我國水產(chǎn)品重金屬污染脫除技術(shù)研究進展

張美琴 邵俊杰 萬金娟

摘? ?要：近年來我國工業(yè)經(jīng)濟高速成長，工業(yè)廢水的產(chǎn)生導致水質(zhì)下降，重金屬污染問題丞待解決。水產(chǎn)品生長覓食特性決定，極易富集水環(huán)境中的重金屬，水產(chǎn)品質(zhì)量安全時刻面臨考驗，同時影響水產(chǎn)品的相關(guān)出口，綜上所述，水產(chǎn)品重金屬污染脫除技術(shù)研究迫在眉睫。本文針對重金屬在不同水產(chǎn)品中，吸收途徑、部位的富集能力進行分析，并對我國水產(chǎn)品重金屬污染脫除技術(shù)研究進展進行介紹。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)品? 重金屬污染? 脫除技術(shù)

中圖分類號：TS254? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）09（c）-0125-02

水產(chǎn)品高蛋白低脂肪、營養(yǎng)豐富符合大眾口味，在日常飲食中占據(jù)一定的比例，其中貝類、蝦蟹類是餐桌上最常見水產(chǎn)品。眾所周知貝類、蝦蟹類最容易富集重金屬水產(chǎn)品，如果水產(chǎn)品種重金屬超標，將對國民健康造成嚴重的影響，例如重金屬中的砷可以引起皮膚損傷、乏力等癥狀，重金屬中的鎘可以影響肝、腎器官中的酶系統(tǒng)。因此，水產(chǎn)品重金屬污染脫除技術(shù)研究十分重要。

1? 水產(chǎn)品污染現(xiàn)狀

1.1 水產(chǎn)品富集重金屬的方式

水產(chǎn)品富集重金屬一般通過以下幾種方式：通過鰓進入體內(nèi)，一般是溶解態(tài)的金屬離子，存在于水產(chǎn)品表面或通過血液循環(huán)進入到水產(chǎn)品器官中;通過消化系統(tǒng)進入體內(nèi)，吃到含有重金屬或重金屬化合物的食品;通過身體表面進入體內(nèi)，通常水產(chǎn)品體表與周圍環(huán)境具有交換反饋，這個過程會將重金屬化合物帶入體內(nèi);魚類與貝類還具備富集顆粒態(tài)和溶解態(tài)重金屬以及金屬化合物特性?，F(xiàn)階段，水產(chǎn)品研究的重點品種為牙鲆、牡蠣、菲律賓蛤仔、真鯛、文蛤、貽貝，重點重金屬為Pb、Cu、Cr、Zn、Hg、Cd、As。

1.2 重金屬富集差異

不同種類水產(chǎn)品富集重金屬種類不同，主要原因是食物中富集重金屬不同。例如魚類中以浮游動植物為食，容易在體內(nèi)富集Cr與As;魚類中以腐屑、藻類為餌料，容易在體內(nèi)富集Cr與As;魚中以底棲無脊椎動物為餌料，容易在體內(nèi)富集Zn;魚中以雜食性為食，容易在體內(nèi)富集Ni與Pd。同時同種重金屬在不同水產(chǎn)品中的含量有區(qū)別，例如Cu，含量最高的是魚類其次是貝類、甲殼類。通常一般水產(chǎn)品體內(nèi)重金屬富集度排名最高Cd其次Cu與Pb。水環(huán)境是水產(chǎn)品重金屬富集因素之一，水產(chǎn)品中的重金屬與水環(huán)境中的重金屬含量、養(yǎng)殖時長呈正相關(guān)性。

1.3 不同部位富集重金屬能力

同樣的養(yǎng)殖環(huán)境中，水產(chǎn)品體內(nèi)不同部位重金屬的富集情況也有所區(qū)別。不同部位內(nèi)源性物質(zhì)親和力差異，是導致這種情況的主要原因。肝臟、腎臟是富集能力最強的兩個器官，其主要原因是在這兩個器官中存在金屬硫蛋白，導致重金屬富集明顯。在不同種類水產(chǎn)品中，富集器官也有所不同，文蛤是肝胰腺與閉殼肌富集現(xiàn)象最明顯、紫貽貝是內(nèi)臟富集能力最強、海豚是肝臟富集能力最強、微黃鐮玉螺是肝臟、食道腺、內(nèi)臟囊和足中富集能力最強。

2? 水產(chǎn)品重金屬污染脫除技術(shù)

2.1 水產(chǎn)品活體脫除技術(shù)

