中Cd、Cu、Fe含量分别高于其它组织.且鱼的不同组织对同一种重金属的富集水平也不一致，Cr在匙吻鲟鳃中含量分别高于其它组织，而其在鳙鱼鳃中含量却分别低于其它组织.Cr在匙吻鲟不同组织中含量由高到低为:鳃＞鳍＞肝胰脏＞椎骨＞肠＞肌肉;Cr在鳙鱼不同组织中为:肝胰脏＞鳍＞肌肉＞肠＞椎骨＞鳃.

2.2 匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼体内不同组织的重金属污染评价

匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼体内重金属“单因子污染指数”与“综合污染指数”如表3所示.由表3中“单因子污染指数”可见，该3种鱼体内Pb污染最严重，绝大多数组织残留超标，且大多数为重污染水平;其次为Cr，大多数组织为微污染－轻污染水平;而Cd、Cu只在少数组织中均超标，如匙吻鲟和鲢鱼的肝胰脏中Cd与Cu均超标.由表3中“综合污染指数”可见，匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼体约40%组织属于轻度污染水平.该3种鱼类的综合污染程度由高到低为:匙吻鲟＞鲢鱼＞鳙鱼.其中，匙吻鲟鱼体总体污染程度最严重，除了背肌之外其它组织均为轻度污染;鲢鱼约50%组织为轻度污染;鳙鱼为无污染水平.

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3 讨论

3.1 鱼体内不同组织的重金属含量分析

鱼类在水环境中生长过程中，从水、饵料及沉积物中吸收各种金属元素包括生命必需元素及非必需元素.而生命必需元素如Fe、Zn及Cu等是鱼类生长所必需的，也是人类所必需的，只有超过一定量的标准才是污染物.同时，鱼类在吸收必需元素也吸收非必需元素如Pb、Cd等并积累于机体中，并在食物链的生物放大作用下可以成千上百倍地富集［7］.在水环境无重金属污染或污染较低情况下，鱼类对重金属吸收具有高度选择性，对生命必需元素吸收较高，对非必需元素吸收较低［8］.肖明松等［7］对淮河蚌埠段鳙鱼体内重金属富集进行研究表明，鳙鱼不同组织器官中Fe和Zn的含量明显高于Cu、Mn、Cd和Ni.陈红红等［9］对广州市场食用中5种重金属含量进行分析及评价，结果表明在21种鱼中必需微量元素锌、铜、铬含量较高，非必需微量元素Pb含量较低.刘丹赤等［10］的研究结果也表明，鱼类组织器官对重金属积累能力不同，必需元素Zn、Cu的含量较高，主要存在于肝脏及其它内脏中;有毒重金属元素Cd、Pb、Cr和Ni主要分布于鳞片、鳃中.本研究与上述研究结果相近，所测定的3种鱼体内必需金属元素Fe、Zn和Cu在不同组织中的含量均高于非必需元素Cd和Pb，且内脏中包括肝胰脏与肠道等含量较高.

同时，重金属在鱼体中的蓄积水平还受鱼的种类及其组织器官特征、暴露时间、暴露浓度、重金属种类等因素的影响［11］.其中，由于肝胰脏是鱼的生化转化及储蓄中心，其组织内可诱导产生大量束缚重金属的金属硫蛋白，使其成为重金属蓄积的重要靶器官之一［12］.戴梓茹［13］对金鲳鱼体内重金属测定结果表明，金鲳鱼在腮、肝脏对各种重金属积累能力普遍高于其他组织器官.刘芳芳等［14］的研究结果也表明，在鲤鱼生长过程中，肝脏是Pb、Cd和Cu的主要富集部位，鳃是Zn的主要富集部位，肌肉是重金属富集的最弱部位.本研究结果与上述研究相近.本试验所测定的3种鱼肝胰脏中Cd、Cu、Fe含量分别高于其它组织，但Cr在匙吻鲟鳃中含量分别高于其它组织.

