水体中锌离子对锦鲤鳃和肌肉组织的影响

梁华+黄华婷+陈再忠

摘要：以锦鲤为研究对象，采用静水试验，将锦鲤暴露在含有不同浓度锌离子的水体中3 d，解剖取样，干法灰化法用马弗炉高温500 ℃处理样品，采用石墨炉原子吸收分光光度计测定锦鲤鳃和肌肉组织的吸光度，对2种组织中锌离子含量进行分析比较，结果表明：锌离子在锦鲤鳃和肌肉中的积累量随水体中锌离子浓度的增加而增加，当水体中的锌浓度达到20 mg/L时，增幅减小并开始下降，这说明锌离子在鱼体内的吸收达到平衡；锌离子在2种组织中的积累能力依次为鳃﹥肌肉。

关键词：锦鲤；锌离子；鳃；肌肉组织

中图分类号：S965.812 文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2014）08-0241-02

锌是鱼类生存所必需的一种金属元素，但过量则会抑制其生理功能，当鱼类和软体动物体内的锌含量超标时，身体上就会出现蓝色的斑点，严重时甚至可以导致死亡。锌在生物体内能被积累，并通过食物链转移，最终危及健康。研究表明，锌在鲢鱼、鲫鱼、金鱼等鱼类体内都有富集作用^[1-3]，在欧洲鳟体内出现迁移^[4]。锦鲤（Cyprinus carpio）作为一种观赏鱼，以其华丽的体型、鲜艳的色彩、悠然的泳姿深得人们喜爱。近年来，随着市场需求增加及养殖技术提高，锦鲤养殖在我国不断发展壮大。但是，目前由于水环境污染加剧，水中的重金属污染物可能会影响锦鲤的健康与品质，因此，研究重金属锌在锦鲤各组织中的富集，对水生生物资源及环境保护等都具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验用鱼 试验用鱼锦鲤购自江阴路花鸟市场，平均体长5 cm，均无明显疾病及肉眼可见畸形。

1.1.2 试验药品 分析纯硫酸锌（ZnSO4·7H2O）、高纯锌片（Zn）、分析纯盐酸（HCl）。

1.1.3 试验用水 曝气3 d以上的自来水，控制水温（20±0.5） ℃，pH值为7.8±0.2。

1.1.4 试验仪器 25 mL容量瓶、100 mL容量瓶、瓷坩埚、可调式电炉、马弗炉、TAS-990原子吸收分光光度计、GF-990石墨炉、氩气、CW-1Y自动控温冷却循环水装置等。玻璃仪器均需以1 ∶6硝酸液浸泡过夜，用水反复冲洗，并用去离子水冲洗干净。

1.2 试验方法

1.2.1 浓度设置 试验采用静水法，用70 L水族箱作试验容器，每个水族箱放入20尾锦鲤，试验设置0、5、10、15、20、25 mg/L 共6个浓度，向水中加入硫酸锌（ZnSO4·7H2O）配制各浓度试验液，每组设置3个平行。锦鲤在试验前1 d及试验期间停食。试验进行96 h，连续充气，并及时清除死亡锦鲤。

1.2.2 样品采集 从每个水族箱中随机选取6尾鱼，分别取鳃和背部肌肉，并将同一浓度6尾鱼的相同组织混合为1个样本进行分析。

1.2.3 样品处理 称取试样1.00～5.00 g（若试样少于1 g，则以实际质量计算）剪碎后置于瓷坩埚中，在可调式电炉上小火炭化至无烟，然后移入马弗炉中，（500±25） ℃灰化约 8 h，冷却后用1 ∶12盐酸溶液将灰分溶解，移入25 mL容量瓶中，再用1 ∶12盐酸溶液反复洗涤坩埚，并入容量瓶中，并稀释至刻度，混匀备用^[5]。利用石墨炉原子吸收分光光度计进行测定，波长选用307.6 nm。

