辽西沿海地区4 种海鱼重金属富集特征与污染风险评价

2021-04-03郝天琦赵心悦刘永华

现代畜牧兽医 2021年3期

白晨，郝天琦，赵心悦，王斯，刘永华

（锦州医科大学畜牧兽医学院，辽宁锦州 121000）

锦州和葫芦岛位于辽西沿海，是环渤海经济区的主要组成部分。辽西沿海地区有着丰富的海产资源，海洋鱼类味道鲜美、价格便宜，是沿海居民消费的主要海产品。

近年来，随着工农业生产和城市规模水平的不断发展，重金属在内的大量污染物随着辽河、大凌河、小凌河、六股河等排放到渤海生态环境中。辽西地区地处渤海3大海湾之一的辽东湾内，水体交换能力弱，污染物容易在海湾内累积。同时，镉（Cd）、铬（Cr）、铅（Pb）、汞（Hg）等重金属具有持久、稳定、生物毒性等特征，可在生物体中累积，通过食物链转移至高等生物（如鱼类）体内，最终威胁消费者的健康[1-3]。

了解常见海洋鱼类中重金属的累积特征，评价食用鱼类可能对消费者带来的健康风险至关重要[4]。因此，本研究通过检测辽西沿海地区常见鱼类肌肉、内脏、鳃及皮中Cd、Cr、Hg、Pb的含量，明确重金属在鱼类不同组织中的累积特征；采用单因子污染指数（single factor pollution index，Pi）、均方根综合污染指数（comprehensive pollution index，PI）、目标危险系数（target hazard quotient，THQ）评价鱼肉的污染程度，判断食用安全性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2019 年5 月，在锦州、凌海、葫芦岛、兴城、绥中5 个市场分别购买大黄花鱼（Pseudosciaena crocea）、小黄花鱼（pseudosciaena polyactis）、带鱼（Trichiurus lepturus）、梭鱼（Sphyraenus）、鲈鱼（Lateolabrax japonicus）各20 条，置于-20 ℃冰箱保存备用。

1.2 试剂与仪器

220FS 原子吸收分光光度计（美国安捷伦）；PF6-2 原子荧光分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；CEM 空心阴极灯（美国培CEM）；微波消解仪（英国Buckingham）；Quintix125D-1CN 分析天平（广州深华生物技术有限公司）；单元素标准溶液（1 000 mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；硝酸（分析纯，德国Meker公司）；过氧化氢（分析纯，德国Meker公司）；超纯水（实验室自制）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备及测定

鱼解冻后测量体重和体长。去鳞，用剪刀和解剖刀分离鱼的肌肉、内脏、鳃、骨、皮。各种组织分别均匀打碎。称取1 g 样品置于管中，加入5 mL HNO3、2 mL H2O2和1 mL超纯水，微波消解法处理样品。消解冷却后，缓缓打开罐盖排气，少量水冲洗内盖，在超声水浴箱中脱气2～5 min，用超纯水稀释至50 mL。用原子吸收分光光度计测定溶液中Cd、Cr和Pb的A值，用原子荧光分光广度计测定溶液中Hg 的A 值，利用标准曲线回归方程计算各金属的含量。

1.3.2 评价方法

1.3.2.1 污染程度评价

用单因子污染指数法和均方根综合指数法评价海鱼肌肉内重金属的污染状况。单因子污染指数法评价某一金属元素的单一污染程度，公式如下：

式中：Pi为污染物的单因子污染指数；Ci为重金属浓度实际测量值；Si为评价因子的标准值。采用《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2012）中的限值作为评价标准值（Cd：0.1 mg/kg、Cr：2.0 mg/kg、Hg：1.0 mg/kg、Pb：0.5 mg/kg）。Pi＜0.2为正常背景值；0.2≤Pi＜0.6为轻微污染；0.6≤Pi＜1.0为污染；Pi≥1.0为重污染。

多种重金属的污染水平采用均方根综合污染指数进行分析，公式如下：

式中：PI为综合污染指数；Pi为该样品的单因子污染指数；n为金属种类。PI≤1.0 为无污染；1.0＜PI≤2.0 为轻微污染；2.0＜PI≤3.0为中度污染；Pi＞3.0为重污染。