3.2 鱼体内不同组织的重金属污染评价

根据《农产品安全质量无公害水产品安全要求》(GB 18406.4－2001)，本次所测定的匙吻鲟、鳙鱼和鲢鱼已受到Pb、Cd、Cr和Cu不同程度的污染.其中Pb污染最严重，绝大多数组织残留超出农产品安全质量无公害水产品安全要求限量标准，且大多数为重污染水平;其次为Cr，大多数组织为微污染－轻污染水平.同时，本试验的“综合污染指数”表明，匙吻鲟鱼体总体污染程度最严重，除了背肌之外其它组织均为轻度污染;鲢鱼约50%组织为轻度污染;鳙鱼为无污染水平.一方面，鱼类体内的重金属蓄积水平与环境水体或底泥中重金属的污染程度有关，通常水体或底泥中重金属含量越高，鱼类体内蓄积的重金属含量越高［15］;谢文平等［16］对珠江三角洲河网区水体及鱼体内重金属含量进行分析表明，Pb和Cr为珠江三角洲河网区水体中重金属污染的主要元素，同时也是所测鱼体中的重金属污染元素.另一方面鱼类体内的重金属蓄积水平与鱼类食物重金属含量有关.当鱼类饵料或饲料中重金属含量越高，鱼类体内所蓄积的重金属也越多［16～17］.刘芳芳等［14］对东洞庭湖网箱养殖鲤鱼生长期内重金属的富集特征研究表明，养殖饲料中重金属含量高，成为鲤鱼富集重金属的主要原因.由此推测，该3种鱼的养殖水体或饲料已受到Pb、Cd、Cr和Cu不同程度的污染，从而导致鱼体内这些重金属含量较高，需引起有关部门的重视并应对相关污染源进行监测.

［1］张春岭，卓丽玲.枣庄市中区鲫鱼重金属含量及其安全评价［J］.山东畜牧兽医，2010(31):10－11

［2］臧素娟，申义珍，魏林阳，等.鱼中铅、镉、汞和砷的测定［J］.光谱实验室，2005，22(5):973－975.

［3］郑清梅，温茹淑，朱凌依.等.梅州经济鱼类的资源调查及渔业状况分析［J］.嘉应学院学报:自然科学，2009，27(6):71－75.

［4］李冰，钟凤.梅州市五华县石灰岩矿区土壤铅污染现状研究及改良对策［J］.安徽农业科学，2009，37(2): 805－806.

［5］沈硕，周继成，赵思明，等.匙吻鲟的营养成分及肌肉营养评价［J］.营养学报，2009，31(3):295－297.

［6］杨晓云，温勇，陈晓燕，等.重金属在北江鱼类和底栖动物体内的富集及污染评价［J］.环境科学与技术，2010，33(6):194－198.

［7］肖明松，王松，鲍方印.等.淮河蚌埠段鳙鱼体内重金属富集研究［J］.安徽科技学院学报，2012，26(2):28－34.

［8］尚晓迪，何志强.重金属在鱼体内积累作用的研究进展［J］.河北渔业，2009，(5):44－45.

［9］陈红红，毋福海，黄丽玫，等.广州市场食用鱼中5种重金属含量分析及评价［J］.中国卫生检验杂志，2008，18(12):2736－2738.

［10］刘丹赤，邵长明.鱼体内重金属含量测定及其分布状况的研究［J］.中国测试技术，2007，33(4):121－122，132.

［11］夏泽慧，王兴明，楼巧婷，等.合肥市场6种淡水鱼体内Cu、Pb和Cd的分布及食用风险［J］.环境科学研究，2012，25(3):311－315.

［12］赵红霞，周萌，詹勇，等.重金属对水生动物毒性的研究进展［J］.中国兽医杂志，2004，40(4):39－41.

［13］戴梓茹.金鲳鱼体内重金属测定及其分布状况研究［J］.食品科技，2012，37(12):298－300.

［14］刘芳芳，李忠海，付湘晋，等.东洞庭湖网箱养殖鲤鱼生长期内重金属的富集特征［J］.环境科学研究，2013，26(2):166－172.

［15］JAMES P M，DON W E，ANNA N K.A comparison of the non－essential elements cadmium，mercury and lead found in fish and sediment from Alaska and California［J］.Sci Total Environ，2005，339:189－205.

［16］谢文平，陈昆慈，朱新平，等.珠江三角洲河网区水体及鱼体内重金属含量分析与评价［J］.农业环境科学学报，2010，29(10):1917－1923.

［17］RASHED M N.Monitoring of environm ental heavy metals infish from Nasser lake［J］.Environ Int，2001，27(1): 27－33.