錦江河2種野生食用經(jīng)濟(jì)魚不同器官與肌肉組織中重金屬的分布特征及安全性評(píng)價(jià)

張恒 梁琍 冉娟艷 張曉菊 楊會(huì)濤

摘要：為了解錦江河野生食用經(jīng)濟(jì)魚體不同組織的重金屬分布特征以及污染狀況和食用安全，利用原子吸收分光光度法（AAS）分別測定錦江河野生鯉魚、翹嘴鲌肌肉、肝臟和卵中的Cu、Pb、Cr、Mn、Cd、Zn 6種重金屬的含量，并在此基礎(chǔ)上開展了重金屬的分布特征分析以及重金屬污染和安全性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：6種重金屬含量在2種魚肌肉中的差異不顯著，Zn含量最高;肝臟中Cd差異不顯著，鯉魚Zn含量最高，翹嘴鲌Cu含量最高;魚卵鯉魚中未檢出6種重金屬，翹嘴鲌Zn含量最高。2種魚類中，Zn、Cu、Mn和Cr的含量未超出《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)》的限值。Cd重金屬單因子污染指數(shù)在2種魚的不同器官與肌肉組織中，均超過了重污染等級(jí)閾值3.0，達(dá)重污染水平。

關(guān)鍵詞：錦江河;重金屬;分布特征

中圖分類號(hào) X174 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2020）16-0125-04

魚類作為一種富含高蛋白的淡水水產(chǎn)品，營養(yǎng)極為豐富，在人類膳食中占據(jù)非常重要的地位[1]。重金屬不僅毒性強(qiáng)，而且具有累積效應(yīng)，會(huì)通過食物鏈逐漸富集，放大其毒性，導(dǎo)致魚類成為其毒性放大后的載體，進(jìn)而通過人類攝食魚類來危害人體健康[2]，如攝人過多的鉛會(huì)損害人體的腎臟和肝臟[3]。

銅仁錦江河發(fā)源于梵凈山南麓，是銅仁市境內(nèi)最大的一條河流，流經(jīng)江口、桃映和銅仁市區(qū)等地，流域面積7558km2，錦江流域孕育了一代代銅仁人，是銅仁人民生活的重要水源。在工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，重金屬等各類污染物也通過工業(yè)廢水、大氣沉降、農(nóng)業(yè)面源徑流等途徑排入漁業(yè)水域，導(dǎo)致淡水河流域受到一定程度的重金屬污染，不僅降低了淡水水產(chǎn)品的質(zhì)量，還影響著錦江河的水質(zhì)和飲用水的水源安全。

迄今，已有大量國內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同流域中魚類重金屬的分布特征及安全性評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究報(bào)道。例如，羅謝琪、王兆丹等[4]對(duì)三峽地區(qū)鯉魚的重金屬污染狀況和健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果表明，鯉魚中4種重金屬元素Pb、Cd、Cu和Cr均符合國際或國家衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)，三峽庫區(qū)鯉魚對(duì)沿岸居民不存在健康風(fēng)險(xiǎn);Ivan Jari等[5]對(duì)塞爾維亞多瑙河中的幼魚進(jìn)行了重金屬含量測定，結(jié)果表明，魚體肝臟是主要的重金屬儲(chǔ)存組織，肌肉中的重金屬含量已達(dá)到可接受水平，可供人類食用。但是對(duì)于貴州銅仁錦江河魚類不同組織中重金屬的分布特征及安全性評(píng)價(jià)的研究尚未見報(bào)道。為此，本研究以貴州銅仁錦江河的鯉魚和翹嘴鲌為試驗(yàn)對(duì)象，對(duì)其不同組織——肌肉、卵和肝臟中6種重金屬元素的含量和分布特征進(jìn)行了測定和初步分析，并采用污染物每周可耐受攝入量PTWI作為食用安全性評(píng)價(jià)的依據(jù)，旨在為研究區(qū)居民攝食錦江河野生魚類健康安全提供科學(xué)依據(jù)，并填補(bǔ)地方性魚類相關(guān)資料的空白。

1 材料與方法

1.1 樣品采集 2018年7月至2019年8月，對(duì)錦江河中的2種野生食用經(jīng)濟(jì)魚類進(jìn)行樣本采集，分別為鯉魚和翹嘴鲌，每種魚的食性、樣本數(shù)量、體長和體重指標(biāo)見表1。其中，體長和體重均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（mean±SD）的形式表示。