1.2.4 标准曲线 配制锌标准溶液及标准使用液^[5]。吸取锌标准使用液0、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0 mL分别置于 100 mL 容量瓶中，用0.1 mol/L盐酸稀释至刻度，用石墨炉原子吸收分光光度计测吸光度，并求得吸光度与浓度关系的一元线性回归方程。

1.2.5 计算公式^[5]公式为：X=（A×V×1 000）/（m×1 000），式中：X为试样中锌离子（Zn2+）的含量，mg/kg或mg/L；A为测定试样消化液中锌的含量，μg/mL；V为试样消化液总体积，mL；m为试样质量或体积，g或mL。

1.2.6 数据处理 试验数据使用“平均值±标准差”表示，用Statistica 5.0分析软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 锌离子对锦鲤肌肉组织的影响

由表1可见，锦鲤肌肉中锌离子的含量随着暴露水体中锌离子浓度的升高而增加；当暴露水体锌离子浓度在0～10 mg/L 时，肌肉中锌离子含量增长较缓慢且无显著性差异；当锌离子浓度为15 mg/L时，含量为52.799 mg/kg，与暴露水体锌离子为浓度10、20 mg/L时肌肉中锌离子含量存在显著性差异；在水体浓度到达20、25 mg/L时，肌肉中锌离子含量分别为146.276、151.584 mg/kg，两者之间无显著性差异。由图1可见，锦鲤肌肉中锌离子含量随暴露水体锌离子含量的增长曲线趋势平稳，这说明肌肉中锌含量增长速率缓慢。

2.2 锌离子对锦鲤鳃的影响

由表1可见，锦鲤鳃中锌离子含量也随着暴露水体中锌离子浓度升高而增加；在水体锌离子浓度为0、5 mg/L时，锦鲤鳃中锌离子含量无显著性差异；水体锌离子浓度为5、10 mg/L时，锦鲤鳃中锌离子含量也无显著性差异；当水体锌离子浓度在15 mg/L时，鳃中锌离子含量为339.479 mg/kg，显著高于水体锌离子浓度为0～10 mg/L时鳃中锌离子的含量；在水体锌离子浓度为20 mg/L时，鳃中锌离子含量达到最高，为359.330 mg/kg；在水体锌离子浓度为25 mg/L时，锦鲤鳃中锌离子含量有所下降，但与水体中锌离子浓度为15、20 mg/L时鳃中锌离子含量无显著性差异。

3 结论与讨论endprint

3.1 锌离子在锦鲤组织中的富集

锌在鱼类鳃和肌肉中的富集量明显高于其他金属的富集量^[6]。鳃被认为是鱼体直接从水中吸收重金属的主要部位^[7]，鳃对锌的富集比肌肉高^[8]。肌肉中锌离子的富集量较低，这可能与锌在鱼体内的吸收代谢途径有关。

本试验结果表明，随着水体锌离子浓度不断升高，锦鲤各组织中锌离子的含量不断增加，但水体锌离子达到一定浓度后，锦鲤组织中锌离子含量可能不会继续增加，甚至会有所下降。水体锌离子浓度为10～15 mg/L时，锦鲤鳃对锌的富集速率最高；浓度为15～20 mg/L时，对锌的富集速率下降；20～25 mg/L 时，锌离子含量有所降低，水体锌离子浓度为 25 mg/L 时鳃中锌离子含量低于20 mg/L时锌离子的含量。这可能是由于水体中锌离子达到一定浓度后，鳃中锌离子含量达到饱和，开始排出过多的锌离子；水体锌离子浓度为 15～20 mg/L 时，肌肉对锌的富集速率最高；浓度为 20～25 mg/L 时，肌肉对锌离子的富集速率下降，但是，水体锌离子浓度25 mg/L与20 mg/L相比，肌肉中锌离子浓度没有降低。与鳃相比，肌肉对锌离子的富集速率达到最高时，水体锌离子浓度较高，肌肉中锌离子含量达到饱和所需的水体锌离子浓度也较高，在水体锌离子浓度继续升高到某一浓度后，肌肉中锌离子含量也会有所下降，锌离子在鱼体内的吸收趋于平衡。