1.3.2.2 健康风险评价

采用目标危险系数（THQ）评价鱼肉中重金属对人类健康的风险[5]。公式如下：

式中：C是重金属浓度[mg/kg·湿重（ww）]；FIR是鱼的消费量[71 g/（d·人）]；ED是暴露持续时间（70年）；EF是暴露频率（365 d/年）；BW是平均体重（成人63 kg）；RfD是平均口服参考剂量[Cd：0.001 mg/（kg·d）、Cr：0.003 mg/（kg·d）、Hg：0.000 1 mg/（kg·d）、Pb：0.003 5 mg/（kg·d）][6-10]；Atn是非致癌物的平均暴露时间（365 d/年×暴露年限，约为70年）；10-3是单位换算系数。THQs＜1时，表示对暴露人群的健康风险可接受；THQs＞1，表示存在非致癌健康风险[11]。

1.4 数据统计与分析

试验数据采用SPSS 18.0软件进行数据分析，用“平均值±标准差”表示。所有指标的检测均设有3 个重复（n=3）。

2 结果与分析

2.1 海鱼不同组织部位重金属分布特征（见表1）

由表1可知，金属Cd的含量趋势为内脏＞鳃＞骨和皮＞肌肉；Cr的含量趋势为骨＞鳃＞皮＞内脏＞肌肉；Hg的含量趋势为皮＞鳃、内脏、肌肉＞骨；Pb的含量趋势为骨＞皮＞鳃＞内脏＞肌肉。结果表明，海鱼鳃、皮、内脏的重金属含量高于肌肉。

表1 海鱼不同组织部位中重金属的含量Tab.1 The content of heavy metals in different tissues of marine fishs 单位：mg/kg·ww

2.2 海鱼肌肉中重金属污染指数（见表2）

表2 海鱼肌肉中重金属污染指数Tab.2 Heavy metal pollution indexes in the muscle tissue of marine fishes

由表2 可知，从单因子污染指数分析，Cr、Hg 是无污染；Cd和Pb 处于轻微污染。从综合污染指数分析，4种海鱼都未受到重金属的污染。

2.3 海鱼重金属安全性评价（见表3）

表3 海鱼肌肉组织THQs值Tab.3 THQs value of marine fish muscle tissue

由表1 可知，4 种海鱼肌肉中重金属含量未超过食品安全限量标准。由表3 可知，4 种海鱼肌肉中Cd、Cr、Hg、Pb的THQs值均小于1，说明消费者食用这4种海鱼不会带来明显的健康隐患。

3 讨论

海鱼富含人体必需的多种营养成分，是沿海居民十分重要的食物来源，每年消费量巨大。因此，评估海鱼的重金属污染状况和食用安全风险尤为重要。鱼类体内重金属来源主要包括：（1）体表渗透作用，可能由此导致皮中重金属含量高于肌肉；（2）腮膜吸附作用，鱼类通过腮吸收溶解在水中的氧，同时将溶解在水中的重金属离子吸收到体内；（3）饵料摄食，由内脏消化吸收[12-15]。进入鱼体内的重金属，参与体内的代谢过程，一部分组成鱼体的结构；一部分不易分解的重金属，根据其结构、性质等的不同，长期滞留在鱼体内不同的组织、器官中。如鱼体的镉，经化学作用后形成镉硫蛋白蓄积于肾、肝中；铅形成难溶性磷酸铅沉积于骨骼中[16-19]。本研究中，海鱼的鳃、内脏、骨等不可食用部分虽重金属含量较高，但对消费者造成的安全风险较小。

通过单因子污染指数的研究发现，辽西沿海地区海鱼肌肉中Cd、Pb为轻微污染。近年来，辽西沿海地区工农业生产和城市规模快速发展，人为造成的重金属污染物大量排入海洋，在海洋生物体内不断累积[20-21]。通过综合污染指数和目标危害系数的研究发现，4 种海鱼的肌肉组织未受重金属的污染，这4类海鱼不会对消费者造成食用健康风险，但食用时注意除去鳃、内脏、鳞等组织部位。