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湛江市養(yǎng)殖墨西哥灣扇貝中14 種微量元素的分布特征及其膳食暴露評(píng)估

2023-04-18 21:32:08方昕黃和周雪巍
關(guān)鍵詞:墨西哥灣扇貝貝類

方昕 黃和 周雪巍

摘要:為闡明湛江市養(yǎng)殖墨西哥灣扇貝中14種微量元素的含量及分布特征,并進(jìn)行膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)測(cè)定了6個(gè)養(yǎng)殖區(qū)域扇貝全部軟體部分、性腺、外套膜、消化腺、閉殼肌、鰓和海水中14種微量元素的含量,通過(guò)目標(biāo)危害系數(shù)(targethazard quotient,THQ)評(píng)估有害微量元素潛在的膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明,全部樣品中14種微量元素均有檢出,含量由高到低依次為Mn>Fe>Zn>Sr>As>Cd>V>Cu>Co>Ba>Pb>Cr>Ni>Ga,并且表現(xiàn)出區(qū)域差異性。微量元素主要分布在扇貝的性腺、消化腺和鰓中,養(yǎng)殖區(qū)域海水中與扇貝中Cd的含量變化趨勢(shì)相同,扇貝體內(nèi)的微量元素含量存在季節(jié)性差異。扇貝中As與Cd含量間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),可能對(duì)人體有害微量元素的復(fù)合目標(biāo)危害系數(shù)(total target hazard quotient, TTHQ)值為0.208(<1)。綜上,扇貝體內(nèi)微量元素分布具有組織特異性,其中As與Cd可能具有相同的污染源,并且Cd的蓄積受養(yǎng)殖環(huán)境的影響,食用墨西哥灣扇貝不存在有害微量元素暴露風(fēng)險(xiǎn),不會(huì)引起健康風(fēng)險(xiǎn)。研究結(jié)果為扇貝中有害元素膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞:墨西哥灣扇貝;微量元素;可能有害元素;分布;膳食暴露doi:10.13304/j.nykjdb.2022.0475

中圖分類號(hào):S944.4+3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):10080864(2023)01022311

貝類因其味道鮮美,深受消費(fèi)者喜愛(ài),且富含蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物和礦物質(zhì)[1]。貝類能夠提供多種微量元素,如鋅(Zn)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鉻(Cr)、硒(Se)、銅(Cu)、釩(V)、鎳(Ni)、鈷(Co)等[2]。這些微量元素參與機(jī)體的多種生理活動(dòng)及物質(zhì)能量代謝。其中,F(xiàn)e是血紅蛋白的重要組成部分,參與氧的運(yùn)輸;Zn在基因表達(dá)、細(xì)胞生長(zhǎng)以及免疫方面具有重要的作用,是人體生長(zhǎng)和發(fā)育必不可少的元素;Cu是血紅蛋白形成的激活劑,參與超氧化物歧化酶的形成并且對(duì)機(jī)體有解毒作用。貝類體內(nèi)的微量元素含量受養(yǎng)殖環(huán)境的影響[3]。Zhang等[4]發(fā)現(xiàn),廣東沿海地區(qū)近幾年甲殼類生物中Cu、Zn含量呈下降趨勢(shì),認(rèn)為這與廣東省和珠三角地區(qū)有效的污染控制措施有關(guān)。海洋環(huán)境發(fā)生污染后,重金屬在海洋中不會(huì)被降解,易被水生生物富集[5]。人類通過(guò)食用貝類攝入重金屬,可能引起健康風(fēng)險(xiǎn)。Liu等[6]發(fā)現(xiàn),深圳8種貝類中鎘(Cd)、砷(As)和鉛(Pb)的目標(biāo)危害系數(shù)(target hazard quotient, THQ)均大于1,說(shuō)明食用該地區(qū)的貝類存在健康風(fēng)險(xiǎn)。Barbosa等[7]報(bào)道,巴西7個(gè)沿岸地點(diǎn)的4種貝類中As和Cr的水平均超過(guò)巴西國(guó)家衛(wèi)生監(jiān)督局規(guī)定的人類食用允許量(As為1.0 mg·kg-1,Cr為0.1 mg·kg-1)。此外,不同季節(jié)貝類中As含量不盡相同,與雨季相比海洋生物在干燥的季節(jié)As 積累更多;與溫暖的季節(jié)相比,海洋生物在寒冷季節(jié)As積累更多[8]。

