曹菊花， 黃春紅， 蘇 欣

(1.湖南文理學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/水產(chǎn)高效健康生產(chǎn)湖南省協(xié)同創(chuàng)新中心/動(dòng)物學(xué)湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖南 常德 415000； 2.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 化學(xué)與生物工程學(xué)院/湖南省水生資源食品加工工程技術(shù)研究中心， 湖南 長(zhǎng)沙 410004)

洞庭湖分為東洞庭湖、南洞庭湖和西洞庭湖，是中國(guó)重要的水產(chǎn)品基地，水產(chǎn)資源十分豐富。截至2011年，西洞庭湖共計(jì)有魚(yú)類9目20科111種[1]；至2014年，洞庭湖共記錄有底棲動(dòng)物4門(mén)7綱58種，其中，含寡毛類7種和軟體動(dòng)物28種[2]。2016年，東洞庭湖的魚(yú)類資源總數(shù)約為2.36×108尾，資源總量約為0.97萬(wàn)t[3]；同年南洞湖庭有魚(yú)類115種、蝦類9種和貝類48種[4]。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)與工業(yè)的快速發(fā)展，水產(chǎn)品養(yǎng)殖面積不斷擴(kuò)大，養(yǎng)殖強(qiáng)度不斷增加，養(yǎng)殖水環(huán)境不斷惡化，養(yǎng)殖水體以及水產(chǎn)品污染問(wèn)題，尤其是重金屬污染已引起人們的廣泛關(guān)注[5]。與環(huán)境污染密切相關(guān)的重金屬，通常主要指汞(Hg)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、銅(Cu)和砷(As)等生物毒性極強(qiáng)的元素。由于魚(yú)類等水產(chǎn)品具有一定的重金屬富集能力，且水產(chǎn)品中的重金屬可以通過(guò)生物富集對(duì)人體健康造成威脅或傷害，而弄清其污染的來(lái)源及水產(chǎn)品重金屬富集現(xiàn)狀具有重要意義。為此，采用文獻(xiàn)調(diào)查法，探討近年來(lái)洞庭湖魚(yú)類等水產(chǎn)品重金屬富集的現(xiàn)狀及其污染的來(lái)源，旨在推動(dòng)洞庭湖重金屬監(jiān)測(cè)目標(biāo)向全面化和系統(tǒng)化方向發(fā)展，為其水產(chǎn)品的安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1水產(chǎn)品重金屬富集現(xiàn)狀

洞庭湖水產(chǎn)品重金屬研究目前主要集中在魚(yú)類，且已有的關(guān)于洞庭湖魚(yú)類重金屬富集的多數(shù)研究中，涉及的重金屬種類比較單一，研究主要以Pb和Cd的富集為主，僅少數(shù)研究者對(duì)Pb和Cd以外的Hg和As等重金屬進(jìn)行了研究[6]。根據(jù)NY5073-2006無(wú)公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)，魚(yú)類Pb和Cd含量應(yīng)分別低于500 μg/kg和100 μg/kg[7]。近年來(lái)，洞庭湖被檢魚(yú)類中，僅發(fā)現(xiàn)鯽魚(yú)肌肉中Cd含量和鯰魚(yú)肌肉中Pb、Cd含量有超標(biāo)現(xiàn)象，其余多種魚(yú)類肌肉中Pb、Cd含量均明顯低于標(biāo)準(zhǔn)限值。但是，洞庭湖部分魚(yú)類內(nèi)臟中Pb和Cd的含量超標(biāo)現(xiàn)象較為明顯。如，烏鱧、鳊魚(yú)和鯉魚(yú)的腸道和肝胰臟，鳙魚(yú)、翹嘴鲌的肝胰臟，Cd含量均超出無(wú)公害食品中魚(yú)類的最低標(biāo)準(zhǔn)限值。另外，烏鱧的皮，草魚(yú)的肌肉與腸道，鱖魚(yú)、翹嘴鲌腸道中Cd含量均在90 μg/kg以上，均已接近標(biāo)準(zhǔn)限值。但是，所有被檢魚(yú)類的內(nèi)臟、魚(yú)皮以及魚(yú)鱗中Pb含量均明顯低于標(biāo)準(zhǔn)限值。已有研究結(jié)果表明[6,8-11]，相同魚(yú)類不同組織的Pb和Cd的富集量依次為鰓>肝胰臟>腸>皮>鱗>肌肉，其中，肌肉中又以腹肌的富集量較高?？傮w上看，洞庭湖魚(yú)類內(nèi)臟Pb和Cd的富集量明顯高于肌肉，張曉文等[12]對(duì)太湖水產(chǎn)品重金屬的測(cè)定結(jié)果與其類似。

