重金屬Cd與Cu在克氏原螯蝦體內(nèi)富集與釋放規(guī)律

張振燕，張美琴，吳 瑛，吳光紅,*

重金屬Cd與Cu在克氏原螯蝦體內(nèi)富集與釋放規(guī)律

張振燕1,2，張美琴1,2，吳 瑛3，吳光紅1,2,*

（1.江蘇省水產(chǎn)質(zhì)量檢測中心，江蘇 南京 210017；2.江蘇省淡水水產(chǎn)研究所，江蘇 南京 210017；3.南京市婦幼保健院，江蘇 南京 210004）

研究克氏原螯蝦分別在Cd2+質(zhì)量濃度為0、0.05、0.10 mg/L和Cu2+質(zhì)量濃度為0、0.5、1.0 mg/L的單一水環(huán)境中暴露時，肝胰腺、鰓和肌肉對Cd和Cu的生物富集和釋放特性。通過非線性擬合得到克氏原螯蝦對Cd和Cu的生物富集動力學(xué)參數(shù)：富集速率常數(shù)k1、排出速率常數(shù)k2、生物富集系數(shù)（bioconcentration factors，BCF）和生物半衰期（T1/2），并得出理論富集平衡狀態(tài)時生物體內(nèi)Cd和Cu富集量（ρAmax）。結(jié)果表明：克氏原螯蝦的肝胰腺和鰓對水體中Cd2+和Cu2+都有很強(qiáng)的富集特性，且富集量與富集時間、水體中Cd2+和Cu2+的質(zhì)量濃度成正相關(guān)；肌肉組織中富集規(guī)律則不明顯。同種重金屬在不同組織中的富集量不同，即重金屬富集具有組織選擇性：在分別含Cd2+和Cu2+的水體中暴露實驗9 d后，3 種組織對Cd的富集量順序為鰓＞肝胰腺＞肌肉；對Cu的富集量順序為肝胰腺＞鰓＞肌肉?？耸显r對Cu和Cd的富集代謝都較緩慢，暴露9 d仍未達(dá)到穩(wěn)定?？耸显r體內(nèi)Cd和Cu的BCF范圍分別約為2～207、3～226；T1/2分別約為3～29、7～36 d；在理論平衡狀態(tài)下，鰓、肝胰腺和肌肉中Cu和Cd的ρAmax隨著環(huán)境中Cu2+和Cd2+質(zhì)量濃度的增大而增大，且呈正相關(guān)。

克氏原螯蝦；Cu；Cd；富集；釋放

近年來，隨著環(huán)境污染的加劇，大量重金屬被排入江河湖泊中，導(dǎo)致水質(zhì)惡化嚴(yán)重[1]，同時受到重金屬污染的水產(chǎn)品通過食物鏈傳遞給食用者，對人體健康產(chǎn)生很大的危害。克氏原螯蝦作為一種特色水產(chǎn)品，其重金屬超標(biāo)問題也逐漸受到人們的重視。重金屬污染物通過鰓或者攝食過程進(jìn)入蝦體內(nèi)，會在肝臟、肌肉、鰓和外殼等組織中呈現(xiàn)不同程度的富集[2-6]。研究發(fā)現(xiàn)，Cu和Cd等重金屬產(chǎn)生較強(qiáng)的毒性效應(yīng)[7]，朱玉芳等[3]發(fā)現(xiàn)克氏原螯蝦3 種組織的超氧化物歧化酶活性受Cu、Cd的影響而降低，DNA受Cu、Cd的影響發(fā)生明顯的斷裂現(xiàn)象。孫振中等[8]在研究污染因子對克氏原螯蝦的影響中指出，克氏原螯蝦體內(nèi)重金屬殘毒量受季節(jié)影響不明顯，不同規(guī)格的克氏原螯蝦體內(nèi)重金屬差異也不明顯。對克氏原螯蝦重金屬急性毒理學(xué)實驗得出克氏原螯蝦對Cu2+和Cd2+的耐受力很強(qiáng)，Cu2+96 h半致死劑量為28.6 mg/L，Cd2+為7.73 mg/L[8]，所以研究克氏原螯蝦對不同重金屬的富集釋放規(guī)律非常重要。

本實驗研究了克氏原螯蝦3 種組織在不同Cd2+、Cu2+重金屬暴露質(zhì)量濃度條件下的富集釋放特性，可為我國克氏原螯蝦的安全養(yǎng)殖和質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)，對了解Cu、Cd在克氏原螯蝦體內(nèi)的分布、富集、遷移以及環(huán)境保護(hù)具有重要意義，同時為保證消費(fèi)者的健康提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