為了延長(zhǎng)扇貝的保質(zhì)期,干扇貝在市場(chǎng)上尤為常見(jiàn),脫水后的干貝風(fēng)味獨(dú)特、易于保存。Wen等[9]通過(guò)基因測(cè)序鑒別廣州和湛江干貨市場(chǎng)上60 多種商業(yè)化的干貝產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)占比最高(56.7%)的為養(yǎng)殖的海灣扇貝(A. irradians)。墨西哥灣扇貝(Argopecten irradians concentricus)作為海灣扇貝的一個(gè)南方地理亞種,因其肉質(zhì)鮮嫩、生長(zhǎng)速度快、鮮肉柱率高、存活率高而被引進(jìn),自1991年首次引入我國(guó)后,至今已經(jīng)歷30多年,其研究和推廣養(yǎng)殖已取得豐碩成果,養(yǎng)殖面積超過(guò)6 600 hm2,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著[10]。湛江市墨西哥灣扇貝秋季投苗(投苗期為10 月中旬至11月中旬),冬季為中培期,春季為養(yǎng)成期,夏季為收獲期。近年來(lái),針對(duì)墨西哥灣扇貝生產(chǎn)性能[11]、養(yǎng)殖技術(shù)[12]以及環(huán)境對(duì)墨西哥灣扇貝存活狀態(tài)[13]方面的研究報(bào)道較多,但作為食品營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的微量元素含量和分布,以及有害元素的污染狀況未見(jiàn)報(bào)道。因此,本文對(duì)湛江市養(yǎng)殖的墨西哥灣扇貝全部軟體部分(去殼后的部分)及不同組織(性腺、外套膜、消化腺、閉殼肌和鰓)中微量元素含量進(jìn)行分析,比較不同養(yǎng)殖區(qū)域墨西哥灣扇貝中元素含量的差異,闡明養(yǎng)殖環(huán)境對(duì)墨西哥灣扇貝體內(nèi)微量元素含量的影響,分析墨西哥灣扇貝體內(nèi)不同微量元素的分布特征,探究扇貝體內(nèi)微量元素的蓄積特點(diǎn),為扇貝中有害元素膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2021年4—5月(T1,養(yǎng)成期)采集墨西哥灣扇貝和海水樣品,采樣區(qū)域(圖1)分別為S1 (20.09°N、110.31°E)、S2 (20.16°N、110.2°E)、S3 (20.27°N、109.55°E)、S4 (20.34°N、109.49°E)、S5 (21.92°N、110.02°E)和S6 (21.8°N、110.17°E)。每個(gè)養(yǎng)殖區(qū)域分別采集墨西哥灣扇貝100顆,同時(shí)使用采水器采集該區(qū)域扇貝養(yǎng)殖相同深度的海水。另外在2021年12月(T2,中培期)和2022年7月(T3,收獲期)各采集S4區(qū)域墨西哥灣扇貝100顆進(jìn)行養(yǎng)殖季節(jié)扇貝體內(nèi)微量元素比較。采集的扇貝樣品使用泡沫箱保存,海水保存在聚乙烯塑料桶內(nèi),采樣結(jié)束后,樣品立即低溫運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

1.2 試劑與儀器

試驗(yàn)所用試劑均為優(yōu)級(jí)純。試驗(yàn)用超純水均為Milli-Q超純水儀(Millipore,美國(guó))制備。硝酸(HNO3,65%,Merck,德國(guó))和過(guò)氧化氫(H2O2,廣州化學(xué)試劑廠)用于消解樣品。多元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(GSB 04-1767-2004)購(gòu)自國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心(北京),用于配置標(biāo)準(zhǔn)曲線。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)扇貝(GBW10024)購(gòu)自中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所(北京)。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(inductivelycoupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)(7500cx,Agilent,美國(guó))用于樣品中微量元素測(cè)定,樣品消解采用multiwave PRO 微波消解儀(Anton Paar,奧地利),冷凍干燥機(jī)(LICHEN,中國(guó))用于樣品制備。所有試驗(yàn)用玻璃器皿均在20%硝酸中浸泡24 h以上,使用前用超純水反復(fù)沖洗干凈。

