白石水库水体及鱼类体内典型重金属含量分析

2022-08-18张荣坤尹东鹏蔡志龙

吉林水利 2022年7期

张荣坤，赵文，张鹏尹东鹏蔡志龙

（1.大连海洋大学水产与生命学院，辽宁省水生生物学重点实验室，辽宁大连 210200；2.辽宁省水资源管理集团有限责任公司，辽宁沈阳 110116）

白石水库位于辽宁省北票市上园镇的大凌河干流，设计总库容16.45×108m3，是一座以防洪、灌溉、城市供水为主，兼顾发电、养鱼等综合利用的大型水利枢纽工程，每年可向阜新、锦州提供生活用水2.02×108m3，为辽河三角洲提供农业灌溉用水2.67×108m3[1-3]。

白石水库担负向下游城市、农业供水等社会任务，水质直接影响水库效益的发挥。由于附近没有工业和生活污染源向库内直接排放污染物，其污染物主要来自于入库河流。大凌河、凉水河和牤牛河是白石水库的主要入库水源，占入库流量的99%。据监测表明，大凌河、凉水河在汇入白石水库前水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类，牤牛河水质达到地表水环境质量Ⅲ类标准。大凌河水进入水库的污染总量占入库河流汇入污染物总量的确95.7%，因此，大凌河被认为是白石水库的主要污染源[4-5]。

目前，关于白石水库水体重金属的监测数据鲜有报道，尤其对水库中放养的鱼类体内重金属含量研究更少。本研究从2013 年9 月—2014 年9月，在白石水库各个干流及水库不同点位采集水样、鱼类样品，检测了典型重金属汞（Hg）、砷（As）、铅（Pb）、镉（Cd）、铜（Cu）共5 种重金属的含量，分析了水库重金属污染风险的现状，以期为水库水质管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 采集样品

样品分为水样和渔获物两类。水样采自水库上、中、下层水体，大凌河及牤牛河等流域，共18个点位。渔获物主要是水库的各种经济鱼类，包括团头鲂（Megalobrama amblycephala）、鲇（Silurus asotus）、黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、花魚骨（Hemibarbus maculatus）、鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、乌鳢（Channa argus）、青鱼（Mylopharyngodon piceus）、草鱼（Ctenopharyngodon idella）、鲤（Cyprinus carpio）、鲫（Carassius auratus）、鳙（Aristichthys nobilis）、鳜（Siniperca scherzeri）共12 个种类，共18 个样品（表1）。水样按照1%比例现场添加优级纯硝酸固定，随同渔获物带回实验室内保存待检。

表1 鱼类样品基本信息

1.2 样品处理

将鱼洗净去鳞，用滤纸吸干鱼体表面，取鱼肉0.2—0.5g（精确到0.0001g）置于聚四氟乙烯消解罐中，加入5mL 优级纯硝酸，加盖密封后放入微波消解仪，按照设定的微波消解程序进行消解，结束后将样品转移至容量瓶中，用超纯水定容至10mL 待检。水样经0.45μm 滤膜过滤后直接检测。试验所用器皿均用50%硝酸浸泡24h，超纯水冲洗干净，烘干后使用。

1.3 重金属检测

水样参照GB5750-2006《生活饮用水标准检验方法》检测[6]。鱼类样品参照GB/T 5009.17-2003[7]、GB/T 5009.11-2003[8]、GB/T 5009.12-2003[9]、GB/T 5009.15-2003[10]、GB/T 5009.13-1996[11]食品中汞、砷、铅、镉、铜的测定方法，采用北京海光AFS-230 E 型原子荧光光度计对汞、砷含量进行测定，采用日立Z-2010 型石墨炉原子吸收分光光度计测定铅、镉、铜的含量。

汞、砷、铅、镉、铜标准储备溶液浓度为1 000 μg/mL，由国家标准物质研究中心提供，以2%硝酸稀释配制成不同质量浓度的标准溶液用于测试。

1.4 评价标准

水质评价依据地表水环境质量标准GB3838--2002[12]和生活饮用水水源水质标准CJ3020-1993[13]。鱼类评价依据无公害食品水产品中有毒有害物质限量标准NY5073-2006[14]。

1.5 数据统计

所有数据以均值±标准差形式表示，应用Excel2007 软件建立数据库，对数据处理分析。

2 结果与分析

2.1 水库水体重金属含量分析

水库各个采样点位水体中5 种重金属的含量见表2。从5 种重金属含量的平均值来看，均低于生活饮用水水源水质标准CJ3020-1993[13]的限量值。按照地表水环境质量标准GB3838-2002[12]，5种重金属含量介于Ⅱ—Ⅳ类水范畴。

