董志國(guó)，李曉英，王美珍，陳漢春，程漢良，孟學(xué)平，閻斌倫

(1.淮海工學(xué)院 江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 連云港 222005；2. 慈溪市水產(chǎn)研究所，浙江 慈溪 315300)；

杭州灣和海州灣彩虹明櫻蛤體內(nèi)重金屬的富集狀況及聚類分析

董志國(guó)1，李曉英1，王美珍2，陳漢春2，程漢良1，孟學(xué)平1，閻斌倫1

(1.淮海工學(xué)院 江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 連云港 222005；2. 慈溪市水產(chǎn)研究所，浙江 慈溪 315300)；

采用原子吸收法對(duì)杭州灣和海州灣內(nèi)慈溪、乍浦、連云港3個(gè)彩虹明櫻蛤地理群體的Cd、Cr、Pb、Ni、Cu和Zn 這6種重金屬的含量進(jìn)行測(cè)定，并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：Cd 、Ni 、Zn、 Cu、Pb 五種重金屬在杭州灣的慈溪和乍浦彩虹明櫻蛤體內(nèi)的富積量要顯著高于海州灣連云港群(P＜0.05)，而Cr則相反。這6種重金屬中，海州灣與杭州灣彩虹明櫻蛤體內(nèi)主要的重金屬污染物為Zn，為548.589～732.201μg/g；綜合來(lái)看，3個(gè)群體中以連云港的污染最輕，而乍浦的污染較重；對(duì)這6種重金屬的聚類分析結(jié)果表明杭州灣南北兩岸彩虹明櫻蛤重金屬污染特性相近，歐氏距離最小89.79，而與海州灣連云港彩虹明櫻蛤重金屬污染特性區(qū)別較大，歐氏距離分別高達(dá)139.19和204.56，這一結(jié)果與地理距離一致。

彩虹明櫻蛤；地理群體；重金屬；污染評(píng)價(jià)；聚類分析

彩虹明櫻蛤(Moerella iridescensBenson.)隸屬瓣鰓綱、櫻蛤科(Tellinidae)，俗稱海瓜子、梅蛤、扁蛤等，因其個(gè)體大小和形狀與食用瓜子相仿，故而得名。彩虹明櫻蛤是一種重要的小型經(jīng)濟(jì)貝類，是酒宴上的上等佳肴，因營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美而深受消費(fèi)者喜愛(ài)。目前江浙市場(chǎng)上彩虹明櫻蛤的售價(jià)已達(dá)100多元/kg，且供不應(yīng)求。彩虹明櫻蛤產(chǎn)地狹窄，全球主要商品產(chǎn)地在浙江沿海，且主要集中長(zhǎng)江口以南浙江沿岸的東海沿岸，其中在杭州灣南岸慈溪市近70公里的海岸線，年產(chǎn)量達(dá)830噸[1]。董志國(guó)等[2]對(duì)連云港海州灣的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了有少量彩虹明櫻蛤群體分布，并對(duì)來(lái)自杭州灣和海州灣彩虹明櫻蛤的群體從形態(tài)、分子水平上[3]進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)群體間差異明顯，具有分化現(xiàn)象。作為重要的海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)貝類，有關(guān)彩虹明櫻蛤的食品安全研究較少，特別是對(duì)來(lái)自主產(chǎn)地杭州灣和海州灣彩虹明櫻蛤的重金屬富集與安全評(píng)價(jià)還未見(jiàn)報(bào)道，而對(duì)彩虹明櫻蛤的基礎(chǔ)生物學(xué)研究較多[4-7]，因此，本實(shí)驗(yàn)對(duì)分布于我國(guó)杭州灣和海州灣3個(gè)地理群體的彩虹明櫻蛤6種重金屬含量進(jìn)行測(cè)定，并進(jìn)行群體聚類分析，以期為彩虹明櫻蛤的食用安全提供科學(xué)指導(dǎo)，同時(shí)也對(duì)彩虹明櫻蛤重金屬毒理學(xué)、生物地理學(xué)及其環(huán)境污染與監(jiān)測(cè)研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

彩虹明櫻蛤樣本系2005年11月采集于乍浦鎮(zhèn)、慈溪市、連云港市沿海。采集的樣本在實(shí)驗(yàn)室循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)充氣暫養(yǎng)48h以達(dá)到吐沙和排除腸道中的內(nèi)容物，從而減少實(shí)驗(yàn)誤差，之后在超低溫冰箱－70℃保存?zhèn)溆?。各群體的生物學(xué)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 彩虹明櫻蛤樣本生物學(xué)(±s，n＝30)Table 1 Biology information of Moerella iridescens (x－±s，n＝30)

表1 彩虹明櫻蛤樣本生物學(xué)(±s，n＝30)Table 1 Biology information of Moerella iridescens (x－±s，n＝30)

