巴家文 魏延偉 晏翰林 徐承香 李忠利 梅杰

摘要：為了解烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)重金屬富集狀況及食品安全，利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）和原子熒光光度法（HSHG-AFS）測(cè)定了該庫(kù)區(qū)大口鲇（Silurus meridionalis）和黃顙魚(yú)（Pelteobagrus fulvidraco）肌肉中Cu、Zn、Mn、Pb、Cd、Cr、Ag和Hg的含量。結(jié)果表明，大口鲇和黃顙魚(yú)肌肉中不同重金屬含量存在差異，其中Zn在兩種魚(yú)肌肉中含量均最高，Cu、Cr、Pb和Hg在黃顙魚(yú)肌肉中含量均高于大口鲇，均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。危害指數(shù)分析表明，食用烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)大口鲇和黃顙魚(yú)的健康風(fēng)險(xiǎn)較小。重金屬單因子污染指數(shù)結(jié)果顯示，兩種魚(yú)體肌肉中Pb、Hg和Cd的污染程度相對(duì)較高，烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)存在潛在的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：大口鲇（Silurus meridoualis;黃顙魚(yú)（Pelteobagrus fulvidraco）;重金屬含量;食用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);沙坨電站庫(kù)區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：X503

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114[ 2020）12-0149-05

D01：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.12.033

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

魚(yú)類(lèi)組織會(huì)累積來(lái)自水體或者食物中吸收的重金屬[1]，而魚(yú)類(lèi)是人類(lèi)機(jī)體中高蛋白質(zhì)和低飽和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)補(bǔ)給的重要來(lái)源[2]，并且魚(yú)體肌肉通常用于評(píng)價(jià)食品健康風(fēng)險(xiǎn)[3]。若每天食用受重金屬污染魚(yú)類(lèi)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限量時(shí)，會(huì)對(duì)人體帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)[4，5]，如攝人過(guò)量的Hg將會(huì)毒害腎臟，并能引起慢性中毒現(xiàn)象;Pb會(huì)損害腎臟和肝臟，As能造成神經(jīng)系統(tǒng)疾病等[6]。而河流重金屬污染是直接或間接造成魚(yú)類(lèi)受到重金屬污染的重要原因之一[7-9]。近年來(lái)，烏江的長(zhǎng)期過(guò)度開(kāi)發(fā)利用，已造成烏江水質(zhì)中重金屬含量超標(biāo)[10]，Hg為強(qiáng)生態(tài)危害，Cd為中等生態(tài)危害，Pb和Cu為輕度生態(tài)危害[11]。因此，對(duì)烏江流域中魚(yú)類(lèi)重金屬的富集和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究已是勢(shì)在必行。

近年來(lái)，部分學(xué)者研究報(bào)道如國(guó)外加拿大魁北克北部水庫(kù)[12]和芬蘭北部水庫(kù)[13]以及國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)江三峽水庫(kù)[14，15]等。烏江沙坨電站位于烏江下游思南至沿河江段沿河上游7 km處[16]，而對(duì)烏江流域貴州段已有姚珩等[17]研究報(bào)道了烏江洪家渡水庫(kù)魚(yú)體汞含量，但還未見(jiàn)對(duì)烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)重金屬的研究報(bào)道。因此，本研究以烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)黃顙魚(yú)（Pelteobagrus fulvidraco）和大口鲇（SilurrLSrneridoualis）為對(duì)象，研究分析肌肉中Cu、Ag、Mn、Pb、Cd、Cr和Zn含量，評(píng)估了兩種魚(yú)類(lèi)的食用安全性風(fēng)險(xiǎn)，旨在為沙坨水電站庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)重金屬污染提供基礎(chǔ)資料，并為庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)資源保護(hù)以及周邊居民攝食庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)健康安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本采集

2017年10月在烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)長(zhǎng)堡和潮砥江段采集了大口鲇和黃顙魚(yú)兩種常見(jiàn)經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)作為樣本，每尾魚(yú)均選取背鰭下部去皮肌肉組織，稱(chēng)重后用10 mL干凈玻璃瓶裝置，于-20℃保存待測(cè)。各生物學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1所示。

1.2 樣本處理和測(cè)定

參照蔡深文等[3]的方法進(jìn)行樣品的處理和消解，樣品處理中所用的HNO3-HClO4（9：1，v/v）混合液均為優(yōu)級(jí)純，消解儀為奧樂(lè)普科技公司生產(chǎn)的（API） MD8H微波消解儀，檢測(cè)方法選取原子熒光光度法測(cè)定Hg含量，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測(cè)定Cu、Ag、Mn、Pb、Cd、Cr和Zn含量，操作控制程序詳見(jiàn)表2。