1.3 樣品前處理

1.3.1 樣品制備 扇貝樣品運(yùn)送回實(shí)驗(yàn)室后,用超純水將貝類外殼沖洗干凈,用刷子去除表面污垢,用陶瓷剪刀將扇貝去殼分離組織。分別取扇貝全部軟體部分、性腺、外套膜、消化腺、閉殼肌和鰓,分別置于聚乙烯塑料袋中,-20 ℃保存。樣品冷凍干燥后,研磨成均勻粉末,-20 ℃保存,待測(cè)。海水樣品運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后,立即用抽濾罐進(jìn)行抽濾,然后加入1% HNO3進(jìn)行酸化,4 ℃保存。

1.3.2 樣品消解 稱取0.100 0 g樣品于聚四氟乙烯消解罐中,加入6.0 mL HNO3和0.6 mL H2O2,蓋好彈片并旋緊微波消解罐外蓋,于微波消解儀中進(jìn)行消解。消解程序?yàn)椋孩?升溫10 min,至120 ℃,保持5 min;②升溫5 min,至150 ℃,保持5 min;③升溫8 min,至180 ℃,保持20 min;④降溫20 min,至70 ℃。消解液通過(guò)趕酸儀180 ℃趕酸1 h,待消解液冷卻至室溫后,用超純水轉(zhuǎn)移并定容至50 mL,置于4 ℃保存,待測(cè)。試劑空白和標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)采用同樣的方法進(jìn)行消解,每個(gè)樣品、空白及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均進(jìn)行2個(gè)平行處理。

1.4 樣品中14 種微量元素含量的測(cè)定

配制100 μg·mL-1 的 Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、As、Ni、Ba、V、Co、Fe、Mn、Ga、Sr標(biāo)準(zhǔn)溶液中間液,用2% 硝酸逐級(jí)稀釋配制成0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 μg·L-1的工作曲線。所有微量元素采用ICP-MS測(cè)定,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。ICP-MS儀器參數(shù)參考Xie等[14]的方法。海水在測(cè)定前使用0.22 μm(Millipore,美國(guó))濾膜過(guò)濾。

1.5 膳食暴露評(píng)估

采用目標(biāo)危害系數(shù)(target hazard quotient,THQ)[15]評(píng)估貝類單一可能對(duì)人體有害元素對(duì)人體健康產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn);對(duì)貝類中多種可能對(duì)人體有害元素的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,采用復(fù)合目標(biāo)危害系數(shù)(total target hazard quotient, TTHQ),即對(duì)所有THQ值求和。計(jì)算公式如下。

式中,EFr是膳食暴露頻率(365 d·年-1);ED是膳食暴露持續(xù)時(shí)間(70年);Wshellfish是每日貝類消費(fèi)量(成人20 g·d-1);C是貝類中重金屬的含量(mg·kg-1);RfD為參考攝入劑量,Pb、Cd、Cr、As分別為0.003 57、0.001 00、0.003 00和0.000 30 mg·kg-1·d-1[16];BW是平均體重(成人60 kg);ATn是致癌物的平均暴露時(shí)間,ATn=EFr × ED;THQi是第i 個(gè)元素的目標(biāo)危害系數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007分析數(shù)據(jù)整理和試驗(yàn)結(jié)果,采用JMP Pro 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析Tukeys檢驗(yàn),P<0.05表示存在顯著差異,Pearson相關(guān)性分析采用SPSS 17.0進(jìn)行,分析結(jié)果圖采用Qrigin 2019繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 墨西哥灣扇貝和海水中微量元素含量分析