重金屬 殼長(zhǎng)/mm 殼寬/mm 殼高/mm 體質(zhì)量/g連云港 21.98±1.08 14.43±1.64 6.25±0.60 0.941±0.159慈溪 16.05±1.12 10.05±0.74 5.45±0.48 0.348±0.065乍浦 16.25±1.53 10.38±0.87 4.70±0.57 0.354±0.112

硝酸、高氯酸(均為優(yōu)級(jí)純) 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；各種重金屬標(biāo)準(zhǔn)品(干粉) 國(guó)家環(huán)保總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。

PGENERAL TAS-990原子吸收分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品準(zhǔn)備

將每個(gè)群體的樣本從超低溫冰箱取出后解凍，每個(gè)群體約100枚個(gè)體，解剖取整個(gè)軟件部組織，蒸餾水清洗后將上述每個(gè)群體的全部個(gè)體作為一個(gè)樣品用濾紙吸干水后稱質(zhì)量，并在105℃烘箱中烘干12h，干樣在研缽中研成粉狀后裝入塑料密封袋中并置于干燥器中備用。

1.2.2 酸解與消化

將彩虹明櫻蛤3個(gè)群體的干粉樣品各精確稱取約0.5000 g，每組織設(shè)3個(gè)重復(fù)，共9個(gè)樣在干燥的經(jīng)硝酸浸泡清洗的50mL燒杯中加入硝酸7mL，高氯酸0.5mL，室溫加蓋培養(yǎng)皿過(guò)夜，在控溫電爐上加熱消煮至樣品充分溶解，有白色晶體析出后移開(kāi)，冷卻后加3mL硝酸溶解結(jié)晶，稍加熱溶解后定容到25mL。另取兩只燒杯加入7mL硝酸和0.5mL高氯酸，定容到25mL 作為空白樣。

1.2.3 重金屬測(cè)定

采用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定6種重金屬，其中Cu和Zn測(cè)定采用火焰原子吸收法，Cd、Pb、Cr和Ni采用石墨爐原子吸收法。待測(cè)樣品稀釋成適合的濃度梯度，每種樣品重復(fù)測(cè)定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用STATISTICA 5.5軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用鄧肯氏法進(jìn)行單因子多重比較，采用歐氏最短距離法對(duì)6種重金屬的平均值進(jìn)行聚類分析，從而利用重金屬含量建立彩虹明櫻蛤3群體的聚類關(guān)系圖。

重金屬污染指數(shù)評(píng)價(jià)參照多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，其中對(duì)Cd、Cr、Cu、Pb污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考GB 18406.4—2001《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量：無(wú)公害水產(chǎn)品安全要求》[8]；對(duì)Ni評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考1994年全國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)分委會(huì)評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)作為內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)文獻(xiàn)[9]；Zn元素在中國(guó)2011年被排除在食品污染物之外，作為研究參考需要，本實(shí)驗(yàn)仍參考GB 13106—1991《食品中鋅限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[10]。

通過(guò)測(cè)定彩虹明櫻蛤軟體部水分含量，將干樣中重金屬含量轉(zhuǎn)換成鮮樣中含量，與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

采用單因子污染指數(shù)法對(duì)彩虹明櫻蛤不同組織重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下[11]：

式中：Pi為某種重金屬的污染指數(shù)；Ci為該重金屬在樣品中的平均含量；Si為該重金屬在樣品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中最高允許含量；Pi＞1時(shí)為樣品中該重金屬存在污染。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種重金屬在3群體彩虹明櫻蛤的富集水平

對(duì)采自乍浦、慈溪和連云港海區(qū)的彩虹明櫻蛤Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn這6種重金屬的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。6種重金屬中Zn含量在乍浦、慈溪和連云港這3個(gè)群體中均最高，分別高達(dá)686.389、732.201μg/g和548.589μg/g，且連云港與慈溪、乍浦差異顯著(P＜0.05)，而同屬杭州灣南北岸的慈溪、乍浦彩虹明櫻蛤Zn含量差異不顯著(P＞0.05)。Cu含量?jī)H次于Zn，在3群體間均存在顯著差異(P＜0.05)，其中在連云港群體含量最低為30.172μg/g，而在慈溪群體為119.691μg/g，乍浦群體居中為43.089μg/g。3群體中Cd的含量均較低，但群體間均差異顯著(P＜0.05)，含量間于0.176～4.805μ g/g之間，以連云港的含量最低，乍浦最高，慈溪群體居中。C r在3群體中的含量顯示連云港最高21.288μg/g，慈溪次之，為17.193μg/g，而乍浦最低(9.180μg/g)，3群體相互間均存在顯著差異(P＜0.05)。3群體中Ni的含量以連云港最低1.829μg/g，乍浦次之，為8.478μg/g，而慈溪最高(11.580μg/g)，3群體相互間均存在顯著差異(P＜0.05)。Pb含量在慈溪和乍浦間差異不顯著，而與連云港均存在顯著差異(P＜0.05)，在乍浦含量最高達(dá)4.288μg/g，其次為慈溪1.804μg/g，連云港最低1.925μg/g。

