廈門沿海貝類中重金屬的含量及污染狀況評價

孫莉娜,　黃玉英

(1.漳州職業(yè)技術(shù)學院 食品與生物工程系,福建 漳州　363000；2.集美大學 食品與生物工程學院,福建 廈門　361021)

廈門沿海港灣眾多，淺海灘涂廣闊，縊蟶、牡蠣、花蛤的養(yǎng)殖產(chǎn)量為全國之首。養(yǎng)殖貝類營養(yǎng)豐富，是人們餐桌上的主要水產(chǎn)品。隨著廈門沿海工業(yè)化和城市化的不斷推進，給近海生態(tài)系統(tǒng)帶來了嚴重的污染(Qiao, et al. ,2013)，每年有大量含有重金屬的“三廢”，通過各種途徑排放到廈門沿海海域，生活污水及大氣沉降等，使棲息在灘涂近岸水域的潮間帶的貝類受到重金屬的污染，這些重金屬不能被微生物降解，在生物體內(nèi)經(jīng)富集作用而蓄積，通過食物鏈在下一級的生物體內(nèi)富集，嚴重影響了灘涂貝類養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品質(zhì)量。人類食入含有重金屬的海洋生物后，重金屬即在人體內(nèi)富集，引起慢性中毒或大量食入引發(fā)急性中毒(Dou,et al.2013;王文雄等，2004；Blackmore et al.,2001)。

有關(guān)貝類體內(nèi)重金屬富集量與環(huán)境污染狀況之間的關(guān)系，國內(nèi)外已有不少研究報道。畢士川等(2007)等研究了重金屬Pb在不同水產(chǎn)品中的含量及污染狀況；呂海燕等(2001)等分析了浙江沿岸貝類生物體中重金屬的含量；王艷等(2005)、阮金山等(2003)等分別評價了珠江口和福建中、東部沿海貝類體內(nèi)重金屬含量水平；Cheggour等(2005)研究了法國Moroccan河口沉積物重金屬和貝類 Scrobicularia plana 組織中重金屬之間的關(guān)系。本文分析了廈門沿海各養(yǎng)殖貝類中不同重金屬元素含量及其各元素之間的相關(guān)性，并對廈門沿海地區(qū)貝類受重金屬的污染狀況進行綜合評價。

1　實驗部分

1.1　儀器設備

電感耦合等離子體質(zhì)譜分析儀((ICP-MS, 7500a型，Agilent公司), 使用前用含10 ng/L Li，Y，Ce和Tl的調(diào)諧溶液優(yōu)化儀器參數(shù)，如表1所示；原子熒光光譜儀(AFS，AF-640型，北京瑞利分析儀器公司)，主要儀器參數(shù)如表2所示；MDS-2002A微波消解儀(上海新儀微波化學科技有限公司)；AL104型電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)；SNL216V型真空冷凍干燥機(美國Savant公司)。

表2　AF-640原子熒光光譜儀主要儀器參數(shù)

1.2　材料與試劑

牡蠣、縊蟶、花蛤、毛蚶、文蛤均購自集美集貿(mào)市場；微量元素混合標準儲備液(100 mg/mL )(QCS19美國)，用于制作標準工作曲線的標準溶液濃度為0，10，20，50，100 ng/mL ；所用化學試劑均為優(yōu)級純或分析純，實驗用水為超純水(由TKA-Genpure制備)。

1.3　樣品預處理

挑選大小均勻的各種貝類，用不銹鋼刀具去除外殼，剝下肉質(zhì)，先用自來水沖洗，再用超純水沖洗1～2遍，瀝干水分后稱重。裝入自封袋，置于冰箱凍藏室內(nèi)預凍1～2天，待樣品成固體狀后，在自封袋上扎小孔，再將樣品置于真空冷凍干燥機內(nèi)凍干3～4天。

凍干后，從真空冷凍干燥機內(nèi)取出樣品，稱其重量并記錄，計算水分含量。

將各貝類樣品研磨成均勻粉末，裝入自封袋中，置于干燥器內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4　樣品消解

準確稱取0.500 g樣品于50 mL Teflon消解灌中，用5 mL濃HNO3及2 mL濃H2O2作為消解酸體系，加蓋密閉后于微波消解爐中消解8 min(分3檔，即:0.5 MPa，3 min；1.0 MPa，2 min及1.5 MPa，3 min)，冷卻后取出，消解后溶液澄清透明，用超純水定容至50 mL，以5 mL濃HNO3及2 mL濃H2O2按同樣消解方法做空白試驗，每個樣品、空白及標準物質(zhì)平行做3份試驗以計算其平均值。

1.5　樣品的測定

將消化好的樣品，用ICP-MS測定Pb，Cd，As，Cr，Cu的含量；用AFS測定Hg的含量。

1.6　評價方法和評價標準

評價方法采用單項質(zhì)量指數(shù)法和綜合質(zhì)量指數(shù)法進行評價。

1.6.1單項質(zhì)量指數(shù)表示為: Pi=Ci/Csi

式中， Pi為第 i種污染物的生物質(zhì)量指數(shù);

Ci為第 i種污染物的實測值;

Csi為第 i種污染物的標準值。

評價標準參照GB2762—2012食品安全國家標準食品中污染物限量及NY5073—2006無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量。