克氏原螯蝦，采自盱眙滿江紅龍蝦產(chǎn)業(yè)科技園，體長（7.6±1.5）cm，體質(zhì)量（16.5±2.5）g。實驗前用養(yǎng)殖實驗用水養(yǎng)殖4 d，挑選健康的克氏原螯蝦作為實驗動物。養(yǎng)殖實驗用水：主要離子質(zhì)量濃度為ρNa+=33 mg/L、 ρCa2+=71 mg/L、ρK+=18 mg/L、ρMg2+=15 mg/L、112 mg/L、Cd本底質(zhì)量濃度3.98×10-4mg/L，Cu本底質(zhì)量濃度3.38×10-3mg/L。水溫（27.2±3.0）℃。養(yǎng)殖用實驗池：水泥池尺寸為2.5 m×1.7 m×1.0 m，配有充氣泵與進(jìn)、出水管，實驗前經(jīng)清洗暴曬消毒處理，池上配有黑色遮陽膜。飼料中Cd本底含量0.11 mg/kg，Cu本底含量5.1 mg/kg。

CuSO4、CdCl2、Mg(NO3)2、NH4H2PO4、濃硝酸、雙氧水均為分析純，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SOLAAR M6 AA石墨爐原子吸收光譜儀 美國熱電儀器公司；ETHOS1微波消解儀 意大利Milestone公司；Elix-5+Milli-Q超純水儀 美國Millipore公司；METTLER PL403電子天平 梅特勒-托利多公司。

1.3 方法

根據(jù)國內(nèi)關(guān)于重金屬Cu和Cd的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)分別為1.0、0.1 mg/L，參考GB 11607—1989《國家漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》對Cu和Cd含量的規(guī)定，設(shè)計Cu2+和Cd2+的暴露質(zhì)量濃度。其中Cu2+暴露實驗質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0 mg/L； Cd2+暴露實驗質(zhì)量濃度分別為0.05、0.10 mg/L。同時分別設(shè)空白對照組（0.0 mg/L）。

1.3.1 樣品采集

本實驗分為富集和釋放兩個階段。實驗在經(jīng)過清洗和暴曬的水泥池中進(jìn)行。富集過程9 d，釋放過程6 d，合計15 d。富集實驗開始時，每個水泥池中放入100 只經(jīng)過暫養(yǎng)的健康克氏原螯蝦，加入1 275 L含有不同重金屬質(zhì)量濃度的實驗用水。富集實驗階段，每天上午9：00從各水泥池中隨機(jī)取6 只克氏原螯蝦，雌雄各半，分組織器官分別制樣。第9天取樣結(jié)束后將實驗用水排出，清洗水泥池，同時注入普通實驗用水，進(jìn)入釋放實驗階段，該階段取樣時間和方法與富集階段相同。整個實驗過程中，水體24 h充氧，每2 d檢測水泥池內(nèi)養(yǎng)殖水體的重金屬質(zhì)量濃度，如果變化明顯及時換水。為減少飼料對克氏原螯蝦富集重金屬的影響，選擇低目標(biāo)重金屬含量的飼料作為克氏原螯蝦的食物，每天少量喂食（按克氏原螯蝦每天攝食自身體質(zhì)量的3%～5%計算），以維持克氏原螯蝦的生長所需，經(jīng)檢測，實驗期間飼料的影響可以忽略不計。另外，實驗期間及時清除死亡的克氏原螯蝦。

1.3.2 樣品制備

取樣后首先稱質(zhì)量，用清水沖洗蝦體，然后用清洗過的不銹鋼剪刀將蝦體的腹部與頭胸部分離開，剪開腹部甲殼，用不銹鋼鑰匙刮取肌肉，剪開并去除頭胸部堅硬的外殼，用鑰匙小心挑出肝胰臟，用鑷子撕下兩側(cè)的腮，最終得到克氏原螯蝦肌肉、肝胰臟、腮三部分組織器官樣品。每池中的6 只克氏原螯蝦的同一組織合并為一組混勻，分別裝袋冷凍保存，待檢測。