消解前，消解罐和比色管均需浸泡24 h，浸泡液為10% HNO，溶液，再用去離子水洗凈，最后在60℃烘干機(jī)內(nèi)烘干備用。在所有消解好的樣品上機(jī)前，都需要先進(jìn)行各重金屬環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品值的測(cè)定，所測(cè)值均為標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的值[3]。樣本的加標(biāo)回收率達(dá)到92%-106%。

1.3 烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)食用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

為了解研究選取的兩種魚(yú)類(lèi)食用安全性，故運(yùn)用危害系數(shù)（HQ）和危害指數(shù)（HI）進(jìn)行其食用安全性評(píng)價(jià)。

式中，EDIi表示成人平均每天攝人第i種重金屬的量;F表示成人平均每天攝食魚(yú)肉的量;Ci表示魚(yú)體肌肉中各重金屬的實(shí)測(cè)值;BU表示成人平均體重。HQ.表示第i種重金屬的危害系數(shù);RfDi表示第i種重金屬的健康危害風(fēng)險(xiǎn)參照劑量，HI表示健康危害指數(shù)。

如果HQi≤1，說(shuō)明該重金屬污染物屬于安全范圍內(nèi)，不會(huì)造成人體健康危害風(fēng)險(xiǎn);反之當(dāng)HQi>1時(shí)，則說(shuō)明該重金屬污染物不在安全范圍內(nèi)，會(huì)造成潛在的人體健康危害風(fēng)險(xiǎn);即可推理出若HQ.值越大，說(shuō)明此重金屬污染物對(duì)人體健康造成危害的可能性就越大，反之則安全性越大。同理，HI值越大，則健康危害性就越高，反之則越低，取65 kg作為成人的平均體重。

1.4 魚(yú)體重金屬污染指數(shù)

通過(guò)計(jì)算各重金屬的單因子污染指數(shù)（Pi），評(píng)價(jià)兩種魚(yú)體內(nèi)各重金屬污染程度，并以重金屬污染指數(shù)（MPI）為參照，比較兩種魚(yú)類(lèi)重金屬污染程度。

重金屬單因子污染指數(shù)計(jì)算公式：

Pi=Ci/Si

（4）

式中，Pi表示第i種重金屬的污染指數(shù);Ci表示第i種重金屬的實(shí)際檢測(cè)值的平均含量值;Si表示第i種重金屬的標(biāo)準(zhǔn)限量值。

國(guó)家最新食品衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)（ GB2762-2017）中沒(méi)有涉及并注明Cu、Zn、Mn和Ag在食品中的限量標(biāo)準(zhǔn)值，故在本研究中只選取Pb、Cd、Cr和Hg進(jìn)行了單因子污染分析。

1.5數(shù)據(jù)分析

利用Excel軟件對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，兩種魚(yú)體肌肉中重金屬含量均用平均值（Mean）±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）表示，并且分別計(jì)算出某特定重金屬污染及重金屬混合污染下的日均最大攝人魚(yú)肉量以及重金屬單因子污染指數(shù)（Pi）和重金屬污染指數(shù)（MPI）。同時(shí)，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和檢驗(yàn)。利用單因素方差法和最小顯著差數(shù)法進(jìn)行各樣本之間的差異性分析，若P<0.05則表示具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚(yú)體肌肉的重金屬含量

結(jié)果（表3）表明，不同重金屬在魚(yú)體肌肉中含量存在差異，其中Zn含量在兩種魚(yú)肌肉中均是最高，兩種魚(yú)肌肉中Ag檢測(cè)含量均低于檢測(cè)下限0.02 mg/kg，大口鲇肌肉中以Pb含量為最低，黃顙魚(yú)肌肉中以Cd含量為最低。大口鲇肌肉中重金屬含量排序?yàn)閆n>Mn>Cu>Hg>Cr>Cd>Pb>Ag，黃顙魚(yú)肌肉中重金屬含量排序?yàn)閆n>Cu>Pb>Mn>Hg>Cr>Cd>Ag。同時(shí)，同種重金屬在不同魚(yú)體內(nèi)含量也有所不同，黃顙魚(yú)肌肉中Cu、Cr、Pb和Hg含量均高于大口鲇。

2.2 烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)大口鲇和黃顙魚(yú)食用風(fēng)險(xiǎn)分析

