藺翠翠，關(guān)麗，鄭懷東，劉學(xué)光，聞福安

（1.遼寧省水產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)檢測(cè)局，遼寧　沈陽(yáng)　110031；2.沈陽(yáng)市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，遼寧　沈陽(yáng)　110000）

隨著工業(yè)化程度的加深，農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境污染問(wèn)題已日益嚴(yán)重，養(yǎng)殖環(huán)境直接影響河蟹產(chǎn)品的食品安全性，因此，一個(gè)健康優(yōu)良的養(yǎng)殖環(huán)境不僅是提高產(chǎn)值的條件，也是對(duì)河蟹產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提。鎘是一種半衰期可達(dá)30年的重金屬元素，在生物體內(nèi)有累積和放大的作用。國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）將其歸為人類(lèi)和試驗(yàn)動(dòng)物中肺癌和前列腺癌的確認(rèn)致癌物[1]。日本20世紀(jì)20年代發(fā)生的“痛痛病”正是由于鎘的累積造成骨質(zhì)疏松、軟化等現(xiàn)象。大多數(shù)鎘化物可溶于水，水體中的鎘可以通過(guò)呼吸、消化、體表滲透等途徑被吸收到水生生物體中，在體內(nèi)富集后，只有極少量被排出體外，吸收入水生生物體內(nèi)的鎘對(duì)鰓、肝胰腺、卵泡等均具有毒害作用。因此，該文以A市為對(duì)象，研究了稻田養(yǎng)殖模式下河蟹產(chǎn)品和養(yǎng)殖環(huán)境中鎘的存留情況，并進(jìn)一步分析了鎘對(duì)河蟹產(chǎn)品的毒性作用，以期對(duì)河蟹養(yǎng)殖業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)建議。

1　風(fēng)險(xiǎn)因子篩查

1.1　監(jiān)測(cè)數(shù)量及方法

2013—2016年4年間共監(jiān)測(cè)河蟹樣品、水質(zhì)、底質(zhì)各346份，各年監(jiān)測(cè)的河蟹樣品分別為2013年52個(gè)、2014年 98個(gè)、2015年 98個(gè)、2016年 100個(gè)，監(jiān)測(cè)的水質(zhì)和底質(zhì)數(shù)量與河蟹一致，并且水質(zhì)和底質(zhì)均采樣于相應(yīng)的河蟹樣品養(yǎng)殖地點(diǎn)。河蟹、水質(zhì)、底質(zhì)樣品采集嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)GB 12997-91、GB 12998-91、SC/T 3016-2004[2-4]執(zhí)行。三類(lèi)樣品中鎘的檢測(cè)方法見(jiàn)表1。

1.2　判定依據(jù)

依據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY 5073-2006《無(wú)公害食品 水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》、NY 5361-2010《無(wú)公害食品淡水養(yǎng)殖產(chǎn)地環(huán)境條件》[5-6]中規(guī)定的方法和限量，對(duì)A市的河蟹產(chǎn)品、水質(zhì)、底質(zhì)中鎘元素進(jìn)行檢測(cè)和結(jié)果判斷。

表1　監(jiān)測(cè)各類(lèi)樣品中鎘含量依據(jù)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

表2　2013—2016年各類(lèi)樣品監(jiān)測(cè)數(shù)量及判定依據(jù)

1.3　結(jié)果與討論

1.3.1監(jiān)測(cè)結(jié)果表3監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，4年間全部河蟹及其產(chǎn)地環(huán)境樣品均檢出重金屬鎘，但整體超標(biāo)率不高，僅出現(xiàn)個(gè)別樣品超出限量標(biāo)準(zhǔn)。其中河蟹樣品鎘含量范圍在0.003~0.72 mg/kg之間，大部分河蟹樣品鎘含量均在0.2 mg/kg以下，鎘含量最高值由2013年的0.72 mg/kg降低到2016年的0.55 mg/kg，接近限量值0.5 mg/kg，超標(biāo)率基本在0~2%之間，4年間河蟹中鎘含量大體呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。水質(zhì)樣品鎘含量在0.001~0.0075 mg/L之間，鎘含量最高值由2013年的0.006 mg/L降低到2016年的0.0031 mg/L，超標(biāo)率由4%降低至0%。底質(zhì)樣品中鎘含量在0.001~0.047 mg/kg之間，全部底質(zhì)樣品均遠(yuǎn)低于限量0.5 mg/kg，超標(biāo)率保持0%，鎘含量范圍變化不大，僅呈現(xiàn)小幅升高趨勢(shì)。