1.3.3 前處理及檢測

樣品前處理采用微波消解法。用電子天平準(zhǔn)確稱取待測樣品0.50 g于聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL濃硝酸、2 mL超純水和1 mL過氧化氫，加外罐密閉后置于微波消解儀中消解，待冷卻后將內(nèi)罐取出，在電熱板上趕酸至近干，用去離子水轉(zhuǎn)移至50 mL試管中，定容至25 mL[9]，待測?？耸显r樣品中Cd富集量的檢測方法參照GB/T 5009.15—2003《食品中Cd的測定》，Cu富集量的檢測方法參照GB/T 5009.13—2003《食品中Cu的測定》。

1.3.4 實驗應(yīng)用模型

生物體從環(huán)境中吸收并積累污染物，其體內(nèi)積累的污染物可以達(dá)到環(huán)境中的幾倍甚至幾萬倍。目前污染物在生物體和水體中分配過程可以用雙箱模型[10-11]描述，其中富集釋放過程可用一級動力學(xué)過程進(jìn)行描述。其主要描述如圖1及式（1）～（7）所示。

圖1 生物富集雙箱動力學(xué)模型Fig.1 Model of two-compartment bio-concentration

其中k1為生物富集速率常數(shù)，k2為生物排出速率常數(shù)，kV為水體的揮發(fā)常數(shù)，kM為生物的代謝速率常數(shù)，ρw為水體金屬質(zhì)量濃度/（mg/L），ρA為生物體內(nèi)重金屬富集量/（mg/kg）。

在公式的推導(dǎo)過程中，忽略水體中重金屬的自然揮發(fā)及生物體的代謝。

則由公式（2）得：

富集階段（0＜t＜t*）

釋放階段（t＞t*）

式中：t為實驗進(jìn)行的時間/d；t*為富集階段結(jié)束的時間/d；ρ0為實驗開始前生物體內(nèi)重金屬含量/（mg/kg）。

由公式（3）、（4），通過非線性擬合得到k1、k2。理論中，富集達(dá)到平衡狀態(tài)下，可以得到生物富集動力學(xué)參數(shù)，其中生物富集系數(shù)（bioconcentration factors，BCF）、生物學(xué)半衰期（T1/2）和生物體內(nèi)重金屬富集量（ρAmax）用公式（5）、（6）、（7）求得：

雙箱動力學(xué)模型優(yōu)勢在于即使重金屬沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，也可以用來計算理論平衡狀態(tài)下的重金屬動力學(xué)參數(shù)。目前研究水體中重金屬富集實驗應(yīng)用的較多，也較為成熟。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實驗所得數(shù)據(jù)用Excel 2003和Origin 8.0處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cd在克氏原螯蝦不同組織器官中的富集與釋放特性

圖2 克氏原螯蝦不同組織器官對不同質(zhì)量濃度Cd2+的富集與釋放（n＝6）Fig.2 Biological accumulation and release of Cd2+at various concentrations in hepatopancreas, gill and muscle (n＝66))

由圖2可知，富集階段克氏原螯蝦各組織中Cd富集量與對照組相比都有明顯的增高。在肝胰腺和鰓中Cd的富集量與富集時間、暴露質(zhì)量濃度成正相關(guān)，且在富集開始的1～6 d富集量增大的幅度較大，說明這段時間富集速率較快，在第7～9天Cd富集量上升比較緩慢，但仍然未達(dá)到平衡。肌肉中富集量與富集時間的關(guān)系不明顯。在釋放階段，隨著釋放時間的延長，克氏原螯蝦體內(nèi)Cd的富集量明顯減少，且在釋放前3 d減少量幅度較大，釋放的后期減少幅度較小，逐漸趨于穩(wěn)定，但釋放實驗結(jié)束時肝胰腺和鰓中的Cd仍然處在一個較高的富集量，是實驗開始時的數(shù)倍。

2.2 Cu在克氏原螯蝦不同組織器官中的富集與釋放特性

由圖3可知，富集階段各組織中的Cu富集量與對照組相比都有明顯的增高；在肝胰腺和鰓中Cu的富集量與富集時間和暴露質(zhì)量濃度成正相關(guān)；在富集開始的1～6 d Cu富集量增大的幅度較大，可以看出這段時間富集速率較快，在第7～9天富集量上升比較緩慢，但仍未達(dá)到平衡；肌肉中富集量與富集時間關(guān)系不明顯。在釋放階段，隨著釋放時間的延長，克氏原螯蝦體內(nèi)Cu富集量明顯減少，釋放后期減少幅度較小，逐漸趨于穩(wěn)定，但在釋放實驗結(jié)束時肝胰腺和鰓中的Cu仍然處在一個較高的富集量，是實驗開始時的數(shù)倍。

