铅对波纹巴非蛤的急性毒性和组织蓄积性研究

符修正， 于淑池，袁艳菊， 王昌昊

(海南热带海洋学院食品学院，海南三亚 572022)



铅对波纹巴非蛤的急性毒性和组织蓄积性研究

符修正， 于淑池*，袁艳菊， 王昌昊

(海南热带海洋学院食品学院，海南三亚 572022)

摘要[目的]研究不同浓度Pb2+对波纹巴非蛤的急性毒性。[方法]采用水生动物急性毒性试验方法，研究了不同浓度(3.0～7.0 mg/L)Pb2+对波纹巴非蛤(Paphia undulata)的急性毒性，分别对96 h半致死浓度(4.119 mg/L)和安全浓度(0.041 mg/L)下0～120 h各组织中Pb2+的蓄积量进行了测定。[结果]Pb2+对波纹巴非蛤24、48、72和96 h的半致死浓度(LC50)分别为 7.187、5.788 、4.646和4.119 mg/L，安全浓度(SC)为0.041 mg/L。铅对波纹巴非蛤的毒性级别为高毒级(LC50为1～100 mg /L) 。在96 h半致死浓度和安全浓度下，120 h波纹巴非蛤各组织 Pb2+的蓄积量从大到小均依次为鳃、内脏、肌肉。[结论]食用波纹巴非蛤有一定的安全风险。

关键词波纹巴非蛤；铅；急性毒性；蓄积性；安全评价

波纹巴非蛤(Paphiaundulata) 俗称芒果螺、油蛤、花甲螺，是我国南海著名的经济贝类，营埋栖生活，多栖息在低潮区至水深10 m左右的泥沙底中[1]。通过营养成分分析可知，波纹巴非蛤是一种高蛋白、低脂肪、富含矿物质和碳水化合物的健康海洋食品，同时还含有丰富的生物活性物质[2]，是深受人们的喜爱的一种双壳贝类。

近年来，随着沿海经济的迅速发展，大量的工业废水以及生活污水等未经处理就直接排放入海，如锦州湾[3]中的铅(Pb)等5种重金属超标。1992～2009年监测结果表明，南海北部大亚湾及其邻近海域重金属Pb 含量超标现象严重[4]。重金属的污染具有分布范围广、持续时间长并能沿食物链转移等特点。双壳类动物对重金属具有极强的富集能力，其体内的重金属含量可反映海洋生态环境所受污染压力的大小，因而成为海洋重金属污染监测的重要对象。目前，国内外有关贝类体内重金属富集量与环境重金属背景值之间的关系的研究报道较多[5-11]，而关于重金属Pb2+对波纹巴非蛤的急性毒性及组织蓄积性研究鲜见报道。笔者对海南省三亚地区销售的波纹巴非蛤进行Pb2+胁迫下的急性毒性及组织蓄积性研究，旨在为评价重金属对水生生物影响、防治污染和保护渔业资源等提供依据。

1材料与方法

1.1材料波纹巴非蛤于2014年10月购自海南省三亚市胜利路旺豪超市，体重(8.0±1.2)g，壳长为(39.0±1.4) mm，壳高(23.0±1.3) mm。海沙取自三亚市三亚湾。模拟海水盐度在31‰左右，pH为7.6～7.8，温度为18～22 ℃。选取充满活力的波纹巴非哈进行试验，实验室驯养7 d，每天更换1/2 试液，定量定时投喂螺旋藻粉，连续充气，选择闭壳反应灵敏的个体进行试验。

1.2方法

1.2.1铅对波纹巴非蛤的急性毒性试验。根据预试验结果，采用等对数间距法，选择硝酸铅浓度梯度为3.0、3.7、4.6、5.7、7.0 mg/L，同时设置1个空白对照组，设置2个平行组，每组饲养20只波纹巴非蛤，饲养于含不同浓度 Pb2+的人工海水中，保持24 h连续充氧。每隔24 h换水1次，换水率为50%，并及时清除分泌物、排泄物以及死亡个体，以保证海水的pH、盐度及其他理化指标的稳定。试验期间不投喂。观察并记录死亡个数，计算出24～96 h的半致死浓度LC50和安全浓度SC。

