厦门沿海贝类中重金属的含量及污染状况评价

孙莉娜,　黄玉英

(1.漳州职业技术学院 食品与生物工程系,福建 漳州　363000；2.集美大学 食品与生物工程学院,福建 厦门　361021)

厦门沿海港湾众多，浅海滩涂广阔，缢蛏、牡蛎、花蛤的养殖产量为全国之首。养殖贝类营养丰富，是人们餐桌上的主要水产品。随着厦门沿海工业化和城市化的不断推进，给近海生态系统带来了严重的污染(Qiao, et al. ,2013)，每年有大量含有重金属的“三废”，通过各种途径排放到厦门沿海海域，生活污水及大气沉降等，使栖息在滩涂近岸水域的潮间带的贝类受到重金属的污染，这些重金属不能被微生物降解，在生物体内经富集作用而蓄积，通过食物链在下一级的生物体内富集，严重影响了滩涂贝类养殖业的发展和产品质量。人类食入含有重金属的海洋生物后，重金属即在人体内富集，引起慢性中毒或大量食入引发急性中毒(Dou,et al.2013;王文雄等，2004；Blackmore et al.,2001)。

有关贝类体内重金属富集量与环境污染状况之间的关系，国内外已有不少研究报道。毕士川等(2007)等研究了重金属Pb在不同水产品中的含量及污染状况；吕海燕等(2001)等分析了浙江沿岸贝类生物体中重金属的含量；王艳等(2005)、阮金山等(2003)等分别评价了珠江口和福建中、东部沿海贝类体内重金属含量水平；Cheggour等(2005)研究了法国Moroccan河口沉积物重金属和贝类 Scrobicularia plana 组织中重金属之间的关系。本文分析了厦门沿海各养殖贝类中不同重金属元素含量及其各元素之间的相关性，并对厦门沿海地区贝类受重金属的污染状况进行综合评价。

1　实验部分

1.1　仪器设备

电感耦合等离子体质谱分析仪((ICP-MS, 7500a型，Agilent公司), 使用前用含10 ng/L Li，Y，Ce和Tl的调谐溶液优化仪器参数，如表1所示；原子荧光光谱仪(AFS，AF-640型，北京瑞利分析仪器公司)，主要仪器参数如表2所示；MDS-2002A微波消解仪(上海新仪微波化学科技有限公司)；AL104型电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)；SNL216V型真空冷冻干燥机(美国Savant公司)。

表2　AF-640原子荧光光谱仪主要仪器参数

1.2　材料与试剂

牡蛎、缢蛏、花蛤、毛蚶、文蛤均购自集美集贸市场；微量元素混合标准储备液(100 mg/mL )(QCS19美国)，用于制作标准工作曲线的标准溶液浓度为0，10，20，50，100 ng/mL ；所用化学试剂均为优级纯或分析纯，实验用水为超纯水(由TKA-Genpure制备)。

1.3　样品预处理

挑选大小均匀的各种贝类，用不锈钢刀具去除外壳，剥下肉质，先用自来水冲洗，再用超纯水冲洗1～2遍，沥干水分后称重。装入自封袋，置于冰箱冻藏室内预冻1～2天，待样品成固体状后，在自封袋上扎小孔，再将样品置于真空冷冻干燥机内冻干3～4天。

冻干后，从真空冷冻干燥机内取出样品，称其重量并记录，计算水分含量。

将各贝类样品研磨成均匀粉末，装入自封袋中，置于干燥器内保存备用。

1.4　样品消解

准确称取0.500 g样品于50 mL Teflon消解灌中，用5 mL浓HNO3及2 mL浓H2O2作为消解酸体系，加盖密闭后于微波消解炉中消解8 min(分3档，即:0.5 MPa，3 min；1.0 MPa，2 min及1.5 MPa，3 min)，冷却后取出，消解后溶液澄清透明，用超纯水定容至50 mL，以5 mL浓HNO3及2 mL浓H2O2按同样消解方法做空白试验，每个样品、空白及标准物质平行做3份试验以计算其平均值。

1.5　样品的测定

将消化好的样品，用ICP-MS测定Pb，Cd，As，Cr，Cu的含量；用AFS测定Hg的含量。

1.6　评价方法和评价标准

评价方法采用单项质量指数法和综合质量指数法进行评价。

1.6.1单项质量指数表示为: Pi=Ci/Csi

式中， Pi为第 i种污染物的生物质量指数;

Ci为第 i种污染物的实测值;