圖3 克氏原螯蝦不同組織器官對不同質(zhì)量濃C度u2+的富集與釋放（n＝6）Fig.3 Biological accumulation and release of Cu2+at various concentrations in hepatopancreas, gill and muscle (n＝66))

2.3 克氏原螯蝦對重金屬Cd和Cu的富集與釋放動力學(xué)參數(shù)

根據(jù)雙箱動力學(xué)模型對克氏原螯蝦肝胰腺、鰓和肌肉中Cd和Cu富集量進(jìn)行非線性擬合得到動力學(xué)參數(shù)，如表1所示。

表1 克氏原螯蝦各組織對不同質(zhì)量濃度Cd2+和Cu2+富集釋放動力學(xué)參數(shù)Table 1 Kinetic parameters of Cd and Cu in three tissues of Procambarus clarkii

由表1可知，3 種組織器官對Cd的富集速率（k1）、生物富集系數(shù)（BCF）、理論平衡狀態(tài)下3 種組織器官中Cd富集量（ρAmax）的關(guān)系都是：鰓＞肝胰腺＞肌肉（P＜0.05），其中ρAmax值隨著水體中Cd2+質(zhì)量濃度增大而增大。3 種組織對Cd的排出速率都比較緩慢，生物半衰期（T1/2）關(guān)系為：肌肉＞肝胰腺＞鰓（P＜0.05）。同樣，3 種組織器官對Cu的富集速率（k1）、BCF、理論平衡狀態(tài)下3 種組織器官中Cu富集量（ρAmax）的關(guān)系總體是：肝胰腺＞鰓＞肌肉（P＜0.05），其中ρAmax值隨著水體中Cu2+質(zhì)量濃度增大而增大。3 種組織對Cu的排出速率沒有顯著差異（P＞0.05），T1/2關(guān)系為：肌肉＞肝胰腺，肌肉＞鰓（P＜0.05）。

從BCF來看，Cd在鰓中富集系數(shù)達(dá)到206.69，在肝胰腺中達(dá)到181.58；Cu在鰓中富集系數(shù)達(dá)到116.36，在肝胰腺中達(dá)到225.69，可以看出Cd、Cu在克氏原螯蝦的這2 種組織中有很強(qiáng)的富集性，而在肌肉中的富集系數(shù)相對都較小。

3 討 論

目前認(rèn)為重金屬進(jìn)入水生生物體內(nèi)的途徑有3 條：通過濾過滲透作用由鰓進(jìn)入體內(nèi)、通過食物由消化道吸收進(jìn)入體內(nèi)和通過體表滲透進(jìn)入體內(nèi)，最終都進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)流經(jīng)全身，從而在各個組織器官內(nèi)蓄積起來[12-14]。甲殼類水生動物鰓的濾過滲透作用是重金屬污染物進(jìn)入其體內(nèi)的主要途徑[3,15]。本實驗中克氏原螯蝦分別暴露于不同質(zhì)量濃度的Cd2+和Cu2+溶液中，肝胰腺、鰓對Cd和Cu都有很強(qiáng)的富集能力，肌肉中有富集但是富集特性不明顯。不同重金屬在不同組織中的積累特性有差異，這是由于重金屬在生物體內(nèi)富集具有組織選擇性，Cd進(jìn)入克氏原螯蝦體內(nèi)更容易在鰓中積累，而Cu在進(jìn)入克氏原螯蝦體內(nèi)時更易在肝胰腺中富集。李磊等[16]研究了海洋貝類對Cu、Pb的富集，結(jié)果表明，貝類對Cu有很明顯的富集，且富集量隨著暴露質(zhì)量濃度的增大和富集時間的延長而增大，文蛤和縊蟶對Cu的富集能力大于Pb。陳海仟等[17]研究Pb和Cd在中華絨螯蟹體內(nèi)的富集釋放特性發(fā)現(xiàn)，各組織對Cd的富集表現(xiàn)出更強(qiáng)的富集能力。這主要是因為不同的生物代謝機(jī)能有差別，在同樣的條件下對重金屬離子的富集能力有差別，即使是同一種生物不同組織對重金屬的富集也是不同的。動物體的不同組織對某種重金屬具有高度的選擇性：肝胰腺由于可以迅速地合成金屬硫蛋白，因此可以使重金屬大量積累；鰓表面積大，其結(jié)合位點多，同時也是金屬硫蛋白合成的主要場所之一[18]，所以鰓也可以使重金屬大量積累。重金屬污染物進(jìn)入生物體內(nèi)首先在鰓表面附著通過結(jié)合位點結(jié)合進(jìn)入體內(nèi)，然后在內(nèi)臟器官中與金屬硫蛋白結(jié)合蓄積起來，只有在鰓或者內(nèi)臟器官中過渡積累才會有一部分隨著循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入到肌肉中，所以肌肉不會表現(xiàn)出明顯的富集特性。