1.2 樣品處理與重金屬測定 將錦江河內(nèi)采集的魚類樣本洗凈后，對(duì)其進(jìn)行常規(guī)的生物學(xué)測量。將魚體的卵、肌肉和肝臟取下，用剪刀將肌肉和肝臟剪碎，同時(shí)將卵研磨碎，將魚樣放入冷凍干燥機(jī)中干燥至恒重，取出后磨細(xì)，將樣品置于塑料管中密封，放置在-80℃的冷凍箱中冷凍保存待測定。將待測樣品從冷凍箱中取出解凍后，放在稱量紙上用電子天平準(zhǔn)確稱取0.3～0.5g（精確至O.OO1g），將稱量后的樣品放入消化管，加入混合酸[硝酸+高氯酸（9+1）]后搖勻，在每個(gè)消化管上放置一個(gè)彎頸小漏斗，再將消化管置于石墨消解儀中消解（參考條件：120℃/0.5～1h、升至180℃/2～4h、升至220℃/0.5h）[6]。消化液完全消解后取出消化管自然冷卻至室溫，待消解產(chǎn)生的氣體完全排出后，將消化液轉(zhuǎn)移至容量瓶中并用超純水定容至25mL，搖勻待測。最后采用原子吸收分光光度法（AAS）測定Pb、Cr、Mn、Cd、Zn的含量。

1.3 魚類重金屬污染評(píng)價(jià) 采用單因子污染指數(shù)法對(duì)這2種野生食用經(jīng)濟(jì)魚中重金屬的污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià)[7]，計(jì)算公式如下：

Pi=Ci/Si

式中，Pi為第i種重金屬污染指數(shù)，Ci為第i種重金屬實(shí)測值的平均值（mg/kg），Si為第i種重金屬的標(biāo)準(zhǔn)值（表2），Mn和Zn無限量標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 魚類食用安全性評(píng)價(jià) 以世界衛(wèi)生組織（WHO）、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（JECFA）制定的污染物成人每7d可耐受攝入量（Provi-sional tolerable weekly intake， PTWI） 作為食用安全性評(píng)價(jià)依據(jù)[10]。本研究根據(jù)水產(chǎn)品中重金屬含量以及我國居民每7d水產(chǎn)品消費(fèi)量，計(jì)算成人每周實(shí)際重金屬攝入量，并與PTWI值比較，評(píng)價(jià)其食用安全性。評(píng)價(jià)方法如下：

AWI=Gi×WC

式中，AWI（Weekly intake）為成人每7d實(shí)際重金屬攝入量，mg; Ci為水產(chǎn)品中重金屬含量，mg/kg; WC（Weeklyconsumption）為人均每7d水產(chǎn)品消費(fèi)量，根據(jù)2000年中國總膳食研究[11]，以0.182kg·7d-1計(jì)。

PTWI值的計(jì)算公式為：

PTWI （成人）=PTWI×成人體重

式中，PTWI為聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FA0）和食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（JECFA）制定的污染物每7d可耐受攝入量[12]，mg/kg，其數(shù)值見表3; PTWI為成人每7d可耐受攝入量，mg，成人體重以70kg計(jì)。

以AWI占PTWI （成人）的百分比即AWI / PTWI （成人）×100%對(duì)食用安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，所占比例越高，其食用安全性越低[10]。

1.5 數(shù)據(jù)處理 運(yùn)用Excel 2010和SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素方差分析和最小顯著差數(shù)法分析樣品之間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚體肌肉、肝臟和卵中重金屬的分布特征 由表4可知，不同重金屬元素在魚體內(nèi)的含量不同。在肌肉組織中，Zn含量最高，鯉魚肌肉組織中的重金屬含量排序?yàn)閆n〉Cr〉Mn〉Pb>Cd〉Cu，翹嘴鲌肌肉組織中的重金屬含量排序?yàn)閆n〉Cr〉Cu> Mn〉Cd > Pb。在肝臟中，Zn和Cu的含量較高，鯉魚肝臟中的重金屬含量排序?yàn)閆n>Cu〉Mn〉Cr〉Cd〉Pb，翹嘴鲌肝臟中的重金屬含量排序?yàn)镃u>Zn〉Pb〉Mn>Cr〉Cd。在卵中，Zn含量最高，Cu含量最低，翹嘴鲌卵中的重金屬含量排序?yàn)閆n >Pb> Mn> Cd〉Cr>Cu。通過表4可以看出，重金屬含量在2種魚之間差異不顯著的有Pb和Cd。在肌肉組織中，重金屬含量在2種魚之間差異不顯著的有Cu、Pb、Cr、Mn、Cd和Zn;在肝臟中，重金屬含量在2種魚之間差異不顯著的是Cd，差異顯著的有 Cu、Pb、Cr、Mn 和 Zn。

