湖北省水产品重金属污染状况分析

黄徽，朱晓玲，余婷婷，张莉，靳海滨，姚晓帆

1. 湖北省食品质量安全监督检验研究院（武汉 430075）；2. 湖北省食品质量安全检测工程技术研究中心（武汉 430075）

湖北省拥有丰富的水资源，是我国淡水渔业的主产区之一，长期雄踞我国淡水渔业第一位，目前已有“世界水产看中国，淡水渔业看湖北”的称誉[1]。现在已从传统的“四大家鱼”转型为以小龙虾、武昌鱼、河蟹、斑点叉尾、龟鳖、鳜鱼、黄鳝、黄颡等品种为龙头的优势产业。其中湖北省特色的小龙虾产量占全国的57%，鳝鱼产量占全国的45%，黄颡鱼产量占全国的30%[2]。作为水产品的出口大省，2017年前11个月湖北省的水产品出口量为1.47万 t，出口金额达到了1.51亿美元[3]。

作为人类主要食物之一的水产品，其质量问题受到越来越多的关注[4]。水产品污染问题主要包括兽药残留污染、微生物污染和重金属污染等，其中重金属污染具有高难降解性和累积性等特点，通过食物链传递到人体，严重威胁人们的健康[5-8]。水产品的重金属污染主要是指铅（Pb）、铬（Cr）、镉（Cd）、汞（Hg）以及类金属砷（As）等生物毒性显著的重金属带来的污染[9]，污染源主要来自于水质污染和土壤污染等[5]，加上很多养殖户一味地提升养殖产量，追求经济利益，饲料和鱼药的乱用也会给养殖环境带来重金属的污染[10]。近年来，水产品中重金属的污染已成为我国环境科学和食品安全领域的研究热点之一。程国霞等[11]研究发现陕西省市售水产品中铅、镉分别有一定的超标率。俞晓烨等[12]通过对杭州地区水产品中重金属状况的检测分析，发现海产品中有镉超标现象。鲍方印等[13]发现巢湖银鱼、白虾、田螺3种水产动物中有轻度的重金属污染。谢文平等[14]研究了珠江三角洲淡水养殖主要水产品，除砷和铬以外，尚无明显的重金属污染安全问题。

前期通过问卷调查[15]发现，大部分消费者对湖北省水产品的质量安全问题表示不够乐观，认为在水产品的养殖环节中有较大的安全隐患，如养殖环节中的环境污染问题、不新鲜以及病死鱼虾的处置问题等，还有一部分受访者认为新闻媒体报道的“避孕药黄鳝”存在蓄意夸大，并不符合事实。因此，课题组以湖北省的主要水产养殖地区鱼塘养殖水产品，以及各县市超市、农贸市场等市售水产品为研究对象，分析采集水产品中铅、砷、镉、汞、铬、镍、锰等重金属含量，对湖北省现阶段水产品的真实质量情况进行摸底评估。

1 材料与方法

1.1 材料

采集方式主要有以下2种：一是在湖北省咸宁、仙桃、潜江等地进入养殖水塘采集；二是在各县市超市、农贸市场等随机抽取。所采集淡水产品主要包括四大家鱼（青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼）、鲫鱼、武昌鱼、鳊鱼等，也有部分特种养殖产品，具体品种包括黄鳝、黄颡鱼、龙虾、螃蟹、翘嘴鲌等。考虑到我省居民日常消费的水产品除了来自我省自主养殖外，还涉及外省输入，因此此次试验的样品选择在覆盖我省各类养殖方式的基础上，同时结合特色养殖、养殖产量、日常消费情况等因素，共采集水产样品品种39种，共285批次。

1.2 方法

依据国标方法[16]（第一法）测定铅、砷、镉、汞、铬、镍、锰等元素含量，部分样品总砷超过标准限量后，利用HPLC-ICP-MS法进行无机砷的测定[17]。在处理样品的同时，处理空白样品和质控样品，绘制标准曲线，并进行加标回收试验和重复性测试，用以质量控制，保证检测结果的准确性。

2 评价方法与结果分析

2.1 生物质量评价方法

此次试验在参考相关文献[18-19]的基础上分别采用单因子污染指数法和多因子综合污染指数法对相关数据进行分析，并进行生物质量评价。

单因子污染指数法，其表达式如下：

式中：Pi为单因子污染指数；Ci为样品中该因子i的实际含量；Si为该因子i的评价标准值。

对于生物样品中多种污染物的综合污染评价，采用均方根综合指数法进行分析，计算公式如下：

式中：PI为此生物样品的综合污染指数；Pi为该样品某单因子i的单因子污染指数；n为评价中选取的污染物种类数。

可以根据综合污染指数的结果将污染水平划分为4个等级：当PI＜0.2时认为为正常水平；当PI值在0.2～0.6之间时，为微污染或轻度污染水平；PI在0.6～1.0时为污染水平；而当PI＞1.0则认为该样品已受到了重度污染。

2.2 结果分析

2.2.1 按检测项目分析

此次试验主要检测水产品中铅、砷、镉、汞、铬、镍、锰这七种重金属元素含量，国标[20]规定铅（鱼类、甲壳类）最高残留限量为0.5 mg/kg；镉（鱼类）最高残留限量为0.1 mg/kg、甲壳类最高残留限量为0.5 mg/kg；甲基汞（水产动物及其制品（肉食性鱼类及其制品除外））最高残留限量为0.5 mg/kg、肉食性鱼类及其制品最高残留限量为1.0 mg/kg；无机砷（水产动物及其制品（鱼类及其制品除外））最高残留限量为0.5 mg/kg、鱼类及其制品最高残留限量为0.1 mg/kg；铬最高残留限量为2.0 mg/kg；对于镍、锰的残留限量指标未进行规定。因此，此次试验中所测的7种元素，其中3种（铅、镉、铬）可以判定，2种（总砷、总汞）无法对样品进行合格与否的判定，但可以作为初筛指标，2种（镍、锰）不能判定。