在釋放階段，克氏原螯蝦各組織對Cd、Cu的排出情況不同，其中肝胰腺和鰓對它們有明顯的排出，而肌肉中則不明顯。Cd、Cu在肌肉中的生物半衰期要比鰓和肝胰腺中的生物半衰期長，這是由于Cd、Cu在進(jìn)入克氏原螯蝦體內(nèi)后首先在肝胰腺和鰓中富集，經(jīng)過代謝機(jī)制的物質(zhì)交換其中一小部分重金屬進(jìn)入肌肉中富集起來，但是重金屬一旦進(jìn)入肌肉就很難再代謝排出，而內(nèi)臟和鰓是水生生物主要的解毒和排泄器官[18]，所以Cd、Cu在肌肉中的生物半衰期較其他組織要長?？耸显r的這一機(jī)制，使得重金屬污染物大量的積累于肝胰腺和鰓，可食部分肌肉的安全性提高，所以在食用克氏原螯蝦時建議去掉頭胸部。

4 結(jié) 論

在本實驗中，克氏原螯蝦分別暴露于不同質(zhì)量濃度的Cd2+、Cu2+溶液中時，克氏原螯蝦對水體中Cd和Cu都有很強(qiáng)的富集特性，對Cd和Cu的BCF范圍分別約為2～207和3～226。富集量與富集時間和重金屬暴露質(zhì)量濃度成正相關(guān)。重金屬的富集具有組織選擇性，在相同質(zhì)量濃度Cd2+水體中暴露時，富集量：鰓＞肝胰腺＞肌肉；在相同質(zhì)量濃度Cu2+水體中暴露時，富集量：肝胰腺＞鰓＞肌肉。肌肉對重金屬富集能力相對于肝胰腺和鰓較弱，在富集9 d后肌肉中富集量變化不大，所以肌肉的食用安全性較高?？耸显r在釋放實驗6 d以后肝胰腺和鰓中Cu和Cd中的富集量仍然高出初始值的數(shù)倍。對于受到重金屬污染的克氏原螯蝦，即使清水中養(yǎng)殖一段時間也不能保證體內(nèi)重金屬釋放，所以在食用克氏原螯蝦時建議去掉頭胸部。本實驗有助于進(jìn)一步了解重金屬在克氏原螯蝦體內(nèi)的分布和遷移，為克氏原螯蝦的科學(xué)養(yǎng)殖和重金屬安全控制提供了科學(xué)依據(jù)。

[1] 章海風(fēng), 陸紅梅, 路新國. 食品中重金屬污染現(xiàn)狀及防治對策[J]. 中國食物與營養(yǎng), 2010(8): 17-19.

[2] 陳曉明, 成兆友, 趙建民. 盱眙龍蝦肌肉營養(yǎng)成分分析與評價[J]. 食品工業(yè)科技, 2010, 31(7): 345-349.

[3] 朱玉芳, 崔勇華, 戈志強(qiáng), 等. 重金屬元素在克氏原螯蝦體內(nèi)的生物富集作用[J]. 水利漁業(yè), 2003, 23(1): 11-12.

[4] KUDIRAT A O. Bioconcentration of lead in the tissues of feral and laboratory exposed clarias gariepinus[J]. Journal of Medical Sciences, 2008, 8(3): 281-286.

[5] KOUBA A, BU?I? M, KOZáK P. Bioaccumulation and effects of heavy metals in crayfish: a review[J]. Water, Air, & Soil Pollution, 2010, 211(1/4): 5-16.

[6] 周立志, 陳春玲, 張磊, 等. 三種重金屬在克氏原螯蝦體內(nèi)的富集特征[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2008, 27(9): 1498-1502.

[7] 董學(xué)興, 呂林蘭, 王愛民, 等. Cu2+和Cd2+對克氏原螯蝦幼蝦的毒性效應(yīng)研究[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志, 2010, 3(3): 90-93.

[8] 孫振中, 林惠山. 重金屬等若干污染因子對克氏原螯蝦的影響[J].水產(chǎn)科技情報, 1995, 22(3): 107-110.

[9] 張美琴. 中華絨鰲蟹重金屬檢測方法及在體內(nèi)的分布與富集[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2005.