2.2 2 種野生食用經(jīng)濟(jì)魚重金屬污染評(píng)價(jià) 根據(jù)魚類重金屬含量的限值對(duì)2種野生食用經(jīng)濟(jì)魚類進(jìn)行評(píng)價(jià)，其結(jié)果見表5。由表5可知，鯉魚和翹嘴鲌肌肉中的Cu均為無污染水平，鯉魚肌肉中的Pb、Cr和Cd均為重污染水平，翹嘴鲌肌肉中的Cr和Cd均為重污染水平;鯉魚肝臟中的Cu為正常背景水平，Cr為中污染水平，Cd為重污染水平;翹嘴鲌肝臟中的Cu、Pb、Cr和Cd均為重污染水平，翹嘴鉑卵中的Cu為正常背景水平，Cr為輕污染水平，Pb和Cd為重污染水平。

2.3 錦江河野生食用經(jīng)濟(jì)魚類食用安全性評(píng)價(jià) 根據(jù)所檢測的魚類中重金屬的含量以及我國人均每7d水產(chǎn)品消費(fèi)量，計(jì)算成人每7d實(shí)際重金屬攝人量，與PTWI（成人）值相比較，評(píng)價(jià)銅仁錦江河野生食用經(jīng)濟(jì)魚類的食用安全性，評(píng)價(jià)結(jié)果如表6所示。由表6可知，以2種魚類重金屬平均含量計(jì)，Cu、Pb、Cd和Zn4種重金屬的百分比均小于100%，而重金屬Cr在翹嘴鲌肌肉和肝臟中的百分比超過100%。以上數(shù)據(jù)說明Cu、Pb、Cd和Zn4種重金屬的攝入量均未超過PTWI值，但通過食用翹嘴鲌的肌肉和肝臟所攝入的Cr超過了PTWI值。表明盡管總體上攝入該地魚類是安全的，但Cr攝入的風(fēng)險(xiǎn)性較大，存在食用安全隱患。

3 結(jié)論與討論

由本次研究結(jié)果表明，Zn和Cu的含量較高，重金屬元素在環(huán)境中的背景和在魚體內(nèi)的半衰期不同，會(huì)導(dǎo)致其在魚體內(nèi)的含量不同[14]。另外，Zn和Cu作為生命必需元素，可能更容易被魚類主動(dòng)吸收[15]。

魚類各組織重金屬含量的多少，既反映了重金屬元素的暴露情況，又反映了各組織通過代謝活動(dòng)排出毒素的情況[16]。本研究魚類各組織中重金屬含量最高的是肝臟，其次是卵，肌肉最低，這可能是因?yàn)楦闻K是排毒代謝的器官[17]。

魚的種類和組織會(huì)影響重金屬的富集[18]，但魚類的生活環(huán)境、食性、代謝活動(dòng)等也會(huì)影響重金屬在魚體內(nèi)的富集程度。雖然在前人的研究結(jié)果中絕大部分顯示為肉食性>雜食性[19]，但本研究的2種魚從總體上來看，其含量高低表現(xiàn)為雜食性>肉食性，與晏翰林研究貴州荔波喀斯特洞穴魚的研究結(jié)果相同[20]。

錦江河2種野生食用經(jīng)濟(jì)魚類樣品中重金屬平均含量為Zn〉Cu〉Pb〉Mn〉Cr〉Cd，其中Pb和Cd的含量水平超出了《食品中污染物限量》的限值，其余4種重金屬Zn、Cu、Mn和Cr的含量水平均未出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。錦江河野生食用經(jīng)濟(jì)魚體中Pb和Cd的污染程度較高，說明錦江河存在潛在的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。PTWI結(jié)果顯示，總體上攝入錦江河野生經(jīng)濟(jì)魚類是安全的，但通過食用翹嘴鲌的肌肉和肝臟所攝入的Cr超過了 PTWI值，表明Cr攝入的風(fēng)險(xiǎn)性較大，存在食用安全隱患。

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（責(zé)編：張宏民）

基金項(xiàng)目：貴州省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（2018521262）;貴州省梵凈山地區(qū)生物多樣性保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（黔科合平臺(tái)人才[2020]2003）。

作者簡介：張恒（1998—），女，重慶人，本科生，研究方向：生物科學(xué)。 *通訊作者 收稿日期：2020-06-18