广州、东莞食蚊鱼体内重金属含量检测与评价

唐以杰，温茹淑，陈 銮

(1.广东第二师范学院 生物系,广州 510303;2.嘉应学院 生命科学学院，广东 梅州 514015)

食蚊鱼(Gambusiaaffinis)是一种卵胎生鱼类，隶属鳉形目(Cyprinodontiformes)，胎鳉科(Poeciliidae)，食蚊鱼属(Gambusia)[1].我国境内的食蚊鱼为西部食蚊鱼(G.affinis)，它具明显的第二性征，雄鱼臀鳍第3～5鳍条延长，形成输精器.精子由雄鱼交配器送入雌鱼生殖孔，在体内受精、孵化.食蚊鱼的入侵性非常强，其体型小、食性杂、繁殖周期短、并具有高繁殖力，对其所在的生态系统具有关键的生物效应[2].食蚊鱼对环境变化有较强的适应能力，这使其能在不同的生态环境中存活，甚至是在受严重污染的河流中.由于以上特性，食蚊鱼分布广泛，在华南地区也有广泛分布，且容易捕捞，易于在实验室饲养，因此这种鱼被广泛用作生物指示种类[3].已有研究报道以食蚊鱼作为指示生物监测制浆造纸废水[4～8]和经过雌激素物质暴露或者在污水处理厂下游水质[9～11]的生物学效应.

广州是广东省的省会，毗邻港澳，被称为中国的“南大门”，是2010年亚洲运动会的承办城市.占地7 437.4 km2，常住人口为1283.89万人(广州市政府网，2014).广州现有231条河涌，大部分流入珠江，各河涌主要是排放生产废水及生活污水，随着工业迅速发展和人口的不断增加，各河涌的水质状况不容乐观.东莞为广东省中南部珠江口东岸一个地级市，陆地面积2 460 km2，常住人口831万，东莞市主要河流有东江、石马河、寒溪河.境内96%属东江流域，其中来自东莞市境内的寒溪河在峡口汇入东江.2014年的GDP为5 490亿元，素有“世界工厂”之称，足以见得其制造业发达的程度(东莞市政府网，2014).随着东莞经济的持续高速发展，排入河流的污染物也在不断增加.

水体中的污染物可通过食物链对人体健康及水生态环境产生危害，近年来受到政府和公众的极大关注.一些学者及环保部门在珠江三角地区已开展了一些污染物的检测与研究工作.其中重金属的污染的研究一直是备受关注的焦点[12～13].为了研究广州、东莞河涌重金属对水生生物的影响，检测了野生食蚊鱼体内的重金属含量，以评估其污染效应.

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

PE/AAnalyst400型原子吸收光谱仪(PerkinElmer)，BT2K XL型冻干机(Virtis)，FA2004型电子分析电平(上海精天电子仪器厂)，SB-316-4型电热板( 湖南长沙市华光电炉厂).65%的浓硝酸(HNO3，优质纯，上海桃蒲化工厂)，高氯酸(HClO4，分析纯)，其余所用化学药品均为分析纯(AR).

1.2 设点及采样

本研究在广州人口较为密集的天河区中心的沙河涌、猎德涌和流经广州的珠江设置了五个野外调查样品的采集位点.同时,沙河涌和猎德涌与珠江相接，出口处是2010年亚洲运动会的主会场海心沙.五个采样点分别是：沙河涌天河北位点(TH)、猎德涌石牌位点(SP)、珠江珠江宾馆位点(UT)、珠江沙河涌出口位点(DT)、珠江猎德涌出口位点(DS)(图1).

图1 广州采样位点图

注：○表示采样位点,●表示天河区政府；Ref:参照位点(位于白云山), TH:沙河涌天河北采样点；SP：猎德涌石牌采样点；UT:珠江珠江宾馆采样点；DT:珠江沙河涌出口采样点； DS:珠江猎德涌出口采样点.

同时选择沙河涌的源头之一白云山作为参照样本的取样位点(Ref)，白云山地表水质也达到国际规定，清澈见底，一些山涧水、泉水甚至可以直接饮用.东莞的采样位点选择在寒溪河和东莞运河部分地点作为野外调查位点.寒溪河接纳的城市废水主要来自于沿河的各个镇街，如横沥镇、东坑镇等，寒溪河的下游与东莞运河相连，并借道流入珠江.污水流入东莞运河前，首先经过樟村污水处理厂的初步处理.采样点分别是东莞寒溪河东坑位点(DK)，东莞寒溪河横沥位点(HL)，东莞寒溪河樟村污水处理厂上游(ZCU)，东莞寒溪河樟村污水处理厂下游(ZCD)(图2).

