宋超，張聰，孟順龍，邴旭文，陳家長

(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心;農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品質(zhì)量安全環(huán)境因子風(fēng)險評估實驗室(無錫); 農(nóng)業(yè)部長江下游漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心：江蘇 無錫 214081)

長江下游流域銅銹環(huán)棱螺體內(nèi)重金屬含量及風(fēng)險評估

宋超，張聰，孟順龍，邴旭文，陳家長*

(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心;農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品質(zhì)量安全環(huán)境因子風(fēng)險評估實驗室(無錫); 農(nóng)業(yè)部長江下游漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心：江蘇 無錫 214081)

為掌握長江下游江段重金屬的污染情況，選取長江安徽江段和太湖為采樣點，銅銹環(huán)棱螺為研究對象，對其體內(nèi)的重金屬情況進行了監(jiān)測。于2015年8月采集了35份銅銹環(huán)棱螺樣品，用原子吸收分光光度計測定了螺肉中重金屬的含量。結(jié)果表明，捕獲的銅銹環(huán)棱螺體內(nèi)有不同程度的重金屬殘留，Cd、Cr、Pb、Cu、Zn的殘留均值分別為0.083、1.155、0.849、13.931和39.780 mg/kg。與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作比較，Cr和Pb的超標(biāo)率分別為14.29%和28.57%，其他元素均沒超標(biāo)。對采集地點的重金屬含量分析，銅陵地區(qū)整體重金屬水平含量較高，安慶地區(qū)Pb和Cr的含量較高。通過對人群食用風(fēng)險評估表明，成人每周食用長江下游銅銹環(huán)棱螺Cd、Cr、Cu、Zn的攝入量相當(dāng)于暫定每周耐受攝入量(PTWI)的3.32%、40.12%、0.93%和1.33%，因此，食用長江下游的銅銹環(huán)棱螺對一般人群帶來重金屬不良影響的可能性不大，但敏感人群對食用銅銹環(huán)棱螺的頻率還應(yīng)值得注意。研究結(jié)果為長江下游流域河流重金屬污染的有效控制，實現(xiàn)科學(xué)的水環(huán)境管理提供依據(jù)，同時為長江下游水產(chǎn)品質(zhì)量安全評估提供技術(shù)和數(shù)據(jù)支持。[中國漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)，2016,6(4):6-11]

長江下游；重金屬；銅銹環(huán)棱螺；風(fēng)險評估

銅銹環(huán)棱螺(Bellamyaaeruginosa)為腹足綱淡水軟體動物，廣泛分布于長江下游，主要以水生植物嫩莖葉、有機碎屑為食。銅銹環(huán)棱螺可以作為魚類的餌料，也可以供人類食用，其體內(nèi)的重金屬可以通過食物鏈的傳遞轉(zhuǎn)移到人體，從而威脅人體健康[1]。同時，銅銹環(huán)棱螺個體適中，移動性小，適應(yīng)性較強，被用作沉積物中重金屬的監(jiān)測生物，可以較可靠地反映水環(huán)境中重金屬的污染情況[2-4]。

部分學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，螺類體內(nèi)有重金屬污染的風(fēng)險。陳素蘭等[5]研究發(fā)現(xiàn)，長江江蘇段的魚類及螺類均受到不同程度的重金屬污染，其中Pb的污染最嚴(yán)重。孟學(xué)平等[6]對連云港海域不同螺類的部分重金屬分析發(fā)現(xiàn)，部分螺類的As污染嚴(yán)重，Cd也有一定的污染。目前，對銅銹環(huán)棱螺體內(nèi)重金屬生態(tài)風(fēng)險評估較少，因此銅銹環(huán)棱螺體內(nèi)重金屬的潛在風(fēng)險更應(yīng)值得關(guān)注。

長江下游江段指長江流入安徽和江蘇境內(nèi)的江

段，部分學(xué)者已對江蘇境內(nèi)的重金屬情況作了相關(guān)調(diào)查。馬宏瑞等[7]對長江南京段近岸沉積物中重金屬含量分析發(fā)現(xiàn)，Cu、Cr、Pb、Ni、Cd均有富集的趨勢，并且得出Cd在長江城市段近岸沉積物中有一定的生態(tài)風(fēng)險的結(jié)論。沈敏等[8]通過分析長江江蘇段和上海段的沉積物重金屬污染現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)Cu和Zn對長江下游存在潛在的生態(tài)風(fēng)險。目前對于長江下游安徽段重金屬分布情況的報道較少，本研究選取此江段的安慶、銅陵、蕪湖3個點及長江下游較大的湖泊太湖為采樣地點，以此補充長江下游重金屬的分布情況及風(fēng)險評估資料。