2.1.1 墨西哥灣扇貝全部軟體部分中微量元素含量 墨西哥灣扇貝全部軟體部分中14種微量元素含量(以干物質(zhì)計(jì))如表1 所示。所有樣品中14種微量元素均有檢出,樣品中各微量元素平均含量從高到低依次為:Mn > Fe > Zn > Sr > As >Cd > V > Cu > Co > Ba > Pb > Cr > Ni > Ga。根據(jù)微量元素在人體中作用不同,可將這些微量元素分為人體必需微量元素(Mn、Fe、Zn、V、Cu、Co、Ni)、可能對(duì)人體有害微量元素(Cd、As、Pb、Cr)和其他微量元素(Ba、Ga、Sr)。墨西哥灣扇貝中必需微量元素Mn(1 411.32~3 620.82 mg·kg-1)、Fe(411.77~1 535.89 mg·kg-1)和Zn(143.84~401.91 mg·kg-1)的含量遠(yuǎn)高于其他微量元素,并且不同養(yǎng)殖區(qū)域扇貝全部軟體部分中人體必需微量元素含量存在差異。S6養(yǎng)殖區(qū)域的Zn和Mn含量顯著高于其他區(qū)域(P<0.05),S3養(yǎng)殖區(qū)域中的V含量顯著高于其他區(qū)域(P<0.05),可能是由于養(yǎng)殖水域的環(huán)境影響了墨西哥灣扇貝體內(nèi)微量元素的含量。可能對(duì)人體有害微量元素中As和Cd含量較高,平均值分別為11.84和10.24 mg·kg-1,并且表現(xiàn)出區(qū)域差異,S6養(yǎng)殖區(qū)中的As和Cd含量均顯著高于其他區(qū)域(P<0.05),表明墨西哥灣扇貝具有更強(qiáng)地富集As和Cd的能力。3種其他微量元素中Sr的平均含量最高,其次為Ba和Ga。其中,S6養(yǎng)殖區(qū)Sr含量顯著高于其他區(qū)域(P<0.05)。研究表明,雖然Sr不是人體必需微量元素并且沒(méi)有已知的生物學(xué)作用,但是Sr可以同鈣一樣被人體吸收并優(yōu)先分配到骨骼中[17],因此只要攝入量適當(dāng),Sr可以對(duì)人體產(chǎn)生有益的影響。

2.1.2 海水中微量元素含量 湛江市6個(gè)墨西哥灣扇貝養(yǎng)殖區(qū)域的海水中微量元素含量(表2)從高到低依次為:Ba>Zn>V>As>Fe>Mn>Ni>Cu>Cr>Co>Cd>Pb。養(yǎng)殖區(qū)域海水和墨西哥灣扇貝中Cd含量的最高值和最低值均分別出現(xiàn)在S6和S1區(qū)域。養(yǎng)殖區(qū)域海水和扇貝中Co含量的最高值都出現(xiàn)在S3區(qū)域。本研究發(fā)現(xiàn),養(yǎng)殖區(qū)域海水中Pb和Cu的含量很低,然而在扇貝中Pb和Cu含量卻相對(duì)較高,可能是由于貝類中Cu、Pb的含量更多受生物動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響。

2.2 不同元素在墨西哥灣扇貝中的分布特征

2.2.1 同一微量元素在扇貝5種組織中的分布特征 湛江市養(yǎng)殖的墨西哥灣扇貝中14種微量元素在性腺、消化腺、鰓、閉殼肌和外套膜中的分布特征見(jiàn)圖2,鰓中Mn、Zn 的含量最高, 分別為4 823.05和497.95 mg·kg-1,外套膜中Mn的含量最低,為374.09 mg·kg-1。Fe在不同組織中含量依次為性腺>消化腺>鰓>外套膜>閉殼肌,含量在86.29~5 307.00 mg·kg-1之間,其中,性腺顯著高于其他組織(P<0.05)。消化腺中Cu的平均值最高,鰓中Co的平均值最高,Ni和V的最高平均值均在性腺組織。除了Mn之外,F(xiàn)e、Zn、Cu、Co、Ni和V在閉殼肌中含量最低。As和Cd在消化腺中的含量最高,平均值分別為22.80和51.61 mg·kg-1,顯著高于其他組織(P<0.05),扇貝不同組織中As和Cd的分布趨勢(shì)一致,依次為消化腺>鰓>性腺>外套膜>閉殼肌。Pb和Cr在扇貝組織中的分布趨勢(shì)一致,性腺中的含量最高(12.08 和10.70 mg·kg-1),然后依次為鰓>消化腺>外套膜>閉殼肌,性腺組織中Cr的平均含量顯著高于其他組織,Pb的平均含量顯著高于除鰓以外的其他組織(P<0.05)。與其他組織相比,扇貝性腺組織中Ba和Ga的含量最高,而鰓中Sr的含量最高,顯著高于其他組織(P<0.05)。綜上所述,墨西哥灣扇貝不同組織中的微量元素水平具有組織特異性,在性腺、消化腺和鰓中含量較高,而在閉殼肌和外套膜中含量較低。

