养殖鱼体中重金属污染状况评价

何 琳，江 敏，2，戴习林，李世凯

（1.上海海洋大学水产与生命学院，上海201306；2.水域环境生态上海高校工程研究中心，上海201306）

随着人们生活水平的提高和环境污染的日趋严重，人们对无公害食品的要求越来越高。水产品重金属污染在世界范围来说都是一个较普遍的食品安全问题，在国内外均出现了水产品受重金属污染并超出食品安全标准却仍然作为可食用食品销售的情况[1-2]。通常水产品中需要重点监测的重金属项目有铜（Cu）、铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、砷（As）和汞（Hg），其中As属于类金属，但常将其纳入重金属类加以考虑。浓度超标的重金属离子常常扰乱水产动物的正常生命活动，引起养殖对象的中毒和死亡，严重影响了水产养殖业的发展；而残留在水产品中的重金属随着食物链的富集放大，对人体健康和生态环境都会构成严重的威胁[3]。团头鲂（Megalobrama amblycephala）即鳊鱼，性情温顺，适应性强，属草食性鱼类，肉质细嫩，味道鲜美，是我国主要淡水养殖鱼类之一。鲫鱼（Carassius auratus）个体大，生长快，属杂食性鱼类，易受水中各种物质直接影响，对其进行研究分析可以较好地掌握淡水鱼的污染状况。因此，本实验于上海郊区两个团头鲂、鲫鱼标准化养殖场展开研究，监测其水产品中Cu、Pb、Cd、Cr、As和Hg的含量，利用单项污染指数和综合污染指数法评价水产品重金属污染程度，结合对其养殖环境中重金属含量的检测数据，定量剖析各种重金属的富集情况，并就重金属污染危害及国内外水产品中重金属安全限量标准展开对比，旨在更好地揭示养殖系统污染程度，促进环境卫生状况的提升，并为水产品食品卫生标准中重金属含量的限定提供有益的资料。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

团头鲂（Megalobrama amblycephala） 上海松江区某团头鲂养殖场；鲫鱼（Carassius auratus） 上海金山区某鲫鱼养殖场。

石墨炉原子吸收分光光度计（TAS-990G） 北京普析通用仪器有限责任公司；双道原子荧光分光光度计（HG-AFS） 北京吉天仪器有限公司。

1.2 样品采集与分析

1.2.1 样品采集 本实验于2011年7～11月在上海松江区某团头鲂养殖场（池塘A、B、C）和金山区某鲫鱼养殖场（池塘E和F）进行。期间每月采集一次鱼样，共计5次。通过撒网的方式从鱼塘中捕鱼，每口池塘随机采集三条，穿刺活鱼大脑使其立即死亡，然后用纱布轻轻擦干鱼体表，去皮，剔取脊椎两侧两块背肌，洗净后用滤纸吸干残留水分，装入保鲜袋中，冰镇带回实验室做进一步分析处理。实验结果为三块鱼肉样的平均值。

1.2.2 分析方法 本实验共测定Cu、Pb、Cd、Cr、As和Hg六种重金属。其中，Cu、Pb、Cd、Cr经由石墨炉原子吸收分光光度法测定，As和Hg经由双道原子荧光分光光度法测定，其前处理及测定方法均按照国家标准[4-9]严格执行。

为计算鱼肌肉中的重金属富集系数Ax，本实验同时测定相应水样中的重金属含量，水样前处理严格按照《无公害食品淡水养殖用水水质》标准推荐方法执行，上机测定方法同肌肉样。

式中，C1为鱼肉中重金属含量（mg·kg-1）；C2为水体中重金属含量（mg·L-1）。

1.3 评价标准和评价方法

1.3.1 评价标准 采用《GB 18406.4-2001农产品安全质量无公害水产品安全要求》和《GB 2762-2005食品中污染物限量》标准对两种鱼肌肉中的重金属污染状况进行评价。

