我国水产品重金属污染脱除技术研究进展

张美琴 邵俊杰 万金娟

摘   要：近年来我国工业经济高速成长，工业废水的产生导致水质下降，重金属污染问题丞待解决。水产品生长觅食特性决定，极易富集水环境中的重金属，水产品质量安全时刻面临考验，同时影响水产品的相关出口，综上所述，水产品重金属污染脱除技术研究迫在眉睫。本文针对重金属在不同水产品中，吸收途径、部位的富集能力进行分析，并对我国水产品重金属污染脱除技术研究进展进行介绍。

关键词：水产品  重金属污染  脱除技术

中图分类号：TS254                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）09（c）-0125-02

水产品高蛋白低脂肪、营养丰富符合大众口味，在日常饮食中占据一定的比例，其中贝类、虾蟹类是餐桌上最常见水产品。众所周知贝类、虾蟹类最容易富集重金属水产品，如果水产品种重金属超标，将对国民健康造成严重的影响，例如重金属中的砷可以引起皮肤损伤、乏力等症状，重金属中的镉可以影响肝、肾器官中的酶系统。因此，水产品重金属污染脱除技术研究十分重要。

1  水产品污染现状

1.1 水产品富集重金属的方式

水产品富集重金属一般通过以下几种方式：通过鳃进入体内，一般是溶解态的金属离子，存在于水产品表面或通过血液循环进入到水产品器官中;通过消化系统进入体内，吃到含有重金属或重金属化合物的食品;通过身体表面进入体内，通常水产品体表与周围环境具有交换反馈，这个过程会将重金属化合物带入体内;鱼类与贝类还具备富集颗粒态和溶解态重金属以及金属化合物特性。现阶段，水产品研究的重点品种为牙鲆、牡蛎、菲律宾蛤仔、真鲷、文蛤、贻贝，重点重金属为Pb、Cu、Cr、Zn、Hg、Cd、As。

1.2 重金属富集差异

不同种类水产品富集重金属种类不同，主要原因是食物中富集重金属不同。例如鱼类中以浮游动植物为食，容易在体内富集Cr与As;鱼类中以腐屑、藻类为饵料，容易在体内富集Cr与As;鱼中以底栖无脊椎动物为饵料，容易在体内富集Zn;鱼中以杂食性为食，容易在体内富集Ni与Pd。同时同种重金属在不同水产品中的含量有区别，例如Cu，含量最高的是鱼类其次是贝类、甲壳类。通常一般水产品体内重金属富集度排名最高Cd其次Cu与Pb。水环境是水产品重金属富集因素之一，水产品中的重金属与水环境中的重金属含量、养殖时长呈正相关性。

1.3 不同部位富集重金属能力

同样的养殖环境中，水产品体内不同部位重金属的富集情况也有所区别。不同部位内源性物质亲和力差异，是导致这种情况的主要原因。肝脏、肾脏是富集能力最强的两个器官，其主要原因是在这两个器官中存在金属硫蛋白，导致重金属富集明显。在不同种类水产品中，富集器官也有所不同，文蛤是肝胰腺与闭壳肌富集现象最明显、紫贻贝是内脏富集能力最强、海豚是肝脏富集能力最强、微黄镰玉螺是肝脏、食道腺、内脏囊和足中富集能力最强。

2  水产品重金属污染脱除技术

2.1 水产品活体脱除技术

2.1.1 水产品干净环境养殖

水产品容易富集重金属，关键因素是水产品通常移动性弱且腐食性居多，在污染水域中会逐步富集重金属。在日常养殖中，水产品脱除重金属的常规方法是更换养殖水环境，换言之是在干净的水环境中过度养殖，通过水产品自身的新陈代谢，完成体内重金属脱除。水环境的盐度范围，同样影响水产品重金属脱除。例如盐度30.5%～31.5%（接近天然海水）），牡蛎体内Cd与Pb半衰期是77d与14d，当提高水环境中的盐度时，牡蛎体内的Pd脱除速率明显加速，但Cd脱除速率明显下降，Cu在高盐度与低盐度环境中脱除速率均加速。综上所述，水环境的改善一定程度上可以缓解水产品体内的重金属，但达到彻底脱除，需要的周期太长。同时重金属在水产品体内，一般通过与生物蛋白结合的方式存在，完全依靠自身新陈代谢脱除很难。而且在脱除的过程中，水产品自身的营养物质消耗，同样会造成对新养殖环境重金属污染。