图2东莞采样位点图

注： HL: 寒溪河中游横沥采样点；DK: 寒溪河中游东坑采样点；ZCU：寒溪河下游樟村污水处理厂上游采样点；ZCD：寒溪河下游樟村污水处理厂下游采样点.

采样时间：2011年6月10～20日在各站位同步进行，分别从十个采样位点采集食蚊鱼样品，并同时测定各采样点的水温、溶解氧、电导率、pH等有关理化因子.采样时将样品分别先装于贴好标签的塑料袋置于冷藏盒中，待回到实验室分类整理后用贴好标签的封口袋置-20℃冰柜中冷藏保存.每个采样点取食蚊鱼成鱼50尾，雄鱼体长：15±9mm，雌鱼体长：23±10mm，雌雄比例接近1:1.

1.3 样品处理

将各采样位点所采食蚊鱼样品置于冷冻机中干燥至少72 h至恒重，计算干湿重比率.

样品中的Cd、Cu、Zn、Cr、Fe含量测定前样品处理方法：样品经研磨，过400目筛.称取约1g样品各3份，分别置于编好号的三角锥瓶中，各加10ml的65%的浓硝酸和2ml高氯酸，静置过夜，第二天置电热板上，控温约110℃使样品颗粒消解，待混合液体冒烟，直至棕色气体消失，冷却后，再加去离子水(≦20mL)继续加热至液体透明为止.用双圈牌滤纸过滤后，移入50 mL的容量瓶中，用去离子水多次洗涤锥形瓶，洗液合并过滤至容量瓶中，最后用去离子水定容至50 mL.混匀后放入4℃冰柜中保存待测.同时，按样品消化流程相同条件设1个空白对照.

1.4 样品检测

样品测定工作在嘉应学院生命科学学院实验室进行，采用国际通用的火焰原子吸收法，使用PE/AAnalyst400原子吸收光谱仪直接测定和分析样品中Cd、Cu、Zn、Cr、Fe、Mu、Pb.根据不同元素的设置相应的测定条件.检出限为Cd≥0.05mg/L、Cu≥0.05mg/L、Zn≥0.05mg/L、Cr≥0.03mg/L、Pb≥0.02mg/L、Mn≥0.01mg/L.

1.5 数据处理及质量控制

样品中重金属含量的计算公式为：X = C·V/M.式中：X-样品中各重金属含量(μg/kg)；C-测定样液中铅含量；V─样品消化液定量总体积；M-样品质量.运用Excel软件对各组数据之间的相关性进行分析.

2 结 果

2.1 各研究位点的水质参数

研究位点的水质参数，包括pH值、电导率、溶解氧、水温和水质等级分类等5个指标见表1.广州天河区中心的沙河涌和猎德涌排放的主要是生活污水.从水质测定结果看来，其中白云山位点的水质达Ⅰ类标准，广州其它五个采样点的水质因受生活废水严重污染的，水质差，介于Ⅲ～Ⅳ类之间.东莞寒溪河沿河各街镇排放的除了生活废水外还有大量的工业废水，东莞的四个采样位点的水质状况都在Ⅳ～Ⅴ类或Ⅴ类.

表1 采样点水质的理化指标

2.2各研究位点食蚊鱼体内重金属含量

广州及东莞两地共10个采样位点的食蚊鱼体内重金属含量检测结果见表2.因全部食蚊鱼样品均未检出Cd、Pb两种重金属，所以未将Cd、Pb检测结果列入表2， Fe、Zn、Cu、Cr、Mn在各位点有不同程度的检出.

在东莞的4个采样位点(横沥、东坑、樟村污水处理厂上、下游)的食蚊鱼样品中检测到Fe、Zn、Cu、Mu的含量，Fe、Zn含量较高，Cu、Mn次之.其中Fe测得含量最高的地方是横沥200.27±2.70mg/kg；Zn测得含量最高的地方是樟村污水处理厂上游306.20±18.89 mg/kg参照国家鱼类重金属限制标准(下称国家标准，表3)，食蚊鱼体内的重金属Zn在东坑位点无超标，小于国家标准40mg/kg，而在樟村污水处理厂上、下游、横沥位点Zn含量则超过国家标准值分别为6，4，5倍左右.东莞4个采样点食蚊鱼体内Cu的测定含量相差不大，均低于国家标准50mg/kg.而Cd、Cr、Pb未检出.在樟村污水处理厂上、下游、横沥位点的食蚊鱼样品检测到Mn的含量较高，东坑位点未检出.

表2 广州河涌食蚊鱼体内重金属含量 (干重)

注：ND：未检出.