表3　2013—2016年監(jiān)測(cè)結(jié)果

1.3.2討論4年間對(duì)346份河蟹及其產(chǎn)地環(huán)境的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，三類(lèi)樣品的全部樣品均有鎘檢出，檢出率達(dá)100%，大部分河蟹樣品鎘含量均在0.2 mg/kg以下，有3年存在個(gè)別河蟹產(chǎn)品鎘超標(biāo)情況，但超標(biāo)量不高，均在限量的2倍以?xún)?nèi)，4年間河蟹中鎘含量大體呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。水質(zhì)樣品除2013年和2014年有個(gè)別水質(zhì)樣品鎘超標(biāo)，其余大部分樣品均在限量以?xún)?nèi)，綜合分析4年間水質(zhì)樣品中鎘含量情況，水質(zhì)中鎘含量呈逐漸下降趨勢(shì)，2015年、2016年未發(fā)現(xiàn)水質(zhì)鎘超標(biāo)情況，這與環(huán)渤海地區(qū)對(duì)工業(yè)三廢的治理及大遼河水系的治理密不可分。養(yǎng)殖環(huán)境底質(zhì)樣品的鎘含量均低于限量值，符合標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)河蟹養(yǎng)殖產(chǎn)地環(huán)境條件的要求。由于沉積作用和鎘的難降解性，底質(zhì)中鎘含量整體呈現(xiàn)出小幅度升高趨勢(shì)，這與鎘的長(zhǎng)期蓄積和產(chǎn)地環(huán)境的不斷變化有關(guān)。綜上所述：4年間鎘的監(jiān)測(cè)結(jié)果總體向好，但仍需加強(qiáng)對(duì)部分養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)和河蟹的監(jiān)管，以保證河蟹產(chǎn)品的安全。

2　毒理試驗(yàn)及毒性分析

為進(jìn)一步研究鎘元素對(duì)河蟹的毒性，該文以10 g左右的河蟹為對(duì)象，用氯化鎘作為鎘源，分別進(jìn)行了急性毒性試驗(yàn)和30 d染毒試驗(yàn)，兩項(xiàng)試驗(yàn)參照國(guó)標(biāo)GB 15193.13-2003和GB 151913.13-2003[7-8]執(zhí)行。

2.1　急性毒性試驗(yàn)方法

2.1.1試驗(yàn)材料河蟹購(gòu)于A市稻田養(yǎng)殖戶(hù)，蟹體質(zhì)量10 g左右。氯化鎘（CdCl2·2.5H2O）為AR級(jí)。

2.1.2試驗(yàn)方法采用體外暴露方法對(duì)試驗(yàn)河蟹進(jìn)行鎘染毒，共設(shè)1個(gè)對(duì)照組和6個(gè)濃度梯度組，在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用對(duì)數(shù)等間距法設(shè)計(jì)各組鎘添加濃度，各組濃度見(jiàn)表4。將大小一致、健康活潑的河蟹按所設(shè)計(jì)的鎘濃度處理，每組40只，試驗(yàn)持續(xù)4 d，每天記錄各組河蟹的死亡數(shù)量。

2.2　急性毒性試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表4河蟹急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表中各時(shí)間段河蟹的死亡數(shù)量，運(yùn)用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算的河蟹24 h、48 h、72 h、96 h半數(shù)致死濃度分別為375.6 mg/L、7.4 mg/L、4.1 mg/L、3.2 mg/L。

表4　成蟹急性毒性試驗(yàn)結(jié)果

2.3　30 d染毒試驗(yàn)

2.3.1染毒方法采用體外暴露的方法對(duì)試驗(yàn)河蟹（體質(zhì)量10 g/只）進(jìn)行鎘染毒，試驗(yàn)設(shè)對(duì)照組和3個(gè)濃度梯度組，各組濃度根據(jù)96 h半數(shù)致死量設(shè)計(jì)見(jiàn)表5。將大小一致、健康活潑的河蟹按設(shè)計(jì)的鎘濃度處理，每組30只，于試驗(yàn)結(jié)束后各組取10只蟹，活體解剖，取肌肉、鰓、肝胰腺、外殼，準(zhǔn)確稱(chēng)量，轉(zhuǎn)入錐形消化瓶中，經(jīng)濃硝酸和高氯酸消化后，用瓦里安AA240原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量鎘含量。

