陕西省养殖水产品重金属含量状况调查及评价

田强兵，任惠丽 ，侯淑敏，杨元昊

(陕西省水产研究所，西安 710086)

陕西省养殖水产品重金属含量状况调查及评价

田强兵，任惠丽 ，侯淑敏，杨元昊

(陕西省水产研究所，西安 710086)

2014 年至2015年，在陕西省的西安市、渭南市、宝鸡市、汉中市、安康市、榆林市和铜川市采集草鱼、鲤、鲫、鲢、鳙、罗非鱼、乌鳢、俄罗斯鲟、鲶、虹鳟和大鲵等11个水产品品种共计274份样品，分别检测Zn、Cu、Hg、As、Cd和Pb 6种重金属(含类金属As)含量。这6 种重金属元素在不同水产品肌肉中残留量分别为2.49～25.15、0.1L～2.15、0.000 15L～0.364 3、0.01L～0.161 9、0.000 1L～0.031 5和0.002 5～0.4 mg/kg(鲜重)。6种重金属在11种水产品中的平均含量均低于我国限量标准，综合污染指数等级为Ⅳ级，污染程度属无污染，重金属含量总体状况良好。不同养殖品种间重金属的含量水平有一定差异，大鲵体内Zn的含量水平最高，其次为鲤、鲫、鲶及罗非鱼；鲫体内Cu的含量水平显著高于其它鱼类，其次为鲤；Hg在乌鳢体内含量水平明显较高，其次为大鲵、鲢、鳙和俄罗斯鲟；As在虹鳟体内含量水平最高，其次为俄罗斯鲟和鲢。Cd和Pb的含量在11种水产品间无明显差异。分析结果表明陕西省养殖水产品重金属含量目前虹鳟、俄罗斯鲟、鲢和鳙重金属综合污染指数相对较高，潜在污染风险相对较大，重金属指标中As和Hg的潜在污染风险相对较高。

水产品；重金属；评价；综合污染指数

重金属是一类典型的环境污染物，可以通过工农业及生活废水的排放、降水径流、受污染底泥的释放及大气沉降等途径进入水体，对水-水生植物-水生动物系统等产生危害，并通过饮水、食物链等途径直接或间接地影响人类自身的健康[1]。近年来，工业污染物排放使得大量重金属残留于土壤、水域，导致河流、湖泊、海洋的水质日益恶化，水产品重金属污染日益引起消费者的关注，如20 世纪60年代，日本的“骨痛病”、“水俣病”等均是重金属污染引起。目前，重金属对食品的污染和对人类健康的危害已成为一个全球普遍关注的安全问题[2]。

研究证明，水生生物对环境污染物特别是重金属具有较强的富集作用[3-5]，通过水体的转移，大量的重金属被鱼类吸收累积在体内，随着食物链的富集放大在人体中不断累积,对人体的健康会构成一定的威胁[6]。陕西省是内陆省份，水产品养殖主要以淡水养殖鱼类为主，年产水产品十几万吨，但是目前未见对该地区水产品中重金属类污染物的基础性调查和潜在风险因子的研究。本研究选取陕西省各地市主要养殖品种为抽样调查对象，测定其体内重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg 的含量状况和污染水平，旨在分析和评价本地区淡水养殖水产品中重金属的污染水平，为相关部门了解本地区养殖环境和水产品质量安全状况,以及开展渔业环境及水产品质量安全监管等提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 样品的采集制备

2014—2015年以随机抽样的方式在陕西省西安市、渭南市、宝鸡市、汉中市、安康市、榆林市和铜川市等城市采集了具有代表性的11种本地养殖水产品(见表1)，根据《水产品抽样规范》(GB/T30891—2014)，取新鲜鱼样可食肌肉组织，匀浆后，供重金属分析用。样品经硝酸-高氯酸消化后，以硼氢化钾为还原剂，以氩气为载气，采用原子荧光光谱仪检测汞和砷；硝酸-高氯酸消化鱼样，采用原子吸收石墨炉法测定铜、铅、镉，采用原子吸收火焰法测定锌．测定过程中，采用粉状盲样(黄鱼粉)及平行双样进行质量控制，其中平行双样的相对偏差均小于15%，粉状盲样测定值均达到允许误差。