1.3.2 评价方法 采用单项污染指数和综合污染指数法[10]对水产品重金属污染状况进行评价，其中单项污染指数计算公式如下：

式中，Ii为重金属元素i的污染指数；Ci为重金属元素i的实测浓度；Si为重金属元素i的限量标准值；当Ii≤0.5表明未受该因子污染；当0.5＜Ii≤1时，表明开始受到该因子污染；当Ii＞1时，表示已经受到污染；Ii值越大，受污染程度越严重[11]。

综合污染指数计算公式为：

式中，Iav为平均污染指数，Imax为最大单项污染指数，根据表1对水产品进行重金属污染等级划分。

平均污染指数的计算公式为：

式中，n为样本量，本实验中n=6。

2 结果与分析

2.1 养殖鱼体中重金属含量与评价

本实验测定的各重金属中，Cu和Cr含量较高，且Cu的含量高于Cr的含量，其余各重金属含量相当。池塘A、B和C团头鲂肌肉中Cu含量分别为（3.53±0.26）、（3.47±0.62）、（3.55±0.58）mg·kg-1，Cr 含 量 分 别 为（0.26±0.03）、（0.26±0.05）、（0.27±0.00）mg·kg-1；池塘E和F鲫鱼肌肉中Cu含量分别为（2.51±0.39）、（2.65±0.22）mg·kg-1，Cr含量分别为（0.19±0.06）、（0.18±0.07）mg·kg-1。统计分析表明，各养殖塘鱼肌肉中同种重金属含量间无显著差异。

本实验团头鲂和鲫鱼肌肉中Cu、Pb、Cd、Cr和Hg含量符合《无公害水产品安全要求》，As含量符合《食品中污染物限量》标准。池塘A、B、C、E和F中各重金属元素单项污染指数均小于0.5，表明养殖品种并未受到Cu、Pb、Cd、Cr、As和Hg的污染；其综合污染质量指数分别为0.1、0.1、0.2、0.1和0.1，属于清洁水平，具体测定结果见表2（5次采样数据的平均值）。

2.2 重金属在水产品中富集程度

水产养殖过程中需要大量的水资源供给和交换，一些重金属也随之进入养殖水体。同时，渔药的使用[13]，饲料[14]的投入也使得水体中重金属含量增加。而重金属在环境中无法降解，一旦进入养殖环境中便通过食物链在水产品体内富集放大，对食品安全构成严重威胁。

本实验中，团头鲂和鲫鱼对Cu、Pb、Cd、Cr、As和Hg都有较强的富集能力，其中对Cu的富集能力最强，其次是对Cr。团头鲂对Pb、Cd、Cr和Hg的富集能力要强于鲫鱼，对Cu和As的富集能力弱于鲫鱼（见表3）。对比其他人关于几种淡水鱼肌肉对各重金属富集系数的研究发现，同种鱼在不同养殖环境下，对同种重金属的富集系数不同，表明养殖环境对养殖品种的富集能力影响较大；而同一养殖环境不同水产品其重金属富集能力也不相同。

3 讨论

3.1 水产品对重金属富集能力对比

不同水产品对重金属的富集能力不一样。阮金山等[17]对福建兴化湾海域的鱼类、虾类和贝类重金属展开调查，发现水产品体内重金属含量差别依次是贝类＞虾类＞鱼类，其中贝类重金属富集系数最高达到鱼类的8896倍，虾类重金属富集系数最高达到鱼类的4109倍，这主要跟水产品的养殖环境及生活习性[18]有关。譬如贝类，它们是滤食性生物，又较多地生长生活在受污染的河口区及沿海岸，在大量滤食食物颗粒的过程中也被动地积累了包括重金属在内的环境污染物，因此其重金属含量较高[19]。

水产品对不同种重金属的富集能力也不相同。刘媛媛等[20]对洋口港水产品重金属状况调查发现，生物体对Cu和Pb的富集系数表现为甲壳类＞贝类＞鱼类；对Cd的富集系数表现为贝类＞甲壳类＞鱼类；对As的富集系数表现为鱼类＞贝类＞甲壳类；对Hg的富集系数表现为鱼类＞甲壳类＞贝类。