[10] KAHLE J, ZAUKE G P. Bioaccumulation of trace metals in the copepod Calanoides acutus from the Weddell Sea (Antarctica): comparison of two-compartment and hyperbolic toxicokinetic models[J]. Aquatic Toxicology, 2002, 59(1): 115-135.

[11] 王曉麗, 孫耀, 張少娜, 等. 牡蠣對重金屬生物富集動力學(xué)特性研究[J].生態(tài)學(xué)報, 2004, 24(5): 1086-1090.

[12] RAINBOW P S, WHITE S L. Comparative strategies of heavy metal accumulation by crustaceans: zinc, copper and cadmium in a decapod, an amphipod and a barnacle[J]. Hydrobiologia, 1989, 174(3): 245-262.

[13] 李艷東. 水體鎘對中華絨螯蟹(Eriocheir sinensis)親體毒性作用研究[D].上海: 華東師范大學(xué), 2007.

[14] WOOD C M, ADAMS W J, ANKLEY G T, et al. Environmental toxicology of metals[M]// BERGMAN H L, DORWARD-KING E J. Reassessment of metals criteria for aquatic life protection: priorities for research and implementation. Pensacola: SETAC Press, 1997: 31-56.

[15] MARTíN-DíAZ M L, VILLENA-LINCOLN A, BAMBER S, et al. An integrated approach using bioaccumulation and biomarker measurements in female shore crab, Carcinus maenas[J]. Chemosphere, 2005, 58(5): 615-626.

[16] 李磊, 沈新強(qiáng), 王云龍, 等. 在沉積物暴露條件下2種海洋貝類對Cu, Pb的富集動力學(xué)研究[J]. 水生生物學(xué)報, 2012, 36(3): 522-531.

[17] 陳海仟, 張美琴, 吳光紅, 等. 中華絨螯蟹對Pb和Cd的富集與釋放特性[J]. 水生生物學(xué)報, 2010, 34(4): 828-836.

[18] AMIARD J C, AMIARD-TRIQUET C, BARKA S, et al. Metallothioneins in aquatic invertebrates: their role in metal detoxification and their use as biomarkers[J]. Aquatic Toxicology, 2006, 76(2): 160-202.

Biological Accumulation and Release of Cd and Cu in Procambarus clarkii

ZHANG Zhen-yan1,2, ZHANG Mei-qin1,2, WU Ying3, WU Guang-hong1,2,*
(1. Fishery Analysis and Testing Center of Jiangsu Province, Nanjing 210017, China; 2. Freshwater Fisheries Research Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210017, China; 3. Nanjing Maternity and Child Health Care Hospital, Nanjing 210004, China)

Biological accumulation and release of the two heavy metals Cd and Cu in gill, hepatopancreas and muscle of Procambarus clarkii were studied with initial Cd2+concentrations of 0, 0.05 and 0.10 mg/L, and initial Cu2+concentrations of 0, 0.5 and 1.0 mg/L, respectively. Kinetic parameters such as heavy metal uptake rate constant (k1), extraction rate constant (k2), bio-concentration factor (BCF) and biological half-life (T1/2) and equilibrium concentration (ρAmax) in vivo of the heavy metals were obtained by non-linear curve fitting. The results showed that obvious accumulation of Cd and Cu was observed in Procambarus clarkii and the concentrations of heavy metals in gill, hepatopancreas, and muscle exhibited an apparent positive correlation between accumulation time and exposure concentrations. But the concentrations of both heavy metals revealed different levels in different tissues following the decreasing order: hepatopancreas ＞ gill ＞ muscle for Cd, and gill ＞ hepatopancreas ＞ muscle for Cu. The maximal heavy metal contents (ρAmax) in gill, hepatopancreas and muscle were positively correlated to the exposure concentration. The BCF of Cd and Cu in the tissues ranged from 2 to 207 and from 3 to 226, respectively. The T1/2of Cd and Cu in the tissues ranged from 3 to 29 d and from 7 to 36 d, respectively.

Procambarus clarkii; Cu; Cd; accumulation; release

TS207.3

A

1002-6630（2014）17-0250-05

10.7506/spkx1002-6630-201417048

2013-11-18

江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項目（CX（13）3095）；農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201003070）

張振燕（1986—），女，碩士，研究方向為食品安全。E-mail：zyzhang1986@126.com

*通信作者：吳光紅（1956—），男，研究員，博士，研究方向為水產(chǎn)質(zhì)量安全。E-mail：ghwu2007@163.com