水產(chǎn)貝類有毒有害物質(zhì)限量標準如表3所示。

表3　水產(chǎn)貝類有毒有害物質(zhì)限量標準

注：銅的限量標準采用NY 5073—2006無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量標準

評價結(jié)果參考《海洋生物質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》中劃分的等級標準(徐恒振等，2008)，對于海洋生物質(zhì)量評價，以單因子污染指數(shù)1.0作為該因子是否對生物產(chǎn)生污染的基本分界線，小于0.5為生物未受該因子污染，0.5～1.0之間為生物受到該因子污染，大于1.0表明生物已受到該因子嚴重污染。

1.6.2綜合質(zhì)量指數(shù)(內(nèi)梅羅指數(shù))表示為：

式中，maxPij為生物體質(zhì)量指數(shù)最大值；avePij為各質(zhì)量指數(shù)的平均值。

綜合污染指數(shù)法分為 4級(表4)

表4　綜合污染指數(shù)法的分級標準

2　結(jié)果與討論

2.1　貝類體內(nèi)重金屬元素的檢測結(jié)果(表5)

表5　貝類樣品重金屬元素測定結(jié)果的平均值

注：測量結(jié)果已換算為濕重

表7　各種貝類重金屬單項、綜合污染指數(shù)及分級評價結(jié)果

由表5可知：Pb的含量，文蛤>花蛤>牡蠣>縊蟶>毛蚶，均低于國家限量標準1.5 mg·kg-1；Cd的含量，毛蚶>牡蠣>花蛤>文蛤>縊蟶，低于國家限量標準2.0 mg·kg-1；As的含量，花蛤>毛蚶>文蛤>縊蟶>牡蠣，只有牡蠣中的As含量略低于國家限量標準0.5 mg·kg-1，其它均超標；Cr的含量，文蛤>花蛤>牡蠣>毛蚶>縊蟶，均低于國家限量標準2.0 mg·kg-1；Hg的含量，牡蠣>花蛤>毛蚶>文蛤>縊蟶，均低于國家限量標準0.5 mg·kg-1，Cu的含量，牡蠣>花蛤>文蛤>縊蟶>毛蚶，均低于國家限量標準50 mg·kg-1。

2.2　貝類體內(nèi)重金屬元素的相關(guān)性研究

一般情況下 , 若元素間的含量顯著相關(guān), 說明它們出自同一污染源的可能性較大。利用SPSS11.7數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件對所測數(shù)據(jù)進行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果如表6所示。

表6　各貝類樣品重金屬元素之間的相關(guān)矩陣

"＊"表示差異顯著(P<0.05)(雙側(cè)置信區(qū)間)。

各貝類樣品中，Pb與Cr之間存在顯著意義的正相關(guān)(P<0.05)，相關(guān)系數(shù)為0.892，表明它們同源污染的可能性較高。其它各元素之間均沒有顯著意義的相關(guān)性，表明其污染源不盡相同。

2.3　貝類產(chǎn)品的重金屬污染情況分析

將測定結(jié)果按1.6方法進行生物質(zhì)量評價，其重金屬的單項、綜合污染指數(shù)法的評價結(jié)果如表7所示。

各種貝類重金屬單項污染指數(shù)為：Pb的污染指數(shù)在0.068～0.138之間，表明幾種貝類均未受到Pb的污染；Cd的污染指數(shù)在0.009～0.231之間，表明也未受到Cd的污染；As的污染指數(shù)在0.646～4.998之間，顯示已受到As的嚴重污染；Cr的污染指數(shù)在0.103～0.842之間，其中花蛤和文蛤的污染指數(shù)分別為0.563和 0.842，表明已受到Cr的輕度污染；Hg的污染指數(shù)在0.014～0.069之間，表明均未受到Hg的污染；Cu的污染指數(shù)在0.007～0.175之間，表明也均未受到Cu的污染。

從綜合污染指數(shù)看，花蛤的綜合污染指數(shù)為3.60，屬于 I級(嚴重污染)；毛蚶、文蛤的綜合污染指數(shù)分別為2.42和2.15，屬Ⅱ級(中度污染)，縊蟶的綜合污染指數(shù)為1.01，屬Ⅲ級(輕度污染)；牡蠣的綜合污染指數(shù)為0.49，為無污染。

3　結(jié)論

廈門養(yǎng)殖貝類中，只有牡蠣沒有受到污染，縊蟶、毛蚶、文蛤、花蛤均受到不同程度的污染。在各類貝類中，受到Pb、Hg、Cu的污染較低；花蛤和文蛤已受到Cr的輕度污染；所測五種貝類均受到As的嚴重污染，其值均已高于食品安全國家標準中最高限量值，表明近年來養(yǎng)殖貝類受As的污染明顯加劇，這是由于近年來廈門沿海工業(yè)的快速發(fā)展，石化行業(yè)、電子行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)等一系列污染程度高的企業(yè)日益增加，砷在農(nóng)藥、化工、玻璃、合金等各方面的廣泛使用，造成砷在環(huán)境中的排放量增加。因此，廈門沿海受As和Cr的污染應引起高度重視。必須加強廈門沿海地區(qū)海域的管理，以保證其水產(chǎn)養(yǎng)殖得以健康可持續(xù)發(fā)展。