1.2.2铅在波纹巴非蛤体内蓄积试验。将波纹巴非蛤暴露于96 h半致死浓度(4.119 mg/L )和安全浓度(0.041 mg/L)下含 Pb2+的海水中进行静水试验，分别设置2个平行组。连续5 d取样，解剖并分离出波纹巴非蛤鳃、肌肉、内脏，真空冷冻干燥并称重，采用湿法消化样品。使用原子吸收分光光度计(TAS-986)对样品中Pb2+含量进行测定。

1.3数据处理使用IC50 计算软件计算半致死浓度，采用Karber 氏法[12]计算LC50的95%可信限。按照以下公式计算安全浓度(SC)：SC=96 hLC50×0.01。重金属蓄积量评价按照我国《农产品安全质量无公害水产品安全要求》[13]标准。

2结果与分析

注：A.3.7～5.7 mg/L Pb2+胁迫组的中毒症状；B.5.7～7.0 mg/L Pb2+胁迫组的中毒症状；C.死亡的波纹巴非蛤；D.短时间中毒症状；E.长时间(48 h以上)中毒症状。Note: A. Poisoning symptoms in 3.7-5.7 mg/L Pb2+ stress group; B. Poisoning symptoms in 5.7-7.0 mg/L Pb2+ stress group; C. Dead P. undulata; D. Poisoning symptoms in short time; E. Poisoning symptoms in short time(above 48 h). 图1　波纹巴非蛤暴露于不同浓度铅溶液中的中毒症状Fig.1　P.undulata poisoning symptoms exposed to different concentrations of Pb2+

2.1铅对波纹巴非蛤的急性毒性症状波纹巴非蛤接触铅溶液后，低于3.7 mg/L Pb2+胁迫组的个体壳微张，与对照组接近；3.7～5.7 mg/L Pb2+胁迫组表现为伸出触足，伸长进出口1～3 cm(图1A)，有些有小幅度张开贝壳(图1B)。Pb2+浓度为5.7～7.0 mg/L的个体会紧闭外壳。随着处理时间与Pb2+浓度的增大，个体逐渐表现出外壳微张，触碰个体不闭合或闭合缓慢，有些甚至紧紧闭合却将自己的斧足露在外面。死亡的个体均会大张开壳，并且触碰斧足，针刺斧足及内脏团均无反应(图1C)。死亡个体内部内脏团溶解，斧足部分也较软，呈深黄色，有腥臭味，并带有很多黏液在壳内(图1D、E)。由表1可知，在同一时间段内波纹巴非蛤的死亡率随着铅浓度的增加而增加，呈剂量效应关系。在同一浓度下，随着试验时间的推移，波纹巴非蛤的死亡率增高。低浓度组(3.0 mg/L)死亡率较低，高浓度组(7.0 mg/L)，死亡率明显上升，96 h死亡率高达100%。对照组72 h后出现个别死亡现象。

表1波纹巴非蛤暴露于不同浓度铅溶液中的死亡率

Table 1The mortality ofP.undulataexposed to different concentrations of Pb2+

Pb2+浓度Pb2+concentration∥mg/L受试生物数Testedorganisms∥个死亡率Mortality∥%24h48h72h96h0(CK)2000553.02051520203.720102025304.620152535405.720253045557.020558095100

由表2可知，Pb2+对波纹巴非蛤24、48、72、96 h半致死浓度LC50分别为7.180、5.788、4.646和4.119 mg/L，安全浓度为0.041 mg/mL。根据国家环保局1986年的 《生物技术检测规范(水环境部分) 》[14]中将化学物质对鱼类的毒性分级分为5个等级，铅对波纹巴非蛤的毒性级别为高毒级。

