舟山近海细点圆趾蟹中镉含量监测及部位分布特征

顾 捷，梅光明，王 勇，黄丽英，孟春英

（1.浙江海洋大学海洋与渔业研究所,浙江省海洋水产研究所，浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室，浙江舟山 316021；2.安捷伦科技（中国）有限公司，上海 200080）

细点圆趾蟹Ovalipes punctatus隶属于节肢动物门，甲壳纲，软甲亚纲，十足目，爬行亚目，短尾派，方额亚派，梭子蟹科，圆趾蟹属[1]，俗称“沙蟹”、“牛角蟹”，分布于日本、澳大利亚、新西兰、马达加斯加、南非、秘鲁及中国的黄海、东海、南海，属世界广布性的广温广盐种类[2-3]。细点圆趾蟹是东海区群体数量最大、资源密度最高的一种蟹类资源[4]，渔期集中在每年春夏季的3-6月，素来是舟山居民当令时节餐桌上的主角之一。

近年来，由于陆源污染物对海洋生态环境的不断影响，生存在此种环境下的海洋生物，不同程度地遭受各种污染因子或有毒有害物质的威胁，比较典型的环境污染因子之一是重金属。所谓重金属，指的是比重大于5 g/cm3的金属，包括必需金属和非必需金属[5]，除了锌、铁、铜、硒、镁、锰、镍等维持机体正常生理运行所必不可少的必需金属，对海洋生物威胁更大的是以铅、镉、汞、金、银和一些罕见的高原子量金属[5]为代表的非必需金属，它们并不参与机体的新陈代谢活动，只要机体内含有较低水平，甚至是微量浓度，就能对机体造成破坏甚至毒害[6]。

以海洋甲壳类动物为例，已有学者研究表明，重金属进入甲壳类生物体的途径主要有4类：（1）鳃的呼吸作用；（2）饵料的投喂；（3）体表渗透交换作用；（4）食物链的传递[7]。重金属元素具有较强的迁移、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，被甲壳类动物吸收后，经食物链逐级传递、富集[7]，最终进入人体，危害健康。重金属的典型代表之一，镉（Cadmium，元素符号Cd），造成上世纪50年代日本神通川河沿岸爆发的“痛痛病”元凶，被国际癌症研究机构（IARC）确定为人类和实验动物肺癌和前列腺癌的确认致癌物[8]，由于其离子半径为0.9 A◦，与Ca离子半径（0.99 A◦）非常接近[9]，可通过Ca通道被转运到甲壳类生物细胞内。并有学者进一步指出，被吸收的镉可与甲壳类动物体内生物分子特别是金属硫蛋白或类似物结合而累积在动物组织中[9]。

目前针对海洋甲壳类动物的镉污染状况研究对象主要集中在三疣梭子蟹、锯缘青蟹、虾蛄等少数品种，对细点圆趾蟹的相关研究鲜见报导。本研究旨在通过微波消解-电感耦合等离子体质谱法检测镉在舟山近海细点圆趾蟹雌雄个体的胸肌、腿肌、肝胰腺、性腺（雌性）、胃、心、鳃、肠不同组织部位的含量水平差异，了解舟山近海细点圆趾蟹中镉分布特征。

1 材料与方法

1.1 材料

在舟山各大水产市场随机挑选8家摊位，采集来自同一摊位的雌雄样品各一份，共计16份样品，每份样品至少6～7只，雄性体重分布范围为70.19～251.83 g，雌性体重分布范围为49.84～105.36 g。样品均为源自舟山海域的海捕产品。清洗蟹体后，依照部位将其分成胸肌、腿肌、肝胰腺、性腺（雌性）、胃、心、鳃、肠8个部分，分别绞碎并混合均匀，并将制样置于-18℃冷库保存待测。

1.2 仪器与试剂

Agilent7900电感耦合等离子体质谱仪，美国安捷伦公司；ETHOS 1型微波消解仪，意大利Milestone公司；EH20A plus型微控数显电热板及蒸酸架，北京菜伯泰科仪器股份有限公司；Millipore Simplicity型超纯水系统，美国Millipore公司；AL204型电子天平，梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司。