綜合來(lái)看來(lái)Cd 、Ni 、Zn、 Cu、Pb五種重金屬在杭州灣的彩虹明櫻蛤體內(nèi)的富積量要顯著高于海州灣連云港群體，而Cr則相反。這種差異與彩虹明櫻蛤的水環(huán)境有著直接相關(guān)性，一般認(rèn)為雙殼類積累重金屬的量隨水體中重金屬濃度的增加而增加[12]。在對(duì)泥蚶(Tegillarca granosa)[13]、牡蠣(Crassostea belcheri)[14]和貽貝(Mytilus edulis)[15]的研究表明這幾種雙殼類對(duì)Cu、Pb和Cd的富集系數(shù)可達(dá)100～8100之間。本研究中，彩虹明櫻蛤的3個(gè)采樣地，慈溪位于杭州灣南岸，乍浦位于杭州灣北岸，地理位置相對(duì)較近，而連云港群體來(lái)自海州灣屬于黃海，這種環(huán)境差異應(yīng)該是導(dǎo)致其重金屬含量差異的主要原因。張弛等[16]對(duì)杭州灣河口地區(qū)南北岸及錢塘江杭州河段15個(gè)采樣點(diǎn)的表層沉積物中重金屬含量測(cè)定結(jié)果表明，Cu、Pb、Zn及Cd含量范圍分別為17.0～48.6、23.0～55.8、186.8～324.4、0.070～0.6mg/kg；韓玲玲等[17]在對(duì)海州灣水體重金屬調(diào)查表明2006年4批樣品中，所有點(diǎn)位均檢測(cè)出Cu、Pb、Zn及Cd 四種重金屬，其質(zhì)量濃度范圍分別為0.74～6.30、0.45～7.60、12.0～79.5、0.020～0.247μg/L；通過(guò)杭州灣沉積物重金屬的高含量可以推測(cè)其海水重金屬含量也應(yīng)該比較高，這可能是海州灣彩虹明櫻蛤重金屬含量低于杭州灣的主要原因。

2.2 3群體彩虹明櫻蛤的重金屬污染評(píng)價(jià)

利用單因子污染指數(shù)法對(duì)6種重金屬在3個(gè)地理群體彩虹明櫻蛤軟體部的污染狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。連云港、慈溪和乍浦這3個(gè)海區(qū)的彩虹明櫻蛤群體污染指數(shù)P介于0.01～5.43之間，大部分指標(biāo)未超標(biāo)，除極個(gè)別的如Ni在慈溪和乍浦的污染指數(shù)P分別為3.19和4.36，以及乍浦的Cd。這6種重金屬中，海州灣與杭州灣彩虹明櫻蛤體內(nèi)主要的重金屬污染物為Zn；而對(duì)全部6種重金屬來(lái)講，3個(gè)群體中以連云港的污染最輕，而乍浦的污染較重，但與其他一些養(yǎng)殖蛤類相比，仍處于正常水平。

一般認(rèn)為，Zn對(duì)人體是一種有益微量元素，具有促進(jìn)大腦智力發(fā)育的作用。適當(dāng)增加Zn含量對(duì)于嬰兒和成人都十分必要。在對(duì)中國(guó)沿海貝類重金屬檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Zn含量超標(biāo)是一個(gè)普遍的現(xiàn)象，對(duì)岱山縣海水養(yǎng)殖花蛤、蟶子、貽貝檢測(cè)結(jié)果表明均為Zn含量超標(biāo)[18]，楊麗華等對(duì)毛蚶、近江牡蠣、長(zhǎng)竹蟶、翡翠貽貝這幾種貝類檢測(cè)也發(fā)現(xiàn)Zn含量超標(biāo)[19]，這種現(xiàn)象可能是由于貝類對(duì)Zn的富集能力要高于其他重金屬[20-21]，也可能是由于生存環(huán)境中Zn含量要高于其他幾種重金屬，或者二都兼有。而通過(guò)對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)也發(fā)現(xiàn)沿海近岸區(qū)由于受到污染一般Zn含量都遠(yuǎn)高于其他重金屬，存在超標(biāo)現(xiàn)象[22-23]。而上述結(jié)果都是基于GB 13106—1991標(biāo)準(zhǔn)得出的結(jié)果，考慮到中國(guó)實(shí)際并參照國(guó)際食品法典，中國(guó)于2011年廢止了該標(biāo)準(zhǔn)，將Zn、Cu和Fe排除在食品污染物的名單之外，因此，食用彩虹明櫻蛤還是安全的。