2.1.1 水產(chǎn)品干凈環(huán)境養(yǎng)殖

水產(chǎn)品容易富集重金屬，關(guān)鍵因素是水產(chǎn)品通常移動性弱且腐食性居多，在污染水域中會逐步富集重金屬。在日常養(yǎng)殖中，水產(chǎn)品脫除重金屬的常規(guī)方法是更換養(yǎng)殖水環(huán)境，換言之是在干凈的水環(huán)境中過度養(yǎng)殖，通過水產(chǎn)品自身的新陳代謝，完成體內(nèi)重金屬脫除。水環(huán)境的鹽度范圍，同樣影響水產(chǎn)品重金屬脫除。例如鹽度30.5%～31.5%（接近天然海水）），牡蠣體內(nèi)Cd與Pb半衰期是77d與14d，當提高水環(huán)境中的鹽度時，牡蠣體內(nèi)的Pd脫除速率明顯加速，但Cd脫除速率明顯下降，Cu在高鹽度與低鹽度環(huán)境中脫除速率均加速。綜上所述，水環(huán)境的改善一定程度上可以緩解水產(chǎn)品體內(nèi)的重金屬，但達到徹底脫除，需要的周期太長。同時重金屬在水產(chǎn)品體內(nèi)，一般通過與生物蛋白結(jié)合的方式存在，完全依靠自身新陳代謝脫除很難。而且在脫除的過程中，水產(chǎn)品自身的營養(yǎng)物質(zhì)消耗，同樣會造成對新養(yǎng)殖環(huán)境重金屬污染。

2.1.2 水產(chǎn)品餌料脫除養(yǎng)殖法

在水產(chǎn)品活體脫除法中，為縮短重金屬的半衰期，通常使用特殊餌料混合脫除劑的養(yǎng)殖法。餌料與脫除劑的喂養(yǎng)，將加速水產(chǎn)品自身的新陳代謝，從而完成水產(chǎn)品體內(nèi)重金屬的盡快脫除。餌料的選擇，一般采用單細胞的藻類：藻類孢子、小球藻等。有研究表明，在同樣養(yǎng)殖環(huán)境中，采用單細胞的藻類餌料，將促進牡蠣重金屬的脫除。同時餌料的加入對不同種重金屬均有促進作用，但不同種類的餌料對不同種重金屬，作用效果有明顯的脫除。例如扁藻促進Pb脫除、混合餌料促進Cd脫除。脫除劑一般采用殼聚糖及其衍生物、EDTA、VC等比較常見。殼聚糖來源于甲殼素中，屬于多糖類并呈現(xiàn)堿性，官能團為羥基與氨基等。殼聚糖及其衍生物的重金屬脫除原理，是發(fā)生絡合反應從。有學者驗證殼聚糖與羧甲基殼聚糖可在10d時間內(nèi)，脫除95%的Pb，但對其他重金屬僅能達到30%左右的脫除率。在海水水產(chǎn)品環(huán)境改善中，經(jīng)常使用EDTA的鈉鹽進行重金屬的脫除，并能夠達到緩解水產(chǎn)品體內(nèi)重金屬毒性的作用，有利于水產(chǎn)品的養(yǎng)殖生產(chǎn)。有學者發(fā)現(xiàn)被Fe、As污染牡蠣，在喂養(yǎng)0.5%EDTA后，能夠在48 h后達到理想脫除效果。但對Cu、Pb、Cd等重金屬，未產(chǎn)生相應的脫除效果，VC作為天然的還原劑，可以產(chǎn)生理想的重金屬脫除效果。針對絡合重金屬離子，常采用氧化型谷胱甘肽進行脫除。

2.2 水產(chǎn)品水解液脫除養(yǎng)殖

2.2.1 水產(chǎn)品水解液物理脫除養(yǎng)殖法

活性炭與沸石是最常使用重金屬物理吸附法材料，其具有脫除容量大、操作簡單、可重復利用的優(yōu)勢。有學者發(fā)現(xiàn)在扇貝內(nèi)臟酶解液Cd的脫除，活性炭的效果更好。

2.2.2 水產(chǎn)品水解液絡合法脫除養(yǎng)殖法

絡合脫除重金屬法的核心是采用絡合劑（植酸、琥珀）和重金屬進行絡合反應。有學者發(fā)現(xiàn)馬氏珠母貝水解液中，絡合劑添加可以有效的脫除重金屬Cd，最理想的效果能達到九成脫除率。在牡蠣的水解液研究中，絡合劑針對Cd的脫除率也可達到九成。絡合反應通常情況下是形成絮狀懸濁液，難以進行過濾分離，因此未進行大規(guī)模的推廣示范。

2.2.3 水產(chǎn)品水解液樹脂法脫除養(yǎng)殖法

水產(chǎn)品水解液樹脂法脫除法可劃分為兩類，一類是螯合樹脂法、一類是離子交換型樹脂法。螯合樹脂脫除原理是，通過具有交聯(lián)功能的大分子針對重金屬進行絡合交聯(lián)。有學者研究發(fā)現(xiàn)扇貝廢棄物酶解液樹脂法脫除Cd，能夠達到凈化效果進80%。離子交換型樹脂法脫除原理是，針對重金屬進行離子交換來實現(xiàn)凈化脫除。有學者研究發(fā)現(xiàn)離子交換樹脂法針對Cd的凈化效果最好，理想條件下可達到80%。目前，樹脂法是相對可靠、高效的重金屬脫除方法。

參考文獻

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