硝酸(Trace Metal Grade，Assay:67%～70%)，美国 Fisher Chemical；30%过氧化氢（优级纯），国药集团化学试剂有限公司；镉单元素标准溶液（1 000 μg/mL），国家有色金属及电子材料分析测试中心。

1.3 方法

1.3.1 微波消解前处理

样品从冷库取出解冻，在天平上称取0.4～0.5 g（精确至0.1 mg）左右置于微波消解罐中，用少量超纯水均匀润湿样品，然后加入6.0 mL硝酸、2.0 mL 30%过氧化氢，轻轻摇匀，装入微波消解仪中，按设定的消解工作程序（表1）进行消解。消解完成后，将微波消解罐取出去盖，按序放置到数显控温蒸酸架上，温度设置为170～180℃。加热赶酸至其内样液剩1～2 mL结束。冷却至室温后，将所有液体移入50 mL容量瓶内，并用超纯水多次淋洗消解罐内壁，合并洗液于容量瓶中，定容至刻度，混匀，即为上机样品溶液。同法同时制备试剂空白[10]。

表1 微波消解仪参数Tab.1 Instrument parameters of microwave digestion

1.3.2 ICP-MS仪器工作参数

参考 SN/T 2208-2008《水产品中钠、镁、铝、钙、铬、铁、镍、铜、锌、砷、锶、钼、镉、铅、汞、硒的测定 微波消解-电感耦合等离子体-质谱法》[11]及GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》[12]，结合蟹类样品的前期半定量分析方法研究[10]，设立ICP-MS仪器各项工作参数见表2。111Cd是受其他元素同位素干扰较少的镉同位素，且其自然丰度为12.8%，可提供充足的检测灵敏度，因而被选为镉的待测目标同位素。虽然其受到一些潜在的多原子离子干扰，如95Mo16O+、94Zr16O1H+、39K216O21H+等[13]，这些干扰素可简便经氦气流量优化后在ORS4碰撞池中使用动能岐视KED（Kinetic Energy Discrimination）技术加以消除。

表2 ICP-MS技术参数Tab.2 Technical parameters of ICP-MS

1.3.3 标准曲线的配置

标准曲线的配置主要依循蟹类样品的前期半定量分析方法研究[10]，参考SN/T 2208-2008[11]及GB 5009.268-2016[12]，设立的标准曲线线性范围及相关信息（表3），绘制标准曲线（图1）。上机实测的方法检测限与背景等效浓度均充分满足本次调查的需要。

表3 镉标准曲线配置Tab.3 Cadmium standard curve configuration

1.3.4 国家标准物质质量控制

为验证本方法的准确性，采用以下国家生物成分分析标准物质：贻贝成份分析标准物质（GBW 08571）、大虾成份分析标准物质（GSB-28），与细点圆趾蟹样品同步测定，实施质量控制。

图1 镉标准工作曲线Fig.1 Standard curve of cadmium calibration

2 结果与分析

2.1 国家标准物质质量控制结果

6次平行测定结果（表4）全部处于标准物质证书的参考浓度范围内，2种国家标准物质测定结果的相对标准偏差均小于10.0%，表明本方法能够有效地达到质量控制目的，溯源性好，准确率高。

表4 国家标准物质测定结果Tab.4 Determination results of certified reference material(n=6)