Csi为第 i种污染物的标准值。

评价标准参照GB2762—2012食品安全国家标准食品中污染物限量及NY5073—2006无公害食品水产品中有毒有害物质限量。

水产贝类有毒有害物质限量标准如表3所示。

表3　水产贝类有毒有害物质限量标准

注：铜的限量标准采用NY 5073—2006无公害食品水产品中有毒有害物质限量标准

评价结果参考《海洋生物质量监测技术规程》中划分的等级标准(徐恒振等，2008)，对于海洋生物质量评价，以单因子污染指数1.0作为该因子是否对生物产生污染的基本分界线，小于0.5为生物未受该因子污染，0.5～1.0之间为生物受到该因子污染，大于1.0表明生物已受到该因子严重污染。

1.6.2综合质量指数(内梅罗指数)表示为：

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。

综合污染指数法分为 4级(表4)

表4　综合污染指数法的分级标准

2　结果与讨论

2.1　贝类体内重金属元素的检测结果(表5)

表5　贝类样品重金属元素测定结果的平均值

注：测量结果已换算为湿重

表7　各种贝类重金属单项、综合污染指数及分级评价结果

由表5可知：Pb的含量，文蛤>花蛤>牡蛎>缢蛏>毛蚶，均低于国家限量标准1.5 mg·kg-1；Cd的含量，毛蚶>牡蛎>花蛤>文蛤>缢蛏，低于国家限量标准2.0 mg·kg-1；As的含量，花蛤>毛蚶>文蛤>缢蛏>牡蛎，只有牡蛎中的As含量略低于国家限量标准0.5 mg·kg-1，其它均超标；Cr的含量，文蛤>花蛤>牡蛎>毛蚶>缢蛏，均低于国家限量标准2.0 mg·kg-1；Hg的含量，牡蛎>花蛤>毛蚶>文蛤>缢蛏，均低于国家限量标准0.5 mg·kg-1，Cu的含量，牡蛎>花蛤>文蛤>缢蛏>毛蚶，均低于国家限量标准50 mg·kg-1。

2.2　贝类体内重金属元素的相关性研究

一般情况下 , 若元素间的含量显著相关, 说明它们出自同一污染源的可能性较大。利用SPSS11.7数据统计软件对所测数据进行Pearson相关性分析，结果如表6所示。

表6　各贝类样品重金属元素之间的相关矩阵

"＊"表示差异显著(P<0.05)(双侧置信区间)。

各贝类样品中，Pb与Cr之间存在显著意义的正相关(P<0.05)，相关系数为0.892，表明它们同源污染的可能性较高。其它各元素之间均没有显著意义的相关性，表明其污染源不尽相同。

2.3　贝类产品的重金属污染情况分析

将测定结果按1.6方法进行生物质量评价，其重金属的单项、综合污染指数法的评价结果如表7所示。

各种贝类重金属单项污染指数为：Pb的污染指数在0.068～0.138之间，表明几种贝类均未受到Pb的污染；Cd的污染指数在0.009～0.231之间，表明也未受到Cd的污染；As的污染指数在0.646～4.998之间，显示已受到As的严重污染；Cr的污染指数在0.103～0.842之间，其中花蛤和文蛤的污染指数分别为0.563和 0.842，表明已受到Cr的轻度污染；Hg的污染指数在0.014～0.069之间，表明均未受到Hg的污染；Cu的污染指数在0.007～0.175之间，表明也均未受到Cu的污染。

从综合污染指数看，花蛤的综合污染指数为3.60，属于 I级(严重污染)；毛蚶、文蛤的综合污染指数分别为2.42和2.15，属Ⅱ级(中度污染)，缢蛏的综合污染指数为1.01，属Ⅲ级(轻度污染)；牡蛎的综合污染指数为0.49，为无污染。

3　结论

厦门养殖贝类中，只有牡蛎没有受到污染，缢蛏、毛蚶、文蛤、花蛤均受到不同程度的污染。在各类贝类中，受到Pb、Hg、Cu的污染较低；花蛤和文蛤已受到Cr的轻度污染；所测五种贝类均受到As的严重污染，其值均已高于食品安全国家标准中最高限量值，表明近年来养殖贝类受As的污染明显加剧，这是由于近年来厦门沿海工业的快速发展，石化行业、电子行业、医药行业等一系列污染程度高的企业日益增加，砷在农药、化工、玻璃、合金等各方面的广泛使用，造成砷在环境中的排放量增加。因此，厦门沿海受As和Cr的污染应引起高度重视。必须加强厦门沿海地区海域的管理，以保证其水产养殖得以健康可持续发展。