樂清灣圍塘中重金屬在貝類中的富集分布

徐衡　黃嬌　鄭智溢　林安娜

摘要：以樂清灣四個典型水產品綜合養殖圍塘為研究基地，分別測定水體、沉積物和貝類生物體中鎘、鉻、鉛、汞、砷5種重金屬的分布、富集情況，開展三者間的相關性研究，并對不同貝類生物體對水體重金屬富集吸收能力進行比較分析。結果表明，貝類中鎘、鉻、鉛、汞、砷含量均符合無公害水產品要求。以生物富集因子（BCF）來表征貝類對水體中重金屬的富集能力，研究發現：泥蚶、縊蟶、青蛤對鎘、砷的富集能力較強，其富集系數分別為：967.7，193.5，161.3和687.5，1 218.8，1000?？O蟶對砷的富集系數最高。

關鍵詞：重金屬；海洋經濟貝類；風險評估；富集

近年來，隨著社會發展、經濟進步，人們對健康日益重視。水產品營養豐富，味道鮮美，一直深受人們的喜愛，人們對其品質的要求也逐漸提高。重金屬污染廣泛存在于我國的河流、湖泊及其底部的淤泥之中，主要受工業化進程、生活污水等影響，直接影響水產品品質。樂清市是浙江省重要的水產品養殖區域，其圍塘養殖區域大多分布于樂清灣和河口附近，此水域是沿海陸源污染物和海上排污的主要收納場所。隨地表徑流進入沿海水體的重金屬，污染局部海域水質，聚積于淤泥之中，并且易于在水產品體內富集，是水產品質量和安全的潛在威脅。當人們食用重金屬含量超標的水產品后，重金屬會在人體內積累，不易排出，從而導致急、慢性疾病或產生遠期危害，如20世紀60年代，日本的“骨痛病”、“水俁病”等均是重金屬污染引起的。

貝類是樂清市沿海海域的重要養殖品種，深受廣大群眾的喜愛。然而，貝類的濾食性具有固著性特點，自身用于代謝的混合氧化系統存在缺陷，對多種富集于體內的化合物的釋放速率與魚類和甲殼類相比較為緩慢，從而導致其體內重金屬含量較高。Han等對臺灣水產品受砷污染的調查發現，貝類受砷污染的程度要高于其他水產品。因此，分析貝類生物體與養殖環境中重金屬的分布狀況，研究貝類生物體對重金屬的吸收、富集機制，治理海洋環境污染，對于保障貝類產品質量安全具有重要意義。

我們選取產量較高的泥蚶（Tegillarca granosa）、縊蟶（Sinonovacula constricat canar-ck）、青蛤（Cyclina sinensis），分別代表蚶類、蟶類和蛤類，用于研究貝類產品中重金屬的富集情況。實驗的重金屬選取目前食品安全中關注度較高五種重金屬：鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、砷（As）和汞（Hg）。

1材料與方法

1.1供試樣本

供試樣本采自浙江省樂清市樂清灣圍塘養殖區域的四處圍塘，所在地分別為雁蕩鎮、清江鎮、虹橋鎮和翁垟街道。四處圍塘均為2 hm²左右的海水養殖圍塘，采集圍塘內水體、沉積物和貝類生物體（泥蚶、縊蟶、青蛤），水體采樣層次為表層1m左右，在水體同站位采集沉積物，采樣層次為30 cm左右，生物體隨機采集。每個養殖區采集水體2組64個、沉積物2組64個、生物體3組96個（泥蚶35個、縊蟶32個、青蛤29個），共采集樣本數224個。

1.2采樣方法

使用有機玻璃采水器采集水體三份，各1 L，立即酸化固定后送至實驗室檢測。第一份加硫酸至pH<2于細口瓶中，用于測定汞含量；第二份使用0.45/zm濾膜過濾后，加硫酸至pH<2于細口瓶中，用于測定鉻、砷含量；第三份使用0.45μm濾膜過濾后，加硝酸至pH<2于細口瓶中，用于測定鉛、鎘含量。

使用抓斗式采泥器采集沉積物兩份，各500g。第一份放人已洗凈的聚乙烯袋中，扎緊袋口，用于測定鉛、鎘、鉻、砷含量；第二份放人廣口瓶中，用于測定汞含量。

用鐵把手采集貝類生物體1.5 kg，在現場用海水沖洗干凈后，放人雙層聚乙烯袋中，用于測定鉛、鎘、鉻、砷、汞含量。

1.3研究方法

水體中重金屬含量依據《海洋監測規范第4部分：海水分析》（GB 17378.4）進行測定。

沉積物經過100 g烘干、研磨、過篩后，依據《海洋監測規范第5部分：沉積物分析》（GB17378.5）測定其重金屬含量。

生物樣取可食部分，依據《食品衛生檢驗方法理化部分》（GB/T 5009.11、GB 5009.12、GB/T5009.15、GB/T 5009.17、GB/T 5009.123）測定其重金屬含量。

鉛、鎘、鉻采用無火焰原子吸收分光光度法進行測定分析。

汞和砷采用原子熒光法進行測定分析。

2結果與分析

2.1水體、沉積物中的重金屬含量檢測結果

水體、沉積物中的重金屬含量檢測結果如表1所示。由表可知，水體和沉積物中均有檢測出鎘、鉻、鉛、汞和砷。參照NY 5052—2001《海水養殖用水水質》和GB 18668—2002《海洋沉積物質量》，我們發現，除了翁垟街道水體中汞含量達0.000 31 mg/L，為限量值的1.55倍，其他水體中重金屬含量全部符合標準。沉積物中重金屬含量全部符合第三類標準要求。