選取健康危害系數(shù)法（HQ）和健康危害指數(shù)（HI）對(duì)烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)大口鲇和黃顙魚(yú)進(jìn)行食用安全性評(píng)價(jià)，結(jié)果如表4所示。結(jié)果表明，整體上（除Ag、Zn、Cd以外）黃顙魚(yú)的最大日均攝人量要大于大口鲇，在未造成食用安全風(fēng)險(xiǎn)的前提下，人體食用黃顙魚(yú)的健康風(fēng)險(xiǎn)較大口鲇要低。從已檢出含量值的重金屬來(lái)看，食用安全風(fēng)險(xiǎn)以Hg為最高，Mn最低;其中黃顙魚(yú)具體表現(xiàn)為Mn>Pb>Cu>Cr>Zn>Cd>Hg，大口鲇具體表現(xiàn)為Mn>Cu>Pb>Zn>Cr>Cd>Hg。此外，從混合污染的最大日均攝食量（HI）來(lái)看，人體食用黃顙魚(yú)和大口鲇的健康風(fēng)險(xiǎn)限值分別為不超過(guò)0.136和0.105 kg/d。

2.3 烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)魚(yú)體重金屬污染評(píng)價(jià)

參考賈曉平等[20]對(duì)廣東省沿海牡蠣的研究評(píng)價(jià)指標(biāo)，兩種魚(yú)均未達(dá)到重污染水平（P≥1）（表5）。在黃顙魚(yú)肌肉組織中具體表現(xiàn)為Cr（Pi為0.036，<0.2）和Pb（P為0.116，<0.2）均屬于正常背景值水平，Hg（ 0.2<0.480<0.6）屬于輕污染水平，Cd（0.6≤P=0.650<1）屬于中污染水平;在大口鲇肌肉中具體表現(xiàn)為Cr（ P.=0.070）屬于正常背景值水平，Cd （P=0.570）和Hg（Pi=0.5 17）均屬于輕度污染水平，Pb（只=0.682）屬于中度污染水平。此外，經(jīng)計(jì)算得出黃顙魚(yú)和大口鲇均屬中污染程度（0.17≤MPI≤2.09），大口鲇污染程度略高于黃顙魚(yú)。

3 小結(jié)與討論

Zn、Mn和Cu在大口鲇和黃顙魚(yú)體內(nèi)含量比其他幾種重金屬含量高，與蔡深文等[3]和王麗等[6]的研究結(jié)果相同;其中各重金屬在魚(yú)類(lèi)肌肉組織中含量有所不同，這可能是因?yàn)椴煌N魚(yú)體內(nèi)各種重金屬的半衰期具有差異性，還可能與研究區(qū)域重金屬的天然背景較其他區(qū)域不同有關(guān)[3.21];除此之外，還可能是因?yàn)閆n、Mn和Cu是生物生理活動(dòng)的必需元素，更容易在魚(yú)體中被主動(dòng)吸收。[22]，并且Cu在生物體內(nèi)不僅參與一些酶的合成和黑色素合成，同時(shí)參與造血過(guò)程中銅及鐵的代謝[23]。

大口鲇體內(nèi)Zn、Mn和Cd含量較黃顙魚(yú)要高，即重金屬在肉食性魚(yú)類(lèi)大口鲇體內(nèi)的含量比雜食性魚(yú)類(lèi)黃顙魚(yú)高，這與蔡深文等[24]、謝文平等[25]和王麗等[6]的研究結(jié)果相同，一方面是因?yàn)橹亟饘僭隰~(yú)體內(nèi)的富集程度會(huì)隨魚(yú)類(lèi)的行為、代謝活動(dòng)和生存環(huán)境等因素的不同而呈現(xiàn)出不同的情況[3]，并且重金屬在魚(yú)體內(nèi)的富集特征還與魚(yú)的種類(lèi)和機(jī)體組織有關(guān)[26];另一方面可能是因?yàn)槿馐承贼~(yú)類(lèi)所處食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)相對(duì)較高所導(dǎo)致，即重金屬?gòu)氖澄镦湹牡投讼蚋郀I(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞，逐級(jí)吸收和轉(zhuǎn)化，使得含量慢慢富集增高[3]。黃顙魚(yú)肌肉中Cu、Cr、Pb和Hg含量均高于大口鲇，即雜食性>肉食性，與虎貞貞[27]的研究結(jié)果相同，這可能是因?yàn)樽匀画h(huán)境中生物體內(nèi)重金屬含量并不一定與生物在食物鏈中所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)有相關(guān)關(guān)系，還受到生物的同化、排出等過(guò)程以及其他生理生化因子的影響[28]。