表1 调查样品的种类和规格范围

1.2 数据处理和评价方法

采用Excel( 2007) 、SPSS( 11.0)进行数据的整理及统计分析，数据用平均值±标准偏差表示。采用单因素方差分析(Analysisofvariance，ANOVA)及q检验法(Student-Newman-Keuls,q)多重比较不同鱼类体内Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg含量的差异,数据均以P<0.05 作为差异显著性的标准。

依据《无公害食品 水产品中有毒有害物质限量》(NY5073-2006)对水产品中Cu、Pb、Cd、As和Hg含量水平、食用安全进行评价。评价模式采用单因子评价法和综合质量指数法进行评价。

单项质量指数法：其公式为Pi=Ci/Si(其中，Pi为第i项污染因子的质量分指数，Ci为第i项污染因子的检测数据，Si为第i项污染因子的评价标准值)，对水产品中的重金属含量水平进行评价。一般认为，Pi≤1.0，符合生物质量，可以安全食用，Pi>1.0生物质量超标，不能安全食用[7]。综合质量指数法采用内梅罗指数法[8]。

式中maxPij为生物体质量指数最大值，avePij为各质量指数的平均值。

水产品重金属允许限量标准(Si)列于表2，综合污染指数分级标准见表3。

表2 水产品重金属允许限量标准(Si)

表3 综合污染指数分级标准

2 结果与分析

2.1 陕西省水产品不同养殖品种体内Zn、Cu、Hg、As、Cd和Pb的含量

对本实验在陕西省各地市所采集的11种水产品共计274份样本的检测结果进行了统计分析，各水产品体内的Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg的平均含量见表4。结果表明:11种水产品体内Zn的含量范围为(2.49～25.15) mg/kg。大鲵体内Zn的含量与鲤、鲫、鲶及罗非鱼之间的差异不显著，但均显著高于草鱼、鲢、虹鳟、鳙、俄罗斯鲟和乌鳢(P<0.05)； Zn的平均含量为：大鲵>鲤>鲫>鲶>罗非鱼>草鱼>鲢>虹鳟>鳙>俄罗斯鲟>乌鳢。Cu在11种水产品体内的含量范围为(0.1L～2.15)mg/kg。鲫体内Cu的含量显著高于其它10个品种(P<0.05)；鲤体内Cu的含量显著高于大鲵(P<0.05)；。Cu的平均含量为：鲫>鲤>鳙>鲢>草鱼>俄罗斯鲟>罗非鱼>虹鳟>乌鳢>鲶>大鲵。Hg在11种水产品体内的含量范围为(0.000 15L～0.364 3)mg/kg。乌鳢体内Hg的含量显著高于鲶鱼和草鱼(P<0.05)，除乌鳢外其它水产品品种Hg的含量差异不显著(P>0.05), 这与我国连云港地区乌鳢汞残留量相对其它淡水品种含量较高的现象一致[9]。Hg的平均含量为：乌鳢>大鲵>鲢>鳙>俄罗斯鲟>虹鳟>罗非鱼>鲫>鲤>鲶>草鱼。As在11种水产品体内的含量范围为(0.01L～0.161 9)mg/kg。虹鳟体内As的含量显著高于其它品种(P<0.05)，其它品种体内As的含量差异不显著(P>0.05)。As的平均含量为：虹鳟>俄罗斯鲟>鲢>鳙>罗非鱼>鲤>草鱼>鲫>大鲵>乌鳢>鲶。Cd和Pb在调查的11种水产品体内含量均较低，各品种间含量差异不显著(P>0.05)，Cd的含量范围为(0.000 1L～0.031 5)mg/kg，Pb的含量范围为(0.002 5～0.4)mg/kg, Cd和Pb的含量水平与毕士川等[10]和王竹天等[11]对我国水产品中Cd和Pb的调查分析结论接近。