在广州的六个采样位点(白云山、天河北，石牌，珠江宾馆，沙河涌口和猎德涌口)食蚊鱼体内均检测到重金属Fe、Zn、Cu.各采样位点Fe的含量接近，在160～200 mg/kg之间.珠江宾馆及沙河涌口位点采集的食蚊鱼体内Zn含量小于国家标准40mg/kg，而在天河北位点Zn含量超国家标准7.7倍，其它位点则超4～5倍.Cu的含量在10～30 mg/kg之间，均小于国家标准50mg/kg.Cr在珠江宾馆、沙河涌口和猎德涌口均有检测到，且分别超国家标准6.8、1.5、3.2倍，白云山、天河北及石牌位点未检出Cr.在天河北及珠江宾馆检出微量Mu，其它四个位点均无Mu的检出.

表3 鱼类重金属限制量国家标准(mg·kg-1 )

3 讨论

3.1 水质状况

从表1可看出广州、东莞两地各采样点的水质状况不容乐观.广州的采样位点位于天河区沙河涌、猎德涌及其汇入珠江的河涌口，属于广州市人口较为集中的区域，河涌内主要排放的为生活污水.2013年6月起，广州市环境保护局公布广州主要河涌水质监测情况[14]，从近期监测的情况看来，沙河涌主要是氨氮、总磷未达Ⅴ类水质标准，猎德涌主要是氨氮、五日生化需氧量、化学需氧量未达Ⅴ类水质标准，水质均属劣Ⅴ类.根据其超标指标，表现出生活面源的污染特征.本研究中各采样点除白云山位点的水质为Ⅰ类外，广州其它采样位点的水质为Ⅲ～Ⅳ类，比广州市环保局监测的结果好，原因在于采样位点均有能捕捞到食蚊鱼，野外食蚊鱼会选择在整个河涌溶解氧较高的区域栖息.所以在食蚊鱼的采样点的溶解氧等各类水质参数相对整个河涌而言较好.

东莞的四个采样点的水质为Ⅳ～Ⅴ类.2011年曾燕艳[15]等对东江流域水质进行评价，认为东江河段已受到较为严重的污染，污染项目有好氧有机物、氨氮和总磷，污染河段主要是东江中上游，包括樟村和峡口河段，其位于东莞市区，处于寒溪河流域范围内，是东莞运河的废污水的接纳河段，水质受到重度污染，多为Ⅳ～Ⅴ类，其中总磷超标现象尤为严重.相关数据表明东江流域水体主要是受有机污染.

氨氮、总磷超标会造成水体富营养化，富营养化会使有机物生长速度远远超过消耗速度，造成水体中有机物积蓄，化学需氧量增加，耗氧严重，水体中的厌氧菌繁殖加速，有机物因腐烂会使水体变黑、发臭.本文研究的各采样位点区域内河涌的水质主要受有机污染，急需治理.

3.2 重金属污染状况

重金属Cd的主要来源是有色金属矿产开发和冶炼过程中排出的废气、废水、废渣，媒和石油燃烧排出的烟气也是污染源之一；Pb主要来自汽车尾气及油漆油墨和半导体行业生产过程中产生的污染物，两均具致畸致癌等毒性.在广州和东莞各采样位点的食蚊鱼体内均未检出Cd、Pb.东江主干流附近主要聚集的行业有电镀行业、电子元器件与半导体行业、印染行业、造纸行业等.Cu是油漆油墨和电子行业生产过程中产生的污染物，本研究中Cu在每个位点的食蚊鱼样品中均有检出，但都在国家标准范围内；在东莞东江水域，曾燕艳[15]等测得重金属Cu和Pb的含量达到地表水环境质量标准的Ⅱ类，对流域的污染较小，这和本文的研究结果一致.

Fe、Zn是人体所必须的微量元素，也是饮用水中常见的微量元素.本研究各位点所检测的Fe、Zn含量较高，特别是Zn含量在天河北位点超国家标准7.6倍.在广州的珠江的珠江宾馆位点，沙河涌口和猎德涌口三个位点食蚊鱼样品中检出Cr的含量超国家标准，最高超6.8倍，高于陆超华[16]等1990年在珠江口的检出量(0.16 mg/kg).Cr在东莞的四个采样点中均未检出.Mn的含量在东莞有三个位点检出，广州仅天河北及珠江宾馆位点有Mu的检出.

4 结论

通过野外采集食蚊鱼样品，实验室进行检测和数据分析.结果表明，广州及东莞所设的十个采样点的食蚊鱼体内的重金属Cd、Pb未检出，Fe、Zn含量较高，Cu基本符合国家标准，Cr在珠江的三个采样点超标.Mu在部分位点有检出.而各采样位点的水质状况不容乐观，特别是东莞的采样点水质为Ⅳ～Ⅴ类，说明说明东江流域水体主要是受有机污染.相关部门在加强有机物污染的防治措施的同时，也不可忽视重金属的污染的防治.

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