2.2.2 不同組織中14 種微量元素的分布特征 湛江市養(yǎng)殖的墨西哥灣扇貝性腺、消化腺、鰓、閉殼肌和外套膜中的14 種微量元素分布特征見(jiàn)圖3。在性腺、消化腺、鰓、閉殼肌和外套膜中,人體必需微量元素的含量由高到低依次為Mn>Fe>Zn>V>Cu>Co>Ni。各組織中人體必需微量元素分布趨勢(shì)與全部軟體部分一致。外套膜、閉殼肌、鰓和性腺中As的含量顯著高于Cd、Pb、Cr(P<0.05)。

性腺、消化腺、鰓、閉殼肌和外套膜中As的平均含量在5.9 ~ 22.8 mg·kg-1之間。消化腺中Cd的含量顯著高于As、Pb、Cr(P < 0.05),性腺、消化腺、鰓、閉殼肌和外套膜中Cd的平均含量在0.60 ~ 51.61mg·kg-1 之間。鰓中As、Cd、Pb、Cr的分布趨勢(shì)與全部軟體部分保持一致。性腺、消化腺、鰓、閉殼肌和外套膜中Ba、Sr、Ga的分布趨勢(shì)一致,由高到低依次為Sr > Ba > Ga。性腺、消化腺、鰓、閉殼肌和外套膜中Sr的含量顯著高于Ba、Ga(P < 0.05)。結(jié)果表明,同一組織中不同微量元素的分布具有顯著差異,但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)不同組織之間存在相似的分布規(guī)律。

2.3 不同養(yǎng)殖季節(jié)扇貝體內(nèi)的微量元素比較

本研究采集的墨西哥灣扇貝分別處在養(yǎng)成期(T1)、中培期(T2)和收獲期(T3),T1處于春季,T2處于冬季,T3處于夏季。由表4可知,不同季節(jié)采集的墨西哥灣扇貝樣品體內(nèi)的微量元素含量存在差異。在T1養(yǎng)殖時(shí)期采集的扇貝體內(nèi)人體必需微量元素V 含量顯著高于T2、T3 養(yǎng)殖時(shí)期(P<0.05),T3養(yǎng)殖時(shí)期采集的扇貝體內(nèi)的人體必需微量元素Zn 含量顯著高于T1 和T2 養(yǎng)殖時(shí)期(P<0.05)。扇貝體內(nèi)可能對(duì)人體有害的微量元素Pb和Cr在T1養(yǎng)殖時(shí)期顯著高于T2和T3養(yǎng)殖時(shí)期(P<0.05)。其他微量元素Ba和Ga在T1養(yǎng)殖時(shí)期顯著高于T2和T3養(yǎng)殖時(shí)期(P<0.05)。墨西哥灣扇貝春季養(yǎng)成期(T1)V、Pb、Cr、Ba和Ga的含量相對(duì)偏高,可能是由于該時(shí)期貝類正處于快速增長(zhǎng)階段,微量元素受到生長(zhǎng)參數(shù)的影響較大。

2.4 可能對(duì)人體有害微量元素間的相關(guān)性分析

Pearson相關(guān)性分析結(jié)果如表3所示,扇貝中元素As與Cd間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.943,其他元素之間呈現(xiàn)不顯著的正相關(guān),說(shuō)明這2種元素可能具有相同的污染源,或墨西哥灣扇貝對(duì)這2種元素具有相同的蓄積機(jī)制。