Cu、Zn 和As 是大多数有机体生理调节机制所必需的元素[12]，但如果鱼体含量超过鱼类的耐受值，就会对鱼类的健康产生威胁。Cd、Hg 和Pb 不是机体所必需的元素。陕西省肉食性鱼类(鲫、鲤和草鱼)、滤食性鱼类(鳙和鲢)和肉食性鱼类(乌鳢和鲶)与我国其它地区同种鱼类的重金属含量比较见表5。Cu的平均含量除肉食性鱼类(鲫、鲤和草鱼)略高于东北三省外，其余均远远低于沿海的珠江三角洲河网区和浙江省等地区；Zn的平均含量与东北三省、珠江三角洲河网区和浙江省等地区无明显差异，处于同级别含量水平；陕西省各鱼类As的含量大部分为未检出，明显低于东北三省、珠江三角洲河网区和浙江省等地区同类鱼的含量；陕西省鱼类 Hg的平均含量明显高于珠江三角洲河网区同类鱼的含量，肉食性鱼类(鲫、鲤和草鱼)的含量略高于或接近东北三省和浙江省同类鱼类的含量，肉食性鱼类(乌鳢)的含量明显高于浙江省同类鱼类的含量；Cd的平均含量除草鱼、

表4 11种养殖水产品重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg的平均含量和分析结果

注：未检出时以检出限+L表示，统计时以1/2检出限计算,同列数据上标中不含有相同的字母代表差异性显著，P<0.05。

鲢和鲶高于珠江三角洲河网区的平均含量(Cd的平均含量均为未检出)外，同类鱼Cd的平均含量均低于东北三省、珠江三角洲河网区和浙江省等地区的含量； Pb的平均含量明显低于东北三省和沿海的珠江三角洲河网区及浙江省等地区同类鱼的含量。

表5 陕西省养殖水产品体内重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg与其它地区含量比较

续表5

注：未检出时以检出限+L表示，/代表指标未检测。

综上所述，陕西省本地养殖水产品中重金属的总体含量较我国其它地区低，由于鱼类可以作为环境污染的指示生物[16]，陕西省养殖水产品的生物监测结果在一定程度上也反映了本地区养殖环境中重金属的污染水平。

2.2 陕西省养殖水产品体内Cu、Hg、As、Cd和Pb食用安全评价

通过对样品的调查分析，各养殖品种的平均污染质量分布指数列于表6。结果表明：陕西省本地养殖的11种水产品中铜、铅、镉、汞和砷的含量平均值均远低于我国水产品重金属质量相关限量标准，11种水产品重金属综合污染指数Pi<1.0，无污染，水产品总体状况良好，可以安全食用。陕西省养殖水产品调查的11个品种中虹鳟(Pi=0.501)、俄罗斯鲟(Pi=0.264)、鲢(Pi=0.234)和鳙(Pi=0.140)重金属综合污染指数最高，重金属的潜在污染风险相对较高，这可能是由于我省的这些品种主要以山区附近的水质养殖为主，养殖环境受山区金属矿物质含量影响较大。同时罗非鱼、鲤和草鱼等杂食性鱼类重金属综合污染指数大于乌鳢、大鲵和鲶等肉食性鱼类，这与谢文平等[13]、聂湘平等[17]关于江、河流域中不同鱼类重金属元素残留特征为肉食性鱼大于植食性鱼和杂食性鱼的结论不完全相同。张聪等[18]在研究太湖鱼体中重金属铬含量时，也发现杂食性鱼类肌肉中铬含量水平显著高于草食性鱼类肌肉中的含量，而与肉食性鱼类之间没有差异,这可能是由于本实验所采集的样品来自全省各地区的人工精养商品鱼，水质环境、生长周期和饵料组成存在差异，不同于江、河中某一固定河段相同环境中的鱼类重金属富集规律，同时目前鱼类养殖大量使用的饲料和各种添加剂中重金属含量水平也参差不齐[19]，各品种鱼类所食用的饲料类型不尽相同造成的。刘芳芳[20]的研究即表明养殖罗非鱼中重金属富集与饲料中的重金属分布存在着显著相关性。水产品养殖过程中饲料等投入品的重金属污染是否在养殖环境中占主导地位有待进一步研究。陕西省养殖水产品各品种间重金属综合污染指数由高到底为：虹鳟>俄罗斯鲟>鲢>鳙>罗非鱼=鲤>草鱼>乌鳢>大鲵>鲫>鲶；各重金属指标综合污染指数由高到低依次为：As(Pi=0.202)、Hg(Pi=0.065)、Pb(Pi=0.047)、Cd(Pi=0.012)和Cu(Pi=0.006)。