3.2 锦鲤组织对锌的富集作用

鳃与肌肉对锌离子的富集速率达到最高时，鳃比肌肉所在水体锌离子的浓度低。在对锌离子的富集过程中，鳃比肌肉中的锌离子含量先达到饱和。水体锌离子浓度相同时，鳃与肌肉中的锌离子含量存在显著差异，鳃显著高于肌肉，这说明锦鲤鳃对锌离子的富集能力大于肌肉。这与李小云等研究有着相似的结论[1，9-10]，说明锦鲤与其他鱼类相似，对重金属锌的富集能力较强，特别是鳃组织容易富集高含量的锌。锌虽然是锦鲤生存所必需的元素，但水体中的锌离子浓度超过鱼体需求时，势必产生不利的影响，应当加以控制。

参考文献：

[1]藏维铃，叶 林，徐轩成，等. 鲢、鲫鱼对锌富集作用的研究[J]. 淡水渔业，1990（3）：29-30.

[2]瞿建国. 锌对金鱼的急性毒性及在体内的积累和分布[J]. 上海环境科学，1996，15（6）：42-43.

[3]Memmert U. Bioaccumulation of zinc in two freshwater organisms（Daphnia magna，Crustacea and Brachydanio rerio，Pisces）[J]. Water Research，1987，21（1）：99-106.

[4]Ogrady K T，Abdullah M I. Mobility and residence of Zn in brown trout salmo trutta：results of environmentally induced change through transfer[J]. Environmental Pollution Series A，Ecological and Biological，1985，38（2）：109-127.

[5]GB/T 5009.14—2003 食品中锌的测定[S].

[6]李小云，王丽萍. 重金属锌在鱼鳃和鱼肉中的积累[J]. 光谱实验室，2009，26（2）：265-268.

[7]Scott D R，Mcdonald D G. Metal binding activity of the gills of rainbow trout（Oncorhynchus mykiss）[J]. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences，1991，48（6）：1061-1068.

[8]Roméo M，Siau Y，Sidoumou Z，et al. Heavy metal distribution in different fish species from the Mauritania coast[J]. Science of the Total Environment，1999，232（3）：169-175.

[9]李小云，王丽萍. 鲫鱼对铜和锌的吸收蓄积研究[J]. 四川环境，2008，27（5）：11-15.

[10]刘晓燕，王化敏. 铜、锌在鲫鱼幼鱼组织中的积累与分布[J]. 理化检验：化学分册，2009，45（2）：235-237.endprint

3.1 锌离子在锦鲤组织中的富集

锌在鱼类鳃和肌肉中的富集量明显高于其他金属的富集量^[6]。鳃被认为是鱼体直接从水中吸收重金属的主要部位^[7]，鳃对锌的富集比肌肉高^[8]。肌肉中锌离子的富集量较低，这可能与锌在鱼体内的吸收代谢途径有关。

本试验结果表明，随着水体锌离子浓度不断升高，锦鲤各组织中锌离子的含量不断增加，但水体锌离子达到一定浓度后，锦鲤组织中锌离子含量可能不会继续增加，甚至会有所下降。水体锌离子浓度为10～15 mg/L时，锦鲤鳃对锌的富集速率最高；浓度为15～20 mg/L时，对锌的富集速率下降；20～25 mg/L 时，锌离子含量有所降低，水体锌离子浓度为 25 mg/L 时鳃中锌离子含量低于20 mg/L时锌离子的含量。这可能是由于水体中锌离子达到一定浓度后，鳃中锌离子含量达到饱和，开始排出过多的锌离子；水体锌离子浓度为 15～20 mg/L 时，肌肉对锌的富集速率最高；浓度为 20～25 mg/L 时，肌肉对锌离子的富集速率下降，但是，水体锌离子浓度25 mg/L与20 mg/L相比，肌肉中锌离子浓度没有降低。与鳃相比，肌肉对锌离子的富集速率达到最高时，水体锌离子浓度较高，肌肉中锌离子含量达到饱和所需的水体锌离子浓度也较高，在水体锌离子浓度继续升高到某一浓度后，肌肉中锌离子含量也会有所下降，锌离子在鱼体内的吸收趋于平衡。