2.1.2 水产品饵料脱除养殖法

在水产品活体脱除法中，为缩短重金属的半衰期，通常使用特殊饵料混合脱除剂的养殖法。饵料与脱除剂的喂养，将加速水产品自身的新陈代谢，从而完成水产品体内重金属的尽快脱除。饵料的选择，一般采用单细胞的藻类：藻类孢子、小球藻等。有研究表明，在同样养殖环境中，采用单细胞的藻类饵料，将促进牡蛎重金属的脱除。同时饵料的加入对不同种重金属均有促进作用，但不同种类的饵料对不同种重金属，作用效果有明显的脱除。例如扁藻促进Pb脱除、混合饵料促进Cd脱除。脱除剂一般采用壳聚糖及其衍生物、EDTA、VC等比较常见。壳聚糖来源于甲壳素中，属于多糖类并呈现碱性，官能团为羟基与氨基等。壳聚糖及其衍生物的重金属脱除原理，是发生络合反应从。有学者验证壳聚糖与羧甲基壳聚糖可在10d时间内，脱除95%的Pb，但对其他重金属仅能达到30%左右的脱除率。在海水水产品环境改善中，经常使用EDTA的钠盐进行重金属的脱除，并能够达到缓解水产品体内重金属毒性的作用，有利于水产品的养殖生产。有学者发现被Fe、As污染牡蛎，在喂养0.5%EDTA后，能够在48 h后达到理想脱除效果。但对Cu、Pb、Cd等重金属，未产生相应的脱除效果，VC作为天然的还原剂，可以产生理想的重金属脱除效果。针对络合重金属离子，常采用氧化型谷胱甘肽进行脱除。

2.2 水产品水解液脱除养殖

2.2.1 水产品水解液物理脱除养殖法

活性炭与沸石是最常使用重金属物理吸附法材料，其具有脱除容量大、操作简单、可重复利用的优势。有学者发现在扇贝内脏酶解液Cd的脱除，活性炭的效果更好。

2.2.2 水产品水解液络合法脱除养殖法

络合脱除重金属法的核心是采用络合剂（植酸、琥珀）和重金属进行络合反应。有学者发现马氏珠母贝水解液中，络合剂添加可以有效的脱除重金属Cd，最理想的效果能达到九成脱除率。在牡蛎的水解液研究中，络合剂针对Cd的脱除率也可达到九成。络合反应通常情况下是形成絮状悬浊液，难以进行过滤分离，因此未进行大规模的推广示范。

2.2.3 水产品水解液树脂法脱除养殖法

水产品水解液树脂法脱除法可划分为两类，一类是螯合树脂法、一类是离子交换型树脂法。螯合树脂脱除原理是，通过具有交联功能的大分子针对重金属进行络合交联。有学者研究发现扇贝废弃物酶解液树脂法脱除Cd，能够达到净化效果进80%。离子交换型树脂法脱除原理是，针对重金属进行离子交换来实现净化脱除。有学者研究发现离子交换树脂法针对Cd的净化效果最好，理想条件下可达到80%。目前，树脂法是相对可靠、高效的重金属脱除方法。

参考文献

[1] 娄晓祎，汤云瑜，田良良，等.我国贝类重金属污染现状及其脱除技術研究进展[J].食品安全质量检测学报， 2017，8（8）：13-18.

[2] 王彩蕴，于洪波，匡少华，等.水产生物重金属污染治理方法研究进展[J].河北渔业，2015（5）：54-56.

[3] 蔡继晗，李凯，郑向勇，等.水产养殖重金属污染现状及治理技术研究进展[J].水产科学，2010，29（12）：749-752.

[4] 张聪，宋超，胡庚东，等.中国渔业水体重金属的污染现状及消除技术研究进展[J].中国农学通报，2018，34（2）：141-145.

[5] 徐连伟，曲婷婷，赵彦涛.水产品中重金属污染的来源危害及防治措施[J].农业与技术，2018（1）：30-32.