2.5 膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

將測(cè)定結(jié)果的平均值按照公式(1)和(2)計(jì)算出墨西哥灣扇貝中Pb、Cd、Cr、As 的目標(biāo)危害系數(shù)。由于閉殼肌常作為人們主要的扇貝飲食部位,因此,用閉殼肌中的濃度來(lái)計(jì)算膳食暴露墨西哥灣扇貝中可能對(duì)人體有害元素的目標(biāo)危害系數(shù)和復(fù)合目標(biāo)危害系數(shù)。結(jié)果顯示,墨西哥灣扇貝Pb、Cd、Cr、As的THQ值分別為0.014、0.040、0.022和0.118,其中As的THQ值最高。由于有害元素對(duì)人體健康的影響源于不同有害元素的共同作用,因此,可以用TTHQ來(lái)綜合評(píng)估多種可能對(duì)人體有害元素對(duì)人體健康的影響。本研究中4種可能對(duì)人體有害元素的TTHQ值為0.208,該值小于1,表明食用墨西哥灣扇貝不會(huì)對(duì)人體造成健康風(fēng)險(xiǎn),日常食用湛江市養(yǎng)殖墨西哥灣扇貝安全性較高,不會(huì)引起有害元素膳食暴露健康風(fēng)險(xiǎn)。

3 討論

湛江市養(yǎng)殖墨西哥灣扇貝中的Cd、As、Pb、Cr含量高于廣西地區(qū)采集的雙殼貝類中Cd、As、Pb、Cr的含量[18]以及北方沿海地區(qū)(大連、青島、日照、濰坊、威海、煙臺(tái))采集的雙殼貝類中Cd、As、Pb、Cr的含量[19],低于深圳地區(qū)采集的貝類中Cd、As、Pb、Cr的含量[6],這可能是受到養(yǎng)殖環(huán)境和不同種類扇貝生物富集能力的影響。林麗華等[20]發(fā)現(xiàn),Cd在生物體內(nèi)代謝周期比其他微量元素長(zhǎng),因此Cd更容易在生物體內(nèi)蓄積。Rahman等[21]發(fā)現(xiàn),貝類能夠通過(guò)餌料或者與水和土壤接觸在其體內(nèi)進(jìn)行As的蓄積。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,可能對(duì)人體有害元素Cd和As含量高于Pb和Cr,因此,與其他可能有害微量元素相比貝類更容易積累Cd和As。

養(yǎng)殖水域環(huán)境對(duì)貝類體中微量元素產(chǎn)生影響。Nemr等[22]對(duì)埃及紅海海岸線采集的貝類中的微量元素含量進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)受污水影響的Dahab地區(qū)采集的貝類中Ni含量最高,受礦物運(yùn)輸影響的Safaga地區(qū)采集的貝類中V含量最高。

Yuan等[23]分析中國(guó)大亞灣不同區(qū)域采集的雙殼貝類樣本,發(fā)現(xiàn)貝類生長(zhǎng)環(huán)境導(dǎo)致了不同采樣區(qū)域元素濃度的顯著差異。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,養(yǎng)殖區(qū)域海水和墨西哥灣扇貝中Cd含量的最高值和最低值分別出現(xiàn)在S6和S1區(qū)域,且不同養(yǎng)殖區(qū)域海水中Cd含量與扇貝體內(nèi)Cd含量高低趨勢(shì)保持一致,說(shuō)明墨西哥灣扇貝中Cd的蓄積受養(yǎng)殖環(huán)境的影響。Lin等[16]發(fā)現(xiàn),扇貝可以從環(huán)境中迅速積累Cd,這與本研究結(jié)果一致。貝類消化腺組織中微量元素含量受環(huán)境影響更大,Jebali等[24]研究貽貝90 d暴露和消除前后微量元素的含量,發(fā)現(xiàn)消化腺、鰓和閉殼肌中微量元素的生物蓄積和消除存在顯著差異,Cd、Pb、Mn和Fe主要在消化腺中蓄積。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,消化腺中Cd 的含量最高,表明消化腺Cd含量較高可能是由于環(huán)境因素導(dǎo)致蓄積增加。本試驗(yàn)同時(shí)也發(fā)現(xiàn),養(yǎng)殖區(qū)域海水中Cu的含量很低,然而在扇貝中Cu含量卻相對(duì)較高。研究表明貝類可以將Cu以顆粒的形式儲(chǔ)存在細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞壁中,從而導(dǎo)致體內(nèi)濃度升高[25]。Pan等[26]發(fā)現(xiàn)同化效率、流出率和攝食速率等因素在控制雙殼類生物體內(nèi)Cu含量中起關(guān)鍵作用。因此,雙殼類生物中Cu的含量可能更多受生物動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響。環(huán)境中的Cd、As、Pb、Cr能夠通過(guò)食物鏈進(jìn)入生物體,并在生物體內(nèi)蓄積。Liu等[27]發(fā)現(xiàn),在中國(guó)三門灣附近地區(qū)采集的47種海洋動(dòng)物中Cr與Pb間、Pb與As間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明采集的海洋動(dòng)物體內(nèi)這幾種元素可能存在相似污染源或具有相似的蓄積機(jī)制。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,As與Cd間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),推測(cè)As與Cd可能具有相同的污染源,或墨西哥灣扇貝對(duì)這2種元素具有相似的蓄積機(jī)制。貝類組織中微量元素含量存在顯著差異,可能是由于不同組織的生理功能導(dǎo)致的微量元素代謝差異所引起的。Bustamante等[28]分析了法國(guó)大西洋海岸貝類(Chlamys varia)的全部軟體部分和不同組織中的17種元素含量,結(jié)果顯示,Cr、V、As、Cd、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn的含量在消化腺和腎臟中較高,而17種微量元素含量在閉殼肌中較低。Norum 等[29]發(fā)現(xiàn),貝類的性腺內(nèi)含有比較多有效的金屬固存結(jié)合位點(diǎn),在金屬的攝取、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和排泄中起重要的作用。Metian等[30]發(fā)現(xiàn),貝類的消化腺是金屬生物蓄積的靶器官,含有調(diào)節(jié)和解毒作用的金屬蛋白,對(duì)微量元素生物蓄積起核心作用。Liu等[31]發(fā)現(xiàn),閉殼肌與有毒元素間接接觸,對(duì)金屬的生物積累效率相對(duì)較低。這些研究說(shuō)明,貝類性腺和消化腺組織具有更強(qiáng)的微量元素蓄積能力,而閉殼肌中微量元素含量相對(duì)較少。本研究發(fā)現(xiàn),墨西哥灣扇貝不同組織中的微量元素水平具有組織特異性,在性腺和消化腺中含量較高,而在閉殼肌中含量較低,與已有研究結(jié)果一致[31]。