2.2 细点圆趾蟹镉含量测定结果

细点圆趾蟹样品各部位镉含量测定结果见表5（测定结果以湿重计），含量范围0.007 46～7.56 mg/kg。由表5可知，胸肌部分，雄蟹的含量水平为0.016 7～0.049 2 mg/kg，雌蟹则为0.012 9～0.038 9 mg/kg；腿肌部分，雄蟹的含量水平为0.007 46～0.018 0 mg/kg，雌蟹则为0.010 7～0.030 3 mg/kg；肝胰腺部分，雄蟹的含量水平为 0.266～3.02 mg/kg，雌蟹则为 0.333～1.41 mg/kg；雌蟹性腺含量水平为 0.234～0.629 mg/kg；胃，雄蟹含量水平 0.227～1.00 mg/kg，雌蟹含量水平 0.270～1.20 mg/kg；心，雄蟹含量水平 0.0422～0.173 mg/kg，雌蟹含量水平 0.082～0.239 mg/kg；腮，雄蟹含量水平 0.306～0.729 mg/kg，雌蟹含量水平 0.219～0.811 mg/kg；肠，雄蟹含量水平0.401～7.56 mg/kg，雌蟹含量水平0.100～2.45 mg/kg。

雄蟹和雌蟹各部位的镉分布情况详见图2～3。由此可见，肠区镉含量相对最高，肝胰腺次之，腿肌最低，雌雄蟹分布规律一致。这一结果与过往报导的其他经济蟹类体内镉含量分布状况大致相同[14-19]。同时证实了文献报道的甲壳类动物可把过多重金属以颗粒形状存在中肠的腹部盲肠细胞中，然后通过细胞循环把这些颗粒排泄到消化道的研究结果[9]。

雌雄蟹同一部位镉平均含量的比较结果（图4）显示，同样是镉含量最高的蟹肠部位，雄蟹的平均含量水平明显高于雌蟹，达雌蟹的3.75倍；肝胰腺部位同样表现出雄蟹平均含量高于雌蟹的现象，雄蟹为雌蟹的1.66倍；其余部位雌雄差异不如上述两部位明显。

表5 细点圆趾蟹各部位镉含量测定结果（mg·kg-1）Tab.5 Determination results of cadmium content in various parts of O.punctatus（mg·kg-1）

图2 细点圆趾蟹（雄性）各部位镉分布情况Fig.2 Cadmium content in various parts of O.punctatus(male)

图3 细点圆趾蟹（雌性）各部位镉分布情况Fig.3 Cadmium content in variousparts of O.punctatus(female)

图4 雌雄蟹各部位镉平均含量对比Fig.4 Comparison of average cadmium content in male and female O.punctatus

3 结论

本文运用微波消解-电感耦合等离子体质谱法检测镉在舟山近海细点圆趾蟹雌雄个体的胸肌、腿肌、肝胰腺、性腺（雌性）、胃、心、鳃、肠不同组织部位的含量水平差异。

为保证检测准确度采用2种国家生物成分分析标准物质—贻贝成份分析标准物质（GBW 08571）、大虾成份分析标准物质（GSB-28）实施质量控制，并对检测结果进行分析评价。2种国家标准物质6次平行测定结果全部处于标准物质证书的参考浓度范围内，测定结果的相对标准偏差均小于10.0%，表明本方法能够有效地达到质量控制目的，符合实验精密度要求。

细点圆趾蟹样品测定结果显示，含量范围集中在0.007 46～7.56 mg/kg。各组织镉含量水平整体呈现如下规律：肠＞肝胰腺＞鳃≈胃≈性腺（雌性）＞心＞胸肌＞腿肌。雌雄蟹均被检出蟹肠部位镉含量水平相对最高，肝胰腺次之，腿肌最低，雌雄蟹部位分布规律一致，表明细点圆趾蟹体内镉的主要富集部位集中在肠及肝胰腺组织；但同样是镉含量最高的蟹肠部位，雄蟹的平均含量水平明显高于雌蟹，达雌蟹的3.75倍；肝胰腺部位同样表现出雄蟹平均含量高于雌蟹的现象，雄蟹为雌蟹的1.66倍，是否存在普遍性及是否与海域环境存在地域环境关系可在今后的大批量普查中，进行深入分析。此外，胸肌的镉含量水平略高于腿肌，是否源于胸肌紧邻肝胰腺等内脏部位，在取样过程中可能因分离不彻底导致一定程度污染则有待进一步研究。

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