表2波纹巴非蛤暴露于不同浓度铅溶液的半致死浓度和安全浓度

Table 2LC50and SC ofP.undulataexposed to different concentrations of Pb2+

暴露时间Durationofexposure∥hLC50mg/LLC50的95%可信限95%confidencelimitsforLC50∥mg/L安全浓度(SC)Safeconcentrationmg/L247.1876.193～8.0490.041485.7884.924～6.568724.6463.782～5.603964.1163.236～4.017

2.296 h半致死浓度下Pb2+在波纹巴非蛤体内的蓄积分析由表3可知，在96 h半致死浓度(4.119 mg/L)下胁迫0～120 h，波纹巴非蛤后期表现为基本闭壳，活动减缓。随着胁迫时间的延长，波纹巴非蛤各组织对铅的蓄积量逐渐增加。同一时段内波纹巴非蛤鳃中的铅含量最高；0 h鳃组织的铅含量就处于同时段内较高水平，120 h达到峰值(13.52±1.34) μg/g，其次是内脏，肌肉中铅含量相对较低。0～120 h内Pb2+在波纹巴非哈各组织中的蓄积量整体都表现为稳步上升。

2.3安全浓度下 Pb2+在波纹巴非蛤体内的蓄积分析由表4可知，在安全浓度(0.041 mg/L)下,胁迫120 h后波纹巴非蛤表现为体壳微开，斧足有活动，但较为缓慢。随着胁迫时间的延长，波纹巴非蛤各组织内铅的蓄积量逐渐增加，鳃组织的铅含量0 h就处于同时段内较高水平，同一时段内波纹巴非蛤鳃中的铅含量最高，120 h达到峰值[(3.75±1.13)μg/g]，其次是内脏，内脏中铅含量和鳃中铅含量比较接近，肌肉含量中铅含量最低。

表396 h半致死浓度下 Pb2+在波纹巴非蛤体内各组织的蓄积量

Table 3The accumulation of Pb2+in body tissues ofP.undulatain 96 h half lethal concentration

处理时间Processingtime∥h各组织部位中Pb2+含量Pb2+contentinvarioustissues∥μg/g鳃Gill肌肉Muscle内脏Gut01.83±0.281.01±0.451.43±0.34244.64±0.683.16±0.874.01±0.59486.21±0.434.56±0.705.96±0.48728.38±1.035.09±0.647.97±0.909610.43±1.386.46±0.729.47±1.0612013.52±1.347.53±1.0812.97±1.91

表4安全浓度下Pb2+在波纹巴非蛤体内各组织的蓄积量

Table 4The accumulationof Pb2+in body tissues ofP.undulatain safe concentration

处理时间Processingtime∥h各组织部位Pb2+含量Pb2+contentinvarioustissues∥μg/g鳃Gill肌肉Muscle内脏Gut01.72±0.151.00±0.101.32±0.23241.84±0.311.42±0.411.82±0.29482.03±0.471.83±0.522.02±0.92722.458±0.722.13±0.592.26±0.95963.03±1.012.54±0.792.98±0.981203.75±1.133.16±1.043.56±1.11

3讨论与结论

多年来，渔业生产环境中面临的重要问题之一就是重金属污染,也是人们一直以来特别关心的海产品安全问题。以沉积物为主要饵料的贝类吸收重金属，并且能在体内不断富集，而鱼类对重金属的蓄积则要通过复杂的食物链来进行转化，所以鱼类体内的铅含量相对较低[15]。张铁涛等[16]对三亚市红沙海域海产品铅含量进行测定，发现贝类中铅含量高于鱼类，存在铅含量超标现象。Pb2+对于水生贝类属于高毒性物质，尽管贝类在滤食过程中被动地摄入 Pb，形成了一定的富集，但贝类体内对铅有一个排泄机制，形成贝类体内的 Pb含量要明显低于Cd[11]。杨菲菲等[17]于2011年春季北部湾潮间带的波纹巴非蛤软组织中7种重金属的测定结果表明，波纹巴非蛤体软组织中重金属污染总体水平不高，对Cd、Hg和Zn的积累能力高于Pb含量(0.15 μg/g(湿重)),验证了这一观点。徐彦[18]研究了 Cd2+和Pb2+对菲律宾蛤仔的急性毒性效应，结果表明Cd2+和Pb2+对菲律宾蛤仔的单一急性毒性效应显著，认为造成食用风险的可能性较低。雷晓凌等[19]对南海8种贝类的5个限量元素的体内蓄积量进行了比较，其中波纹巴非蛤中铅元素的湿重含量约为0.33 mg/kg，说明不同海域波纹巴非蛤对铅元素的富集程度有差异。这可能与海水中铅的本底含量不同有关。