本研究的主要目的是通過檢測銅銹環(huán)棱螺體內(nèi)重金屬含量，評估重金屬對長江安徽江段及太湖地區(qū)的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險，然后參照FAO/WHO食品添加劑聯(lián)合專家委員會(JECFA)提出的暫定每周耐受攝入量(PTWI)，對此地區(qū)的銅銹環(huán)棱螺的膳食風(fēng)險進行評估，以期對該類水產(chǎn)品的安全消費提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器：WFX-210原子吸收分光光度計(北京瑞利分析儀器公司)，ETHOS D型微波消解儀(萊伯泰科有限公司)，電子分析天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)。

試劑：硝酸，30%雙氧水(國藥集團化學(xué)試劑有限公司)，各元素單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，各元素環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品(環(huán)境保護部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所)。所用試劑均為優(yōu)級純。

實驗所用消解罐、容量瓶、燒杯、玻璃棒、移液管等均用10%的硝酸溶液浸泡24 h以上，再用去離子水沖洗干凈，去除容器壁上的可溶性重金屬離子。

1.2 樣品采集

本次采樣集中于2015年8月下旬，在安慶、銅陵、蕪湖和太湖4個采樣點完成(圖1)，在每個采樣點的江段面上利用底棲魚網(wǎng)采集螺螄、貝類等，大部分為銅銹環(huán)棱螺(圖2)。將足夠多的樣品采集后放入加有冰塊的保溫箱中，帶回實驗室檢測。

圖1 長江下游江段采樣點的布置Fig.1 The distribution of sampling sites in lower reaches of Yangtze River

圖2 銅銹環(huán)棱螺樣品圖Fig.2 The picture of Bellamya aeruginosa

1.3 樣品處理

對采集的樣品進行稱重，取出銅銹環(huán)棱螺的肌肉部分，由于銅銹環(huán)棱螺個體較小，將8～10個樣品合為一份樣品，總共采集樣品35份，每份樣品重復(fù)測定3次(表1)。

用濕法消解法對樣品進行前處理，具體方法為：稱取0.25 g螺螄肌肉組織放入聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL硝酸，2 mL雙氧水，密封，放入微波消解裝置中進行消解，消解程序見表2。消解結(jié)束后，冷卻，將消解液轉(zhuǎn)移定容至25 mL，搖勻，待測定。

表1 采集樣品的基本數(shù)據(jù)

Tab.1 Basic data of crab samples

地區(qū)Area樣品數(shù)/份Samplenumber體重/gWeight安慶95．3397±2．1945銅陵93．4893±1．2002蕪湖81．3628±0．2760太湖92．4896±0．4040

表2 微波消解程序

Tab.2 Microwave digestion program

步驟Step溫度/℃Temperature時間/minTime10～15052150～20010320015

用原子吸收分光光度計測定各元素，Cu和Zn用火焰原子吸收分光光度計測量，Cd、Pb和Cr用石墨爐原子吸收分光光度計測定。

1.4 質(zhì)量控制

為了保證實驗結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，采取了嚴(yán)格的質(zhì)量控制。對樣品檢測過程中，標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)達到99.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在5%以內(nèi)(n=3)。各元素的回收率在76.96%到108.37%之間。

1.5 評價標(biāo)準(zhǔn)

1.5.1 重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)

目前國內(nèi)外對于貝類重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)差異較大，依據(jù)劉歡等[9]對國內(nèi)外重金屬限量值標(biāo)準(zhǔn)的分析，本研究采用GB 2762—2012《食品中污染物限量》[10]中Cd、Pb、Cr的限量值(分別為2.0、1.0和2.0 mg/kg)，以及NY5073—2006《無公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》[11]中Cu的限量值(50 mg/kg)進行評價。對于Zn含量的限量，目前國家沒有相關(guān)規(guī)定。