已有研究表明，在烏江流域內(nèi)沉積物中重金屬Pb、Hg、Cu和Cd均存在不同程度的生態(tài)危害[11]。烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)大口鲇和黃顙魚(yú)體內(nèi)重金屬Pb、Hg、Cu和Cd與前人研究相比，其中重金屬Hg較田林鋒等[29]對(duì)貴陽(yáng)百花湖的研究結(jié)果（ 0.13 mg/kg）要高;余楊等[14]對(duì)三峽水庫(kù)的研究結(jié)果中得出Pb為0.08mg/kg和Cd為0.013 mg/kg，其結(jié)果要遠(yuǎn)低于烏江沙坨電站庫(kù)區(qū);與東江惠州段（0.185 mg/kg）相比也要高[6]。這說(shuō)明烏江流域內(nèi)沉積物中重金屬Pb、Hg、Cu和Cd的生態(tài)危害對(duì)烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)魚(yú)類(lèi)有一定的影響。

參照國(guó)家食品污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（GB2762-2017），可得魚(yú)體內(nèi)Cr、Pb、Cd和Hg的標(biāo)準(zhǔn)限量值依次是2.0、0.5、0.1和0.3 mg/kg，本研究中黃顙魚(yú)和大口鲇魚(yú)體肌肉中重金屬含量都低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，但在歐盟食品重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)中，Pb和Cd限量標(biāo)準(zhǔn)分別為0.3和0.05 mg/kg，Cd在大口鲇肌肉中的含量高于歐盟標(biāo)準(zhǔn)，Pb和Cd在黃顙魚(yú)肌肉中含量高于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。大口鲇和黃顙魚(yú)中Hg產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)均最大，這可能與重金屬Hg自身的毒性較高有關(guān)，較蔡深文等[3]研究中大口鲇（ 0.268 kg/d）和黃顙魚(yú)（0.356 kg/d）要低。若成人大口鲇和黃顙魚(yú)日均攝人量分別低于0.105和0.136 kg，則不會(huì)造成潛在的健康危害風(fēng)險(xiǎn)，在兩種魚(yú)類(lèi)中大口鲇食用安全風(fēng)險(xiǎn)較大，但參考烏江沙坨庫(kù)區(qū)周邊居民對(duì)野生魚(yú)類(lèi)的食用習(xí)慣和頻率，故食用健康風(fēng)險(xiǎn)較低。

魚(yú)體Pb、Hg和Cd的污染程度較其余重金屬要高，這一方面可能與烏江該段流域內(nèi)航道運(yùn)行中含Pb汽油的使用有關(guān)，另一方面可能與烏江流域內(nèi)沉積物重金屬中Pb的富集度相對(duì)較高有關(guān)[11];文玉芳[30]通過(guò)對(duì)烏江下游沿河到彭水段汞含量調(diào)查，得出魚(yú)體肌肉中Hg含量在國(guó)內(nèi)淡水河湖魚(yú)類(lèi)中居于較高位值;吳迪等[11]研究了烏江流域中沉積物重金屬污染特征，發(fā)現(xiàn)Hg對(duì)烏江流域污染嚴(yán)重，并且烏江流域表層沉積物中Cd屬于中等生態(tài)危害;還有學(xué)者研究表明，在水環(huán)境中沉積物是重金屬最大蓄積庫(kù)，并且也是重金屬污染的來(lái)源地[21]，魚(yú)體富集水體中來(lái)自沉積物釋放的重金屬，從而導(dǎo)致重金屬Pb、Hg和Cd相對(duì)其他重金屬的污染程度要高。重金屬污染指數(shù)顯示，兩種魚(yú)類(lèi)對(duì)重金屬的富集程度表現(xiàn)為大口鲇大于黃顙魚(yú)，進(jìn)一步說(shuō)明了在食性上肉食性魚(yú)類(lèi)對(duì)重金屬的富集大于雜食性，這與韋麗麗等[31]對(duì)長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)的研究結(jié)果一致。通過(guò)分析魚(yú)體重金屬含量可知，烏江沙坨電站庫(kù)區(qū)存在潛在的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，這與吳迪等[11]在研究烏江流域沉積物重金屬污染特征和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的結(jié)論基本相同，說(shuō)明烏江流域內(nèi)重金屬污染依然存在，該區(qū)域魚(yú)類(lèi)存在一定程度的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)予以長(zhǎng)期關(guān)注。

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基金項(xiàng)目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金基礎(chǔ)計(jì)劃項(xiàng)目（黔科合基礎(chǔ)[2016] 1151）;農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中上游漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站資助項(xiàng)目（2016ESOF-03）;銅仁學(xué)院博士科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（ trxyDH1521）

作者簡(jiǎn)介：巴家文（1984-），男，江西都昌人，副教授，博士，主要從事魚(yú)類(lèi)生態(tài)學(xué)研究，（電話(huà)）17716636018（電子信箱）hajiawen@163.com。