3.2 锦鲤组织对锌的富集作用

鳃与肌肉对锌离子的富集速率达到最高时，鳃比肌肉所在水体锌离子的浓度低。在对锌离子的富集过程中，鳃比肌肉中的锌离子含量先达到饱和。水体锌离子浓度相同时，鳃与肌肉中的锌离子含量存在显著差异，鳃显著高于肌肉，这说明锦鲤鳃对锌离子的富集能力大于肌肉。这与李小云等研究有着相似的结论[1，9-10]，说明锦鲤与其他鱼类相似，对重金属锌的富集能力较强，特别是鳃组织容易富集高含量的锌。锌虽然是锦鲤生存所必需的元素，但水体中的锌离子浓度超过鱼体需求时，势必产生不利的影响，应当加以控制。

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3.1 锌离子在锦鲤组织中的富集

锌在鱼类鳃和肌肉中的富集量明显高于其他金属的富集量^[6]。鳃被认为是鱼体直接从水中吸收重金属的主要部位^[7]，鳃对锌的富集比肌肉高^[8]。肌肉中锌离子的富集量较低，这可能与锌在鱼体内的吸收代谢途径有关。

本试验结果表明，随着水体锌离子浓度不断升高，锦鲤各组织中锌离子的含量不断增加，但水体锌离子达到一定浓度后，锦鲤组织中锌离子含量可能不会继续增加，甚至会有所下降。水体锌离子浓度为10～15 mg/L时，锦鲤鳃对锌的富集速率最高；浓度为15～20 mg/L时，对锌的富集速率下降；20～25 mg/L 时，锌离子含量有所降低，水体锌离子浓度为 25 mg/L 时鳃中锌离子含量低于20 mg/L时锌离子的含量。这可能是由于水体中锌离子达到一定浓度后，鳃中锌离子含量达到饱和，开始排出过多的锌离子；水体锌离子浓度为 15～20 mg/L 时，肌肉对锌的富集速率最高；浓度为 20～25 mg/L 时，肌肉对锌离子的富集速率下降，但是，水体锌离子浓度25 mg/L与20 mg/L相比，肌肉中锌离子浓度没有降低。与鳃相比，肌肉对锌离子的富集速率达到最高时，水体锌离子浓度较高，肌肉中锌离子含量达到饱和所需的水体锌离子浓度也较高，在水体锌离子浓度继续升高到某一浓度后，肌肉中锌离子含量也会有所下降，锌离子在鱼体内的吸收趋于平衡。

3.2 锦鲤组织对锌的富集作用

鳃与肌肉对锌离子的富集速率达到最高时，鳃比肌肉所在水体锌离子的浓度低。在对锌离子的富集过程中，鳃比肌肉中的锌离子含量先达到饱和。水体锌离子浓度相同时，鳃与肌肉中的锌离子含量存在显著差异，鳃显著高于肌肉，这说明锦鲤鳃对锌离子的富集能力大于肌肉。这与李小云等研究有着相似的结论[1，9-10]，说明锦鲤与其他鱼类相似，对重金属锌的富集能力较强，特别是鳃组织容易富集高含量的锌。锌虽然是锦鲤生存所必需的元素，但水体中的锌离子浓度超过鱼体需求时，势必产生不利的影响，应当加以控制。

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[8]Roméo M，Siau Y，Sidoumou Z，et al. Heavy metal distribution in different fish species from the Mauritania coast[J]. Science of the Total Environment，1999，232（3）：169-175.

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[10]刘晓燕，王化敏. 铜、锌在鲫鱼幼鱼组织中的积累与分布[J]. 理化检验：化学分册，2009，45（2）：235-237.endprint