表6 各重金属因子质量分布指数Pi

3 结论

陕西省本地养殖的11种水产品Cu、Hg、As、Cd和Pb的平均含量水平一定程度上反映了本地区养殖环境中重金属的污染水平，11种水产品重金属平均含量远低于我国水产品重金属质量相关限量标准，总体含量水平低于我国其它地区。本地不同养殖品种间重金属的含量水平有一定差异，大鲵体内Zn的含量水平最高，其次为鲤、鲫、鲶及罗非鱼；鲫体内Cu的含量水平显著高于其它鱼类，其次为鲤；大鲵体内Cu的含量水平最低。污染指标Hg在乌鳢体内含量水平明显较高，其次为大鲵、鲢、鳙和俄罗斯鲟；草鱼体内Hg的含量水平最低。污染指标As在虹鳟体内含量水平最高，其次为俄罗斯鲟和鲢。污染指标Cd和Pb的含量在11种水产品间无明显差异，均处于较低含量水平。

陕西省淡水养殖水产品重金属质量安全评价结果为：生物质量Pi<1.0，综合污染指数等级为Ⅳ级，污染程度属无污染，水产品中重金属含量总体状况良好，可以安全食用。养殖水产品中虹鳟、俄罗斯鲟、鲢和鳙重金属综合污染指数最高，潜在污染风险相对较大，调查的水产品重金属指标中As和Hg的潜在污染风险相对较大。

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(责任编辑：张红林)

Investigation and evaluation of heavy metal contentof aquaculture products in Shaanxi

TIAN Qiang-bing，REN Hui-li，HOU Shu-min，YANG Yuan-hao

(ShaanxiFisheriesInstitute,Xi'an710086,China)

The concentrations of Zn, Cu, Hg, As, Cd and Pb were determined in 274 samples of 11 types of aquaculture products. Grass carp, Carp, Crucian carp, Silver carp, Bighead, Tilapia, Snakehead, Russian Sturgeon, Catfish, Rainbow trout and Giant salamander were collected from Xian, Weinan, Baoji, Hanzhong, Ankang, Yulin and Tongchuan cities in Shaanxi province from 2014 to 2015. The average concentrations of these heavy metals in the muscles of the fishes were 2.49 ～ 25.15, < 0.1 ～ 2.15, < 0.00015 ～ 0.3643, < 0.01-0.1619, < 0.0001 ～ 0.0315 and 0.0025 ～ 0.4 mg/kg for Zn, Cu, Hg, As, Cd and Pb, respectively. The average contents of these six heavy metals in the 11 types of fishes were individually lower than the national standards of fish food safety, China. The comprehensive pollution index level was Ⅳ, belonging to pollution-free. This implies that the contents of heavy metals in fishes in these areas were safe. There were obvious differences in the contents of different heavy metals in different species of fishes. Zn concentration in Giant Salamander muscle was of the highest levels, followed in Carp, Crucian carp, Catfish, and Tilapia muscles. The Cu levels in Crucian muscle were significantly higher than that in other fishes, followed by Carp (p<0.05). Hg level in Snakehead muscle was the highest among fishes, followed by Giant Salamander, Silver carp, Bighead and Russian Sturgeon. As level in rainbow trout was the highest, followed by Russian Sturgeon and Silver carp. There was not obvious difference in the contents of Cd (or Pb) among these 11 species of fish. Results show that the high comprehensive pollution index of heavy metals occurred in Rainbow trout, Russian Sturgeon, Silver carp and Bighead in Shaanxi province, implying large potential pollution risk. As for the types of heavy metals, the comprehensive pollution indices of As and Hg were relatively high.

aquaculture products; heavy metals; evaluation; pollution index

2016-07-18；

2016-12-15

陕西省水利科技计划项目(2013SLKJ-36；2015SLKJ-22)

田强兵(1979-)，男，工程师，主要从事渔业生态环境和水产品质量安全研究。E-mail：qiangbingtian@sina.com

S931.3

A

1000-6907-(2017)02-0057-06