表2 白石水库不同样站水体重金属含量

2.2 水库鱼体重金属含量分析

依据无公害食品水产品中有毒有害物质限量标准NY5073-2006[14]，对鱼类体内Pb、Cd、Cu 的限量值分别为≤0.5mg/kg、≤0.1mg/kg、≤50mg/kg ；对甲基汞的限量值是≤0.5mg/kg （非肉食性鱼类），≤1.0mg/kg（肉食性鱼类）；对无机砷的限量值是≤0.1mg/kg 。标准中未对总汞、总砷含量做出规定，一般是根据总汞、总砷含量是否超过限量值，超过之后可以进一步检测甲基汞、无机砷的含量，再根据限量值做出判断。

本研究表明，12 种鱼类中，团头鲂、鲇、鳙3 种鱼类的Pb 含量分别为0.79、1.06 和2.54mg/kg，明显超出了限量值0.5mg/kg（图1）。其他鱼类Pb 含量均在限量值以下或未检出。

图1 白石水库鱼体的Pb 含量

12 种鱼类中，团头鲂、鳜、鳙、乌鳢四种鱼类的Cd 含量分别为0.14、0.21、0.15 和0.15mg/kg，超出了限量值0.1mg/kg（图2）。其他鱼类Cd 含量均在限量值以下或未检出。

图2 白石水库鱼体的Cd 含量

12 种鱼类中，鲇、黄颡鱼、鳜、花魚骨、乌鳢、青鱼等属于肉食性鱼类，其他均为草食性或杂食性。结果表明，上述6 种肉食性鱼类的总汞含量分别为3.65、1.00、1.09、0.97、2.86 和0.61mg/kg，仅青鱼低于肉食性鱼类甲基汞限量值1.0mg/kg。汞在鱼体内通过生物转化作用，主要以甲基汞形式长期贮存，半衰期较长难以排出。总汞含量高，说明这4 种鱼受到Hg 污染的可能性较高，尤其是鲇、乌鳢，应进一步检测其甲基汞含量以确认（图3）。

图3 白石水库鱼体的Cu 含量

与之类似，团头鲂、鲫、鳙、鲢、鲤、草鱼6 种鱼类总汞含量分别为0.38、1.18、0.71、0.60、0.59 和0.91mg/kg，仅团头鲂低于非肉食性鱼类甲基汞限量值0.5mg/kg。说明其他5 种非肉食性鱼类受同样存在Hg 污染风险（图4）。

图4 白石水库鱼体的Hg 含量

12 种鱼类Cu 含量均在限量值以下，说明鱼类未收到Cu 污染。12 种鱼类中，鲇、鳙两种鱼类的总砷含量分别为0.13、0.02mg/kg，仅鲇略微超出了无机砷限量值0.1mg/kg，其他鱼类均未检出。说明水库鱼受As 污染可能性较低（图5）。

图5 白石水库鱼体的As 含量

3 讨论

参照GB5750-2006 对水样开展检测[6]，参照GB/T 5009.17-2003[7]、GB/T 5009.11-2003[8]、GB/T 5009.12-2003[9]、GB/T 5009.15-2003[10]、GB/T 5009.13-1996[11]对鱼类样品中汞、砷、铅、镉和铜进行检测，并采用地表水环境质量标准GB3838-2002[12]和生活饮用水水源水质标准CJ3020-1993[13]对水质评价，采用无公害食品水产品中有毒有害物质限量标准NY5073-2006[14]对鱼类评价，检测和评价结果显示，5 种重金属含量的平均值均低于生活饮用水水源水质标准的限定值，并且介于地表水环境质量标准中的Ⅱ—Ⅳ类水范畴，这说明白石水库水质优良，可作为优良的水源供应水库，而鱼类重金属情况则应引起重视，团头鲂、鲇和鳙存在Pb 污染风险，团头鲂、鳜、鳙和乌鳢存在Cd 污染风险，鲇、黄颡鱼、鳜、花魚骨、乌鳢受到Hg 污染的可能性较高，6 种鱼类受Cu 和As 污染可能性较低，白石水库检测的多种鱼体内Pb、Cd 超标，而重金属可通过生物富集作用随食物链传递至人体内，对人体机能产生严重伤害[15]，白石水库作为主要的渔业产区，其潜在的重金属毒理学风险应予以重视，其原因可能是水库自身的地质风化作用以及地表径流[15-18]，因此需要进一步查明原因和降低在水库水体和鱼体中的潜在生态风险，进而确保水源地水质和水产品安全。