不同的季節(jié),海域環(huán)境因子如溫度和鹽度等變化大,水體的流動(dòng)和交換能力及海水中微量元素的存在形態(tài)等化學(xué)性質(zhì)發(fā)生很大變化,這些因素都會(huì)影響貝類對(duì)微量元素的積累[32]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在墨西哥灣扇貝春季養(yǎng)成期V、Pb、Cr、Ba和Ga 的含量相對(duì)偏高。Bezuidenhout 等[33]發(fā)現(xiàn),造成季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化的一個(gè)因素可能是夏季產(chǎn)卵,隨后釋放大量物質(zhì),從而消除了軟體動(dòng)物中積累的微量元素??赡苁怯捎谠摃r(shí)期貝類正處于快速增長(zhǎng)階段,微量元素受到生長(zhǎng)參數(shù)的影響較大。

此外,臺(tái)風(fēng)季節(jié)也會(huì)對(duì)貝類微量元素積累造成影響。Lu等[34]報(bào)道,臺(tái)風(fēng)Talim 對(duì)東海內(nèi)陸表層沉積物的重金屬重新分布和埋藏有所影響。臺(tái)風(fēng)可能在重金屬污染物的擴(kuò)散和遷移中發(fā)揮關(guān)鍵作用。由于貝類對(duì)微量元素積累是長(zhǎng)期的,對(duì)于墨西哥灣扇貝中微量元素含量的季節(jié)變化特征,還有待進(jìn)一步調(diào)查研究。

本試驗(yàn)所采集的墨西哥灣扇貝中可能對(duì)人體有害元素均有檢出,且存在高出其他地區(qū)貝類檢出含量的情況,但是,采用墨西哥灣扇貝主要食用部分閉殼肌組織進(jìn)行膳食暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,結(jié)果顯示墨西哥灣扇貝的TTHQ值小于1,表明食用墨西哥灣扇貝不會(huì)對(duì)人體健康造成健康風(fēng)險(xiǎn),日常食用湛江市養(yǎng)殖墨西哥灣扇貝不會(huì)引起有害元素膳食暴露健康風(fēng)險(xiǎn)。因此,在烹飪和食用時(shí),應(yīng)該避免以整體作為加工形式,建議以閉殼肌作為主要食用部分。

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(責(zé)任編輯:胡立霞)

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