该研究中96 h半致死浓度(4.119 mg/L)下胁迫120 h 后，各组织对铅的蓄积量从大到小依次为鳃、内脏团、肌肉，其体内铅蓄积量最低的肌肉组织已达到7.55 μg/g,近75 倍多于国家规定的《农产品安全质量无公害水产品安全要求》中的0.1 μg/g。在安全浓度条件下，120 h芒果螺各组织内Pb2+含量从大到小依次为鳃、内脏、肌肉，安全浓度下内脏团铅的蓄积量达到3.56 μg/g，近35 倍于国家规定的《农产品安全质量无公害水产品安全要求》。鳃组织中Pb2+的蓄积量最高，可能与其和海水直接接触、吸附较多有一定关系。Pb2+在内脏团中的蓄积需要通过循环系统的运输及代谢作用完成,因此蓄积作用需要时间较长[20]。因此，内脏团的蓄积量稍低于鳃组织。

刘长发等[21]对在铜和铅在污水鱼塘中鱼体内的蓄积研究表明，铜和铅在鳃、肝、肾中的蓄积量及波动幅度均大于肌肉。丁鱼和沙光鱼分别暴露于 Pb2+质量浓度0.5 mg/L的染毒液中2 d后，随着Pb2+浓度的增大，肌肉、鳃和肝中的Pb2+浓度呈上升趋势，4 d后肌肉对Pb2+的吸收呈明显减缓趋势，而肝脏对Pb2+的吸收呈明显增加趋势[22]。这些研究都表明肌肉组织富集 Pb2+的能力较弱。波纹巴非蛤为双闭壳肌种类，其肌肉占总质量的含量比例较小,人们食用部分内脏团占据很大比重。

Pb2+对波纹巴非蛤的安全浓度(0.041 1 mg/L)远远高于《无公害食品标准—淡水海水养殖水质》中规定的0.005 mg/L[23],并且波纹巴非蛤在安全浓度下能正常生长，出现死亡个体较少。该研究结果应引起波纹巴非蛤养殖以及水产品相关检验部门的重视。

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Study on Lead’s Acute Toxicity and Accumulation onPaphiaundulata

FU Xiu-zheng,YU Shu-chi*,YUAN Yan-ju et al

(School of Food Science,Hainan Tropical Ocean Universty,Sanya,Hainan 572022)

Abstract[Objective] The aim was to study the acute toxicity of different concentrations Pb2+on Paphia undulate.[Method] By using aquatic animal acute toxicity method,the acute toxicity of different concentrations Pb2+(3.0-7.0 mg/L) on P.undulata were studied; the accumulations of Pb2+within 0-120 h under 96 h half lethal concentration (4.119 mg/L) and the safe concentration 0.041 mg/L were tested respectively.[Result] The results showed that the half-lethal concentrations(LC50) of Pb2+at 24,48,72 and 96 h were 7.187,5.788,4.646,4.119 mg/L,and the safe concentration(SC) was 0.041 mg/L.The toxic level of Pb2+on P.undulata was high (LC501-100 mg /L).Under 96-h half lethal concentration and the safe concentration,the 120 h contents of Pb2+were gill>viscera>muscle.[Conclusion] Eating P.undulata has a certain risk.

Key wordsPaphia undulate; Lead; Acute toxicity; Accumulation; Safety evaluation

基金项目海南省大学生创新创业项目(20140156)。

作者简介符修正(1993- )，男，海南东方人，本科生，专业：食品科学与工程。*通讯作者，副教授，硕士，从事食品安全方面的研究。

收稿日期2016-03-12

中图分类号S 912

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)10-137-03