表5　30 d染毒試驗(yàn)

2.3.2染毒試驗(yàn)結(jié)果由表6可以看出，鎘的存在對(duì)河蟹的攝食、活力、存活率均有不良影響，并且這種影響與鎘的添加量成正相關(guān)，鎘含量越大，不良影響程度越大。5次攝食監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，隨著鎘添加時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)河蟹攝食的影響也呈正相關(guān)，大體呈現(xiàn)出攝食量隨時(shí)間逐漸遞減的趨勢(shì)。

表7的結(jié)果顯示，鎘染毒后河蟹的外殼、鰓、肝胰腺、肌肉都變現(xiàn)出不同程度的蓄積效應(yīng)，總體呈現(xiàn)出隨劑量增大蓄積量增大的規(guī)律，蓄積程度總體表現(xiàn)出外殼＞鰓＞肝胰腺＞肌肉。濃度低時(shí)鰓和肝胰腺的蓄積程度比較接近，當(dāng)鎘濃度增大時(shí)，鰓蓄積量超過(guò)肝胰腺，這與鰓的濾過(guò)作用有關(guān)。3.17 mg/L的鎘濃度染毒30 d，河蟹肌肉中鎘含量未超過(guò)限量15 mg/kg，并且中濃度和高濃度肌肉中鎘含量基本一致，但高濃度組鰓中鎘濃度明顯增大，說(shuō)明鰓對(duì)鎘的濾過(guò)作用是保護(hù)河蟹健康的有效屏障。外殼的積蓄量最高，這與外殼直接接觸染毒養(yǎng)殖水體有關(guān)，經(jīng)過(guò)30 d的慢性積累，最高劑量組外殼中鎘含量超過(guò)20 mg/kg。鰓和肝胰腺也表現(xiàn)出明顯的蓄積作用，鰓作為河蟹與外界進(jìn)行氣體交換的場(chǎng)所，在重金屬的吸收和通過(guò)血淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)到體內(nèi)其他組織和器官的過(guò)程中起著重要的作用[9]。肝胰腺是蝦蟹的主要解毒器官，可以將有毒金屬轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的化合物，降低重金屬對(duì)身體的毒害，所以肝胰腺中鎘含量也較高。

表6　河蟹染毒后攝食情況及中毒只數(shù)

表7　各組組織中鎘含量

3　鎘染毒對(duì)河蟹機(jī)體的損傷

3.1　鎘對(duì)河蟹細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響

鎘對(duì)蟹類(lèi)超微結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在對(duì)膜系統(tǒng)的破壞和對(duì)細(xì)胞形態(tài)的改變，鎘可以加快細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化的速率，導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化物的堆積，進(jìn)而損傷膜結(jié)構(gòu)，改變膜的通透性。王蘭等[10-11]對(duì)蟹類(lèi)鎘染毒后發(fā)現(xiàn)，鎘暴露條件下可以導(dǎo)致線粒體腫脹、空泡化，破壞線粒體內(nèi)膜脊，肝胰腺R-細(xì)胞的細(xì)胞器減少，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張且空泡化，核外膜破裂，高爾基體變形等。用鎘處理河南花溪蟹24 h后發(fā)現(xiàn)，鎘對(duì)生殖系統(tǒng)也會(huì)造成損傷，如導(dǎo)致卵細(xì)胞形狀不規(guī)則，表面顆粒突起減少、細(xì)胞界限不清，卵巢表面結(jié)締組織斷裂增多，黏連增加等，這些變化是卵子抵抗鎘毒性的一種自我保護(hù)機(jī)制，但是隨著鎘劑量的增加，這種損傷將變?yōu)椴豢赡娴腫12]。

3.2　鎘對(duì)河蟹酶系統(tǒng)影響

過(guò)量的鎘會(huì)損傷機(jī)體。它可與含巰基、羥基及氨基的蛋白質(zhì)分子結(jié)合，抑制一些酶系統(tǒng)的活性。

3.2.1鎘對(duì)抗氧化酶影響抗氧化酶主要包括超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPX）、谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶（GXT）等。這些酶類(lèi)可以有效地清除體內(nèi)的活性氧，從而避免對(duì)機(jī)體造成氧化損傷。劉曉玲等[13]研究發(fā)現(xiàn)，中華絨螯蟹鎘染毒劑量為2 mg/L就會(huì)導(dǎo)致肝胰腺SOD、CAT和GPX的活力下降，隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，酶活力有一定程度的恢復(fù)，當(dāng)增大染毒劑量和時(shí)間后這三種酶的活力開(kāi)始下降。表明低濃度的鎘對(duì)機(jī)體的抗氧化酶活力起到刺激作用，而高濃度則對(duì)機(jī)體造成傷害，抑制抗氧化酶活力。