1.5.2 污染程度評價

采用單因子污染指數(shù)法評價不同重金屬的污染情況。具體公式為：Pi=Ci/Si，Pi為單因子污染指數(shù)，Ci為魚體肌肉組織中某種重金屬含量(mg/kg)，Si為某種重金屬的評價標(biāo)準(zhǔn)值(mg/kg)。

依據(jù)“海洋生物污染評價標(biāo)準(zhǔn)”[12]，當(dāng)Pi<0.2時，表明重金屬濃度符合正常范圍，處于未污染水平；0.2 ≤Pi≤ 0.6 時，表明處于輕污染水平；0.6

采用重金屬污染指數(shù)(MPI)評價不同地點重金屬污染情況。重金屬污染指數(shù)(MPI)是一種用于評價多種重金屬污染的方法[13]，公式為：MPI=(Cf1×Cf2×…Cfn)1/n，Cfn表示樣品中第n種重金屬的濃度。

1.5.3 膳食風(fēng)險評估

1.6 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理，用JMP軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性差異分析，并利用 GraphPad Prism 5 進行繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 銅銹環(huán)棱螺樣品重金屬含量

圖3 重金屬在銅銹環(huán)棱螺體內(nèi)的含量Fig.3 The content of heavy metals in Bellamya aeruginosa

采集的螺樣品體內(nèi)的重金屬含量檢測結(jié)果表明(圖3)，Zn、Cu的含量遠遠高于其他元素的含量，其次是Cr、Pb的含量，Cd的含量最低，這與Bo等[14]所測太湖區(qū)域螺類肌肉內(nèi)重金屬含量的差異相一致，Zn的含量為13.651～69.890 mg/kg，平均值為39.780 mg/kg；Cu的含量為ND～36.854 mg/kg，平均值為13.931 mg/kg。Zn、Cu是生物體必需的微量元素，在生物體中生命必需元素含量一般高于非生命必需元素[15]。有研究指出，螺對Zn和Cu的富集能力較強，可達數(shù)十萬倍[16]。軟體動物的血液運輸為含Cu的血藍蛋白，同時Zn也存在于軟體動物的酶系統(tǒng)中[17]，這使得螺體內(nèi)Zn、Cu的含量較高。

微量Cr對維持生命體的各項生理活動有一定的幫助，但是過量的Cr會降低水生生物的免疫功能[18-19]。本次檢測的樣品中，Cr的含量在ND～8.431 mg/kg，平均含量為1.155 mg/kg。Cr在自然界中主要以三價和六價兩種形式存在，三價鉻對血糖調(diào)節(jié)和提高免疫力有一定的作用，但六價鉻的毒害作用較大，多溶于水中并能穩(wěn)定存在，對水生生物可以致死。這可能是Cr是生命必需微量元素卻正常含量較低的原因。

本次樣品Pb的含量范圍為0.142～2.792 mg/kg，平均值為0.849 mg/kg。Pb可以與生物體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)和氨基酸的功能團結(jié)合，影響機體的生理生化各項功能[20]。Pb含量比Cu、Zn低，可能與Pb有毒性，銅銹環(huán)棱螺本身具有自我保護的機制有關(guān)，使螺具有生理的排斥[17]。本次檢測結(jié)果比陳道海等[15]檢測的3種螺體內(nèi)Pb的含量略高，這可能由于他們檢測的樣品為海水螺，重金屬在生物體內(nèi)的積累與鹽度等環(huán)境有關(guān)，也可能是采樣環(huán)境的Pb背景值較高。

Cd的檢出范圍是ND～0.321 mg/kg，均值為0.083 mg/kg。Cd是一種劇毒的重金屬，并且具有致癌性和致突變性，其生物半衰期較長。研究者對此元素的關(guān)注較多，有研究指出此元素是一種“替代性”營養(yǎng)鹽型重金屬元素。翁煥新[21]認(rèn)為，鎘離子可以代替鈣離子進入牡蠣生物體內(nèi)。另有研究指出，當(dāng)大量的Zn攝入機體可以阻止機體組織對Cd的吸收[22]，從而降低Cd帶來的膳食風(fēng)險。

2.2 不同地區(qū)銅銹環(huán)棱螺重金屬含量

為了解長江中下游不同區(qū)域銅銹環(huán)棱螺重金屬含量的情況，對安慶、銅陵、蕪湖和太湖4個采樣點的樣品檢測，然后進行差異性分析，得出結(jié)果如圖4、5所示。