2.2貝類生物體中的重金屬含量檢測結果

貝類生物體中的重金屬含量檢測結果如表2所示，貝類生物體中均有重金屬檢測出，但是含量較低，均符合GB 2762—2012《食品中污染物限量》標準的要求。所選貝類產品汞含量最低，測定值在0.003 5～0.003 8 mg/kg之間，遠低于限量值。其他重金屬在貝類產品中的含量相對較高，其中砷含量最接近限量值，測定值為0.22～0.39mg/kg之間，各水產品中砷含量從多到少依次為縊蟶>青蛤>泥蚶，可能是貝類生物體對環境中的砷具有一定的生物富集作用。不同貝類中鉻含量和鉛含量比較接近，鎘含量具有明顯差異，其中泥蚶鎘含量最高，測定值為0.3 mg/kg，低于貝類產品中鎘的限量值。由此可見，所選貝類產品重金屬含量均未超過限量值，全部符合無公害水產品的質量要求。

2.3貝類生物體與水體、沉積物中重金屬含量的相關性分析

分別對水體、沉積物及貝類的所有樣本進行重金屬含量測定，分析發現，貝類中鎘、鉛、砷含量與水體中鎘、鉛、砷的含量呈低度相關，與鉻、汞不相關；貝類中砷含量與沉積物中砷含量呈中度相關，與汞呈低度相關，與鎘、鉻、鉛不相關，相關系數如圖1、圖2所示。

2.4不同貝類生物體對重金屬的富集情況分析

根據表1數據進行進一步分析，我們發現水體中鉻、鉛含量明顯高于鎘、砷、汞，其含量從高到低依次為鉻>鉛>砷>鎘>汞，而貝類體內重金屬含量從高到低依次為砷>鉻>鎘>鉛>汞，并無明顯相關性。同時我們還發現，鉛在環境中含量相對較高，而貝類體內卻相對較低，因此我們推斷貝類在濾食過程中被動地攝入鉛，在一定程度上形成了富集，但由于貝類對鉛存在某種排泄機制，能夠有效驅使鉛排出體外，從而降低鉛含量。與鉛相反的是重金屬砷，砷在環境中含量較低，但在貝類體內最高，因此我們推斷貝類對重金屬砷的富集能力最強。

為了更準確地描述貝類對重金屬的富集吸收能力，我們選擇生物富集因子（BCF）作為表征手段（BCF=生物體中重金屬濃度/水體中重金屬濃度）。計算得到貝類生物體對重金屬的BCF值（表3）。數據分析結果表明，貝類對重金屬有不同程度的富集吸收能力，對鉻、鉛、汞的富集能力比較接近，相對較低，對鎘的富集能力相對較強，對砷的富集能力最強，其中縊蟶對砷的富集系數最高，達1218.8倍。

3結論與討論

根據NY 5052—2001《海水養殖用水水質》、GB 18668—2002《海洋沉積物質量》以及GB 2762—2012《食品中污染物限量》三個標準分別對水體、沉積物和貝類生物體判定，結果顯示，除了翁垟街道水體中汞含量達0.000 31 mg/mL，為限量值的1.55倍，其他水體、沉積物、貝類產品全部符合標準。

貝類是濾食性動物，水體中的重金屬以離子狀態存在或吸附在有機體和有機顆粒表面，在貝類濾食過程中被攝入，形成重金屬在貝類體內的富集。本文研究表明，貝類中鎘、鉛、砷含量與水體中鎘、鉛、砷的含量呈低度相關，與鉻、汞不相關；貝類中砷含量與沉積物中砷含量呈中度相關，與汞呈低度相關，與鎘、鉻、鉛不相關。

我們還發現，貝類對重金屬有不同程度的富集吸收，以生物富集因子（BCF）為表征手段可知，貝類對砷的富集能力最強，其中縊蟶對砷的富集系數最高，達1218.8倍。砷的毒性和化學性質與其形態有關，研究表明無機砷的毒性遠大于有機砷，而且三價砷的毒性大于五價砷的毒性。砷主要是通過阻止含鄰位巰基的酶或在ATP形成過程中取代磷酸鹽，破壞磷?；饔?，從而危害生物體的健康。貝類對鎘的富集能力相對較強，但有較大差異，其中泥蚶對鎘的富集系數為967.7倍。鎘被人類攝人后，很難排出體外，會造成人體內鈣的大量流失，引起骨質疏松等病癥。另外，眾多研究報道均表明，重金屬在水生生物體內不同組織的富集量存在顯著差異，其中腎臟、肝臟等是重金屬重要的靶器官。因此，從飲食安全的角度來講，要注意去除內臟，食用肌肉部分。

綜合以上結果分析，不同貝類對不同的重金屬表現出不同的富集效果。泥蚶對鎘的富集作用最為明顯，而且比值最大；縊蟶對砷、鉛的富集作用最明顯，砷比值較大，鉛比值較??；青蛤對鉻的富集作用最明顯，但是比值不大；三種貝類對汞的富集作用相差不大，而且比值都較小。因此，環境中的鎘、砷、鉻對貝類食品安全的威脅比鉛、汞更大，應該對此引起足夠的重視。就汞在貝類體內富集而言，其富集程度要遠低于鎘、鉛、鉻、砷，這可能與水體中含量較低有一定關系，還需要在試驗中進一步證實。