3.2.2鎘對(duì)代謝酶影響谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）在動(dòng)物體蛋白質(zhì)代謝中至關(guān)重要的兩種氨基轉(zhuǎn)移酶，盧敬讓等研究發(fā)現(xiàn)對(duì)中華絨螯蟹鎘染毒后血清中GPT活力隨濃度增加而增加，這可能由于低濃度鎘染毒后導(dǎo)致機(jī)體組織受損，應(yīng)激響應(yīng)啟動(dòng)，導(dǎo)致組織中酶被釋放，因此酶活力升高。而當(dāng)高濃度鎘染毒時(shí)由于損傷已不可逆轉(zhuǎn)機(jī)，體中酶無(wú)法釋放，因此酶活力降低[14]。堿性磷酸酶是一種特異性較低的磷酸單酯酶，在核酸、蛋白質(zhì)和脂類(lèi)等物質(zhì)代謝中起重要作用，鎘對(duì)鋸緣青蟹酶活力的影響規(guī)律與上述類(lèi)似，同樣呈現(xiàn)出濃度效應(yīng)關(guān)系[15]。

3.3　鎘對(duì)生殖系統(tǒng)影響

鎘對(duì)生殖系統(tǒng)具有明顯的損傷效應(yīng)，主要表現(xiàn)在對(duì)卵巢發(fā)育、產(chǎn)卵率和受精卵孵化率方面的影響。對(duì)蛻皮后14 d的可口美青蟹的卵母細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，通過(guò)測(cè)量卵母細(xì)胞直徑和卵黃磷蛋白的積累發(fā)現(xiàn)，加入適量鎘（20 pg/L）后抑制了卵母細(xì)胞的增長(zhǎng)[16]。

4　結(jié)論

根據(jù)河蟹產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和養(yǎng)殖環(huán)境產(chǎn)地標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)4年對(duì)A市河蟹、水質(zhì)、底質(zhì)進(jìn)行鎘含量監(jiān)測(cè)顯示，雖個(gè)別樣品出現(xiàn)超出限量情況，超標(biāo)量在限量的2倍以?xún)?nèi)，超標(biāo)率不高，均符合相關(guān)限量要求，表明A市的河蟹產(chǎn)品及其產(chǎn)地環(huán)境中鎘含量大體合格，但仍需要對(duì)個(gè)別養(yǎng)殖區(qū)的水質(zhì)及河蟹產(chǎn)品加大關(guān)注力度，以確保當(dāng)?shù)睾有返慕】瞪鷳B(tài)養(yǎng)殖。

鎘對(duì)河蟹的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果顯示，體質(zhì)量10 g 左右的河蟹 24 h、48 h、72 h、96 h 半數(shù)致死量分別為 375.6 mg/L、7.4 mg/L、4.1 mg/L、3.2 mg/L。30 d染毒試驗(yàn)結(jié)果顯示，鎘染毒后對(duì)河蟹的活動(dòng)力、存活率、攝食量均存在不利影響，將染毒后河蟹解剖檢測(cè)結(jié)果顯示，河蟹的外殼、鰓、肝胰腺、肌肉中均有鎘殘留，殘留量由高到低依次為外殼、鰓、肝胰腺、肌肉。

該文總結(jié)了鎘對(duì)河蟹細(xì)胞結(jié)構(gòu)、酶系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)的影響，其中對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)影響體現(xiàn)在對(duì)細(xì)胞形狀、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞膜等多方面的不利影響。對(duì)酶系統(tǒng)影響包括對(duì)抗氧化酶、代謝酶的研究均顯示出明顯的劑量效應(yīng)現(xiàn)象，即低濃度染毒時(shí)酶活力增大，高濃度染毒時(shí)酶活力降低現(xiàn)象，這可能由于低劑量染毒時(shí)機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)激活，而高濃度染毒損傷不可逆有關(guān)。對(duì)生殖系統(tǒng)影響由于能夠造成產(chǎn)卵率降低、畸形率升高。因此對(duì)河蟹產(chǎn)品乃至養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行鎘的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)是必要的，是保障河蟹產(chǎn)品質(zhì)量安全的有效手段。