表3 3個(gè)地理群體彩虹明櫻蛤重金屬污染指數(shù)(Pi)Table 3 Contaminative indices of heavy metal in three geographical populations of Moerella iridescens (Pi)

2.3 基于6種重金屬的彩虹明櫻蛤群體聚類分析

利用Cd、Cr、Cu 、Ni、Pb和Zn這6種重金屬含量對(duì)乍浦、慈溪和連云港海區(qū)的彩虹明櫻蛤進(jìn)行了聚類分析，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)，同屬杭州灣南北岸的慈溪、乍浦彩虹明櫻蛤之間的歐氏距離最小，僅為89.79，這兩個(gè)群體聚為一支，而與海州灣連云港群體相對(duì)距離最大，分別高達(dá)139.19 和204.56。這一聚類分析結(jié)果說(shuō)明杭州灣南北兩岸彩虹明櫻蛤重金屬污染特性相近，而與海州灣連云港彩虹明櫻蛤重金屬污染特性區(qū)別較大。通過(guò)聚類分析結(jié)果進(jìn)一步印證了彩虹明櫻蛤重金屬污染的地理距離與彩虹明櫻蛤物種分布的一致性，Dong等[2]通過(guò)對(duì)這3個(gè)群體應(yīng)用形態(tài)學(xué)性狀進(jìn)行聚類與本研究中應(yīng)用重金屬特征揭示的系統(tǒng)關(guān)系一致。本研究將貝類體內(nèi)重金屬差異水平應(yīng)用于聚類分析中，對(duì)于環(huán)境和生物的相互關(guān)系以及動(dòng)物地理學(xué)研究是一種新的嘗試。

表2 3個(gè)地理群體彩虹明櫻蛤重金屬含量(－x±s)Table 2 The contents of heavy metals in three geographical populations of Moerella iridescens (－x±s)μg/g

圖1 3個(gè)地理群體彩虹明櫻蛤聚類分析圖Fig.1 Diagram of cluster analysis of three populations of M. iridescens

3 結(jié) 論

Cd 、Ni 、Zn、 Cu、Pb 五種重金屬在杭州灣的彩虹明櫻蛤體內(nèi)的富積量要顯著高于海州灣連云港群體，而對(duì)Cr則相反。海州灣與杭州灣彩虹明櫻蛤體內(nèi)主要的重金屬污染物為Zn；以重金屬作為指示的聚類分析結(jié)果表明彩虹明櫻蛤群體分布遷移規(guī)律與地理距離具有一致性，這表明用重金屬作為指示元素探索貝類物種的遷移發(fā)生規(guī)律具有一定的可行性。

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Accumulation and Cluster Analysis of Heavy Metals inMoerella iridescensfrom Hangzhou Bay and Haizhou Bay

DONG Zhi-guo1，LI Xiao-ying1，WANG Mei-zhen2，CHEN Han-chun2，CHENG Han-liang1，MENG Xue-ping1，YAN Bin-lun1
(1. Key Laboratory of Marine Biotechnology of Jiangsu Province, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, China；2. Cixi Fisheries Institute, Cixi 315300, China)

In this paper, the concentrations of Cd, Cr, Pb, Ni, Cu and Zn in the full dry soft part of the adult clamMoerella iridescensfrom three geographical populations, Lianyungang population from Hangzhou bay, Zhapu and Cixi population from Haizhou bay were determined by atomic absorption spectrometer. The results indicated that the concentrations of Cd, Cr, Pb,Ni and Cu in the clam from Cixi and Zhapu were significant higher than that in Lianyungang, but a reversed trend was found for Cr. The major contaminant for the three populationsM. iridescenswas Zn among the six heavy metals and the concentration amounted to 548.589－732.201 μg/g. Overall the heavy metal contamination forM. iridescenwas better in Lianyungang population while it was worse in Zhapu population. The results of cluster analysis based on the six heavy metals indicated that the contamination character was similar between Cixi and Zhapu (Euclidean distance 89.79), but that was quite different from Lianyungang (Euclidean distance 139.19 and 204.56 respectively). Therefore, the cluster results based heavy metals was consistent with geographical distance among the three populations ofM. iridescens.

Moerella iridescens；geographical population；heavy metal；contamination assessment；cluster analysis

X131；Q956

A

1002-6630(2012)10-0161-04

2011-04-27

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(31101900)；寧波市農(nóng)業(yè)與社會(huì)發(fā)展科研攻關(guān)項(xiàng)目(2005C100035)；農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)種質(zhì)資源與利用重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題(KFT2008-4)；連云港市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(CN0906)

董志國(guó)(1977—)，男，講師，博士，研究方向?yàn)樗a(chǎn)生物資源與養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)。E-mail：dzg7712@yahoo.com.cn