此外，生物体的不同组织器官对某种重金属的积累具有高度的选择性。刘丽等[21]发现鲫鱼幼鱼内脏重金属的富集能力明显高于肌肉部位，其肝脏的富集量是肌肉十几倍之多。马桂云等[22]也发现Cu和Pb在鲫鱼体内的分布为内脏＞鳃＞肌肉。不仅是鲫鱼，众多研究报告[16，23]都表明，水产品的不同组织器官，其重金属富集能力不同。这是因为鱼体内各组织器官生理功能、代谢水平均存在差异。重金属进入鱼体内的主要途径是通过饵料摄取、体表渗透、鳃膜吸附以及肠的消化作用等，因此肝胰脏、肠、鳃、鳞片积累的重金属比肌肉的多。本实验只测定了养殖鱼体可食用部分即肌肉中的重金属含量，今后将进一步研究肝、胰、肾等解毒和排泄器官中重金属的蓄积情况。

3.2 国内外水产品中重金属安全限量比较

我国是世界水产品生产大国，向150多个国家（地区）出口水产品，欧盟是我国水产品四大出口市场之一。但是由于药物残留、重金属污染等质量问题的制约，我国水产品的出口屡遭欧盟技术性贸易壁垒，这给我国水产的贸易带来巨大经济损失。为了保证我国水产品出口顺利通过检测，减少不必要的损失，必须先了解掌握欧盟对水产品安全卫生项目的要求，有计划有目的地实施健康养殖和水产品加工，以适应国际贸易环境，保护我国水产业的健康发展。

我国与欧盟各类食品中的重金属限量标准并不统一，与国际上通用的食品法典标准（CAC标准）也有出入（见表4）。据统计，目前国家标准与CAC标准的总体符合率仅为23%，行业标准的符合率更低，而发达国家在制定标准时很注重与国际标准接轨，在欧美国家和日本采用国际标准已在90%以上[24]。就水产品中重金属限量方面，我国安全卫生限量标准数目多，过于分散，限定也较为简单笼统，欧盟安全卫生技术法规则较为系统全面；并且我国标准诸如Pb指标限定不及欧盟和CAC标准严格，有可能不能满足国际贸易要求；此外，受体制和国情制约，我国标准不能适时修订，而欧盟技术法规则随着科学技术的发展在不断地修订，因此更加科学合理，更能够及时反映社会经济发展的要求[25]。尽管如此，我国的标准水平并不落后，像诸如Cu以及多种农药指标也进行了限定，这是欧盟所没有的。我们应当全面看待我国的标准水平，继续传承保持好的部分，同时借鉴学习国外优秀的技术方法，制定出适合我国国情并与国际贸易接轨的水产品安全限量标准。

4 结论

实验鱼肌肉中Cu、Pb、Cd、Cr和Hg含量符合《无公害水产品安全要求》，As含量符合《食品中污染物限量》标准，分析表明养殖品种并未受到Cu、Pb、Cd、Cr、As和Hg的污染，属于清洁水平。团头鲂和鲫鱼对Cu、Pb、Cd、Cr、As和Hg都有较强的富集能力，其富集系数分别为459、14、17、263、1、24和755、3、8、185、6、23，其中两种鱼对Cu的富集能力最强，其次是对Cr。团头鲂对Pb、Cd、Cr和Hg的富集能力要强于鲫鱼，对Cu和As的富集能力弱于鲫鱼。

我国与欧盟各类食品中的重金属限量标准并不统一，跟国际上通用的CAC标准也有出入，我们应当继续传承保持好的部分，同时借鉴学习国外优秀的技术方法，制定出适合我国国情并与国际贸易接轨的水产品安全限量标准，切实增强我国水产养殖业在国际市场上的竞争力。

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