銅陵地區(qū)Cd的含量顯著高于其他地區(qū)(P<0.05)，Zn的含量也較高。白曉宇等[23]對銅陵礦區(qū)土壤重金屬污染分析表明，Cd元素的污染風(fēng)險較大，可能與當(dāng)?shù)匚鬯r(nóng)業(yè)灌溉及鉛鋅礦床的開發(fā)有關(guān)。葉宏萌等[24]研究指出，銅陵礦區(qū)河流沉積物Zn含量高于背景值是由于汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵與尾礦沉積物疊加形成的。本次檢測出Cd和Zn的含量較高，應(yīng)該與當(dāng)?shù)劂U鋅礦床的開發(fā)密不可分。

圖4 長江下游不同地區(qū)重金屬的主坐標(biāo)分析圖Fig.4 Principal coordinates analysis of heavy metals in different regions of the Yangtze River

安慶地區(qū)Cr的含量和Pb的含量較高，Cu的含量相對較低。重金屬Cr污染主要來源一般為金屬冶煉和合金的生產(chǎn)，可能與安慶當(dāng)?shù)氐墓I(yè)區(qū)相關(guān)[25]。Pb的含量略高可能與采樣點的環(huán)境相關(guān)。

蕪湖和太湖地區(qū)Cu的含量相對于其他地方略高，這兩個地方應(yīng)該加強對Cu元素的監(jiān)測和治理。

2.3 重金屬殘留風(fēng)險評估

依據(jù)相關(guān)規(guī)定的要求(見1.5.1)，此次調(diào)查的銅銹環(huán)棱螺樣品，Cr和Pb的超標(biāo)率分別為14.29%和28.57%，其他元素均沒超標(biāo)。依據(jù)單因子污染指數(shù)法，所有銅銹環(huán)棱螺樣品的Cd殘留均處于未污染水平。Cu殘留絕大多數(shù)處于輕度污染水平以下，有5.71%樣品處于中度污染水平，分別是蕪湖和太湖兩個采樣點。Cr殘留有71.42%樣品處于輕度污染水平以下，14.29%樣品為重度污染水平，安慶44.44%的樣品和蕪湖1個樣品為重度污染。34.29%樣品Pb殘留處于輕度污染水平以下，28.57%處于重度污染水平，其中安慶有5個樣品，蕪湖有3個樣品，銅陵和太湖各有1個樣品。

圖5 不同地區(qū)重金屬含量Fig.5 Heavy metal content in different areas

重金屬污染指數(shù)(MPI)來判斷不同地區(qū)重金屬積累情況。表3為銅銹環(huán)棱螺在不同地點的重金屬污染指數(shù)分析，得出銅銹環(huán)棱螺體內(nèi)重金屬積累量為銅陵>蕪湖>安慶>太湖。結(jié)合單因子污染指數(shù)法分析，銅陵地區(qū)整體重金屬水平含量較高，安慶地區(qū)Pb和Cr的含量較高。這與這兩個地區(qū)的工業(yè)較發(fā)達有關(guān)。

表3 銅銹環(huán)棱螺的重金屬污染指數(shù)

Tab.3 The Metal Pollution Index (MPI) ofBellamyaaeruginosa

地區(qū)Area重金屬種類KindsofheavymetalsCdCrPbCuZnMPI安慶0．0332．6111．1614．10627．3861．619銅陵0．1720．5830．65415．44261．9172．289蕪湖0．0830．9480．87816．57436．5242．110太湖0．04400．4530．70819．89732．9321．560

2.4 膳食風(fēng)險評估

目前JECFA制定的Cr、Cu和Zn的PTWI值分別為0.006 7、3.5和7 mg/kg[26]，Cd的暫定每月耐受攝入量(PTMI)為0.025mg/kg[27]，Pb的PTWI值已取消[28]。以成人體重60 kg計算，假設(shè)成人每天食用螺螄的量為20 g[28]，成人每周食用長江下游銅銹環(huán)棱螺Cd、Cr、Cu、Zn的攝入量相當(dāng)于PTWI的3.32%、40.21%、0.93%和1.33%。因此，食用長江下游的銅銹環(huán)棱螺對一般人群帶來重金屬不良影響的可能性不大，但敏感人群對食用銅銹環(huán)棱螺的頻率還應(yīng)值得注意。