表1显示各重金属指标的检出率、含量范围、平均值等信息，从检出含量看，不同重金属元素在鱼体肌肉中的含量不同，其中Mn含量最高，Ni、As、Cr次之，Pb、Cd、Hg含量较低，平均含量由高到低依次为Mn、Ni、As、Cr、Pb、Cd、Hg；从总体检出率看，Pb、Cd、As、Hg、Mn的检出率均较高，As、Hg、Mn的检出率在85%以上，Pb、Cd的检出率在30%以上，Cr和Ni的检出率较低，总体检出率由高到底依次为As、Hg、Mn、Cd、Pb、Cr、Ni。

按照国家标准限量指标[20]进行单因子评价，所检测样品中铅、镉、铬的检出值均远小于限量标准值；总汞含量最高值为0.05 mg/kg，远低于标准中对甲基汞的限量要求0.5和1.0 mg/kg；总砷的检出最大含量为3.8 mg/kg，对超过0.1或0.5 mg/kg的部分样品进行进一步的无机砷的检测，未发现不合格样品[20]。

表1 各重金属指标检出率、含量范围、平均值

2.2.2 按样品品种分析

表2列出了水产品种的食性、生活水层和鳞片相关信息，表3列出了各水产品种所检出的重金属含量的平均值。从表3可以看出，各品种鱼体内的Pb、Cd、Hg、Ni含量均较低；As的平均含量超过0.1 mg/kg的鱼类品种有鲈鱼、财鱼、黄颡鱼、黄鳝、刁子鱼、泥鳅，其中鲈鱼体内的As平均含量最高，达2.169 mg/kg，但As的毒性取决于其形态，有机砷毒性较低，而无机砷的毒性较大，一般动物体内的As大多为有机砷；在所检测样品中Cr含量最高的鱼类品种为草鱼，其他品种的鱼体内Cr含量均较低；黄鳝和泥鳅样品中Mn含量明显高于其他品种的鱼类。

有研究[21]表明不同鱼类的重金属污染水平从高到低依次为肉食性鱼类、杂食性鱼类、植物食性鱼类，底层鱼类大于中、上层鱼类。但从此次试验结果来看，各品种鱼体内的金属元素含量和食性、水层的相关性不明显，这可能是鱼体内的重金属含量除了与鱼类的生活水层和食性有关外，还与样品的养殖水环境和捕捞采集时的鱼龄有关；鱼龄不同，对重金属的富集程度也各不相同。

2.2.3 生物质量评价

对水产品中铅、镉、铬三种元素进行生物质量评价，所得到的各水产品的单因子Pi值和综合污染指数PI值详见表4。表4显示，除了草鱼的综合污染指数PI为0.272＞0.2，为轻度污染；其他品种的PI值均远小于0.2，为正常水平。

表2 水产品种的食性、生活水层和鳞片相关信息

表3 不同鱼类中重金属平均含量 mg/kg

表4 水产品的单因子Pi值和综合污染指数PI值

2.2.4 安全性评价

按照相关标准[20-22]中对各金属元素的指标要求，对此次试验中的样品检测情况进行安全性评价，所检测样品中铅、镉、铬、汞、无机砷含量均低于相应的限量标准要求，属于安全食用范围。

对于Ni和Mn元素，目前国内外标准均无相应的水产品指标要求，鉴于Ni的检出率和检出含量均较低，结合鱼类及其制品的膳食暴露量，其安全风险等级较低；Mn在黄鳝和泥鳅中的检出含量相对较高，锰本身是人体的必需元素，但过量摄入会导致神经系统受损[23]，当今工业上锰的使用量越来越大，很多国家已将甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）作为汽油的抗爆剂等，锰对环境的污染也会愈发严重，水产品在长期的Mn污染环境下生长，其体内蓄积的Mn残留可能会对人体存在潜在危害。

3 结论

水产品中重金属的检出率由高到底依次为As、Hg、Mn、Cd、Pb、Cr和Ni。平均含量由高到低依次为Mn、Ni、As、Cr、Pb、Cd和Hg。所检测样品中铅、镉、铬的检出值均远小于限量标准值，总汞含量最高值为0.05 mg/kg，远低于标准中对甲基汞的限量要求0.5和1.0 mg/kg，虽然总砷的检出最大含量为3.8 mg/kg，但是未发现无机砷不合格样品。部分水产品种中Mn的检出含量较高，锰虽然是人体的必需微量元素，但摄入过量可能会存在潜在危害，值得重视。

从研究结果来看，各品种鱼体内的金属元素含量和其食性、水层的相关性并不明显，这可能是鱼体内的重金属含量除了与鱼类的生活水层和食性有关外，还与样品的养殖水环境和捕捞采集时的鱼龄有关。

除了草鱼的综合污染指数PI为0.272＞0.2，为轻度污染，其他品种的PI值均远小于0.2，均为正常水平。

湖北省的水产品重金属质量安全状况总体较好，但仍存在一些问题，随着居民生活水平的提高，水产品消费量也在不断增大，相应的食用风险也会加大。相应监管部门应扩大宣传和培训，提高水产品从业人员在养殖、运输和销售环节中的质量安全意识，同时还应加大对水产品的监管力度，增加采样批次和频次，从而能够更加准确地掌握我省水产品的重金属污染状况和变化趋势，控制好水产品中重金属污染问题，让人民吃得放心。