3 結(jié)論

長江安徽段和太湖地區(qū)銅銹環(huán)棱螺體內(nèi)重金屬平均含量由高到低的順序為Zn>Cu>Cr>Pb>Cd。依據(jù)相關(guān)規(guī)定的要求，此次調(diào)查的銅銹環(huán)棱螺樣品，Cr和Pb的超標(biāo)率分別為14.29%和28.57，其他元素均沒超標(biāo)。通過單因子污染指數(shù)法和重金屬污染指數(shù)法對不同地區(qū)重金屬含量比較分析發(fā)現(xiàn)，銅陵地區(qū)整體重金屬水平含量較高，安慶地區(qū)Pb和Cr的含量較高。這與這兩個地區(qū)的工業(yè)較發(fā)達有關(guān)。從食用安全性分析，食用長江下游的銅銹環(huán)棱螺對一般人群帶來重金屬不良影響的可能性不大，但敏感人群對食用銅銹環(huán)棱螺的頻率還應(yīng)值得注意。

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[27] 曾艷藝, 賴子尼, 許玉艷. JECFA對食品中鎘的風(fēng)險評估研究進展[J].中國漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn), 2013,3(2):11-17.

[28] 王許諾, 陳成桐, 王增煥. 廣東省主要養(yǎng)殖貝類體微量元素含量及其風(fēng)險分析[J]. 中國漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn), 2016, 6(3):14-19.

Content and risk assessment of heavy metal in Bellamya aeruginosain lower reaches of the Yangtze River

SONG Chao, ZHANG Cong, MENG Shunlong, BING Xuwen, CHEN Jiazhang*

(Freshwater Fisheries Research Center, Chinese Academy of Fishery Sciences;Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Aquatic Products on Environmental Factors (Wuxi), Ministry of Agriculture, P. R. China;Fishery Eco-Environment Monitoring Center of Lower Reaches of Yangtze River, Ministry of Agriculture: Wuxi 214081, China)

In order to get information about heavy metal pollution in the lower reaches of the Yangtze River, the Anhui section of the Yangtze River and Taihu Lake were selected as the sampling points, whileBellamyaaeruginosawas chosen as the target of research, and heavy metals in muscle tissues were monitored. Thirty-fiveB.aeruginosasamples were collected in August 2015, and the contents of heavy metals in these samples were determined using atomic absorption spectrophotometer. The results showed that: the contents of heavy metal Cd, Cr, Pb, Cu and Zn inB.aeruginosawere found and their contents were 0.083, 1.155, 0.849, 13.931 and 39.780 mg/kg, respectively. Compared to the national standards, the rate of excessive chromium and lead were 14.29% and 28.57%, respectively, while the other elements did not exceed the standards. According to the analysis of collection sites for heavy metal content, it can be seen that the overall level of heavy metal content in Tongling was higher than other sampling sites, and the levels of lead and chromium in Anqing were also higher relatively. Based on the risk assessment of human consumption, the concentration of Cd、Cr、Cu、Zn accounted for 32%、40.21%、0.93% and 1.33% of provisional to- lerated weekly intake (PTWI). Thus, human exposure to Cd、Cr、Cu、and Zn viaBellamyaaeruginosafrom lower reaches of the Yangtze River was in a safe range. For sensitive people, they should pay attention to the eating frequency. The result may be helpful to the effective control of heavy metal pollutions in the lower reaches of the Yangtze River, and realization of the scientific health risk management while providing support of technical data for the management of aquatic product quality safety. [Chinese Fishery Quality and Standards, 2016, 6(4):6-11]

lower reaches of the Yangtze River; heavy metal;Bellamyaaeruginosa; risk assessment

CHEN Jiazhang, chenjz@ffrc.cn

2016-04-27；接收日期：2016-05-20

農(nóng)業(yè)部財政項目“長江下游漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價”(2011-2015)；國家水產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估(GJFP201501004)

宋超(1985-)，男，助理研究員，研究方向為漁業(yè)生態(tài)環(huán)境與水產(chǎn)品質(zhì)量安全，songc@ffrc.cn 通信作者：陳家長，研究員，研究方向為漁業(yè)生態(tài)環(huán)境與水產(chǎn)品質(zhì)量安全，chenjz@ffrc.cn

S94

A

2095-1833(2016)04-0006-06