洞庭湖相同魚(yú)類同一組織Pb和Cd含量的檢測(cè)結(jié)果存在一定差異，這可能與魚(yú)類的規(guī)格大小、樣品預(yù)處理方法，以及重金屬的分析方法不同等有關(guān)。以魚(yú)體規(guī)格為例，體重大的魚(yú)類重金屬含量可能高于體重小的同種魚(yú)類。曾齡頤等[8-10]研究發(fā)現(xiàn)，800 g鰱魚(yú)肌肉的Pb和Cd含量均較500 g鰱魚(yú)高50 μg/kg左右，800 g草魚(yú)肌肉的Pb和Cd含量均較180～370 g草魚(yú)高90 μg/kg左右。劉芳芳等[13]研究發(fā)現(xiàn)，鯉魚(yú)從1月齡增至4月齡，鰓、肝臟及肌肉中的Cd含量均有不同程度提高。樊學(xué)敏等[14]研究結(jié)果表明，經(jīng)濕法消解的血清樣品中Cd的含量略高于微波消解樣品中的含量。李永亮等[15]報(bào)道，微波消解、電熱板消解以及一體化消解等不同前處理對(duì)穩(wěn)定型金屬如Pb和Cd的影響較小，但對(duì)于易揮發(fā)的重金屬如Hg和As的影響較大。許園園等[16]研究發(fā)現(xiàn)，使用氫氟酸作為消解液時(shí)，會(huì)導(dǎo)致Pb和As等含量的測(cè)定結(jié)果偏低。

關(guān)于洞庭湖蟹、蝦和貝類等重金屬含量的研究較少，且以Pb和Cd的富集為主。劉麗等[17]研究表明，西洞庭湖的南美白對(duì)蝦Pb和Cd含量分別為30～80 μg/kg及10～40 μg/kg。李利強(qiáng)等[4]報(bào)道，洞庭湖Pb、Cd、As質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高的區(qū)域，寡毛類密度越高，即寡毛類可以作為這3種重金屬污染的潛在指示生物，但未對(duì)寡毛類等底棲動(dòng)物的重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)分析。而洞庭湖以外的其他地區(qū)的蟹、蝦和貝類重金屬富集狀況也有一些相關(guān)研究報(bào)道。李永華等[18]研究發(fā)現(xiàn)，太白湖河蚌和田螺的Pb含量分別為93.25 μg/kg和110.00 μg/kg，Cd含量分別為10 μg/kg和2 μg/kg，Cr含量分別為5.12 mg/kg和3.60 mg/kg。顧海寧等[19]對(duì)天津的淡水魚(yú)類、甲殼類和軟體動(dòng)物等Pb、Cd、Cr、As和Hg含量進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，被檢魚(yú)類的Cd含量、甲殼類的Cd和Pb含量及軟體動(dòng)物的Cr和Pb均高于GB2762-2012食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)值。李學(xué)強(qiáng)等[20]檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，南京三角帆蚌的軟體組織的Pb和Cd含量分別為540 μg/kg和2 μg/kg，其中pb含量明顯高于NY5073-2006無(wú)公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)。綜合來(lái)看，除魚(yú)類外，目前關(guān)于洞庭湖蟹、蝦和貝類等其他水產(chǎn)品的重金屬污染還有待進(jìn)一步深入研究。

2水產(chǎn)品重金屬污染來(lái)源

2.1外源性污染

洞庭湖水產(chǎn)品重金屬外源性污染是指其生活的環(huán)境，如水體和底泥等的污染。其中，水體和底泥中重金屬主要來(lái)源于生活污水和工業(yè)廢水，人為投入到水體中的飼料、藥物、調(diào)水劑和改底劑等投入品，以及隨水流入湖泊的農(nóng)用化肥、農(nóng)藥等。水體和底泥等外源性污染是導(dǎo)致水產(chǎn)品重金屬富集的重要原因。

2.1.1水體湖南省的主要河流、湖泊均屬于洞庭湖水系，有關(guān)洞庭湖水系表層水體重金屬富集情況的研究報(bào)道非常多。楊中芳等[21]2008年對(duì)不同季節(jié)的洞庭湖水系主要河流中As、Cd和Pb等重金屬含量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，洞庭湖水系多數(shù)河流中As和Cd含量分別為4.20～16.37 μg/L和0.30～1.37 μg/L，遠(yuǎn)高于李健等[22]1986年前測(cè)得的洞庭湖水系水體環(huán)境As和Cd背景值0.6～2.5 μg/L和0.03～0.31 μg/L。另外，洞庭湖水系主要河流枯水期Pb含量為4.25～13.84 μg/L，明顯高于枯水期背景值4.00 μg/L。但是，畢斌[23]2017年研究結(jié)果表明，洞庭湖表層水體中As、Cr、Pb、Cu、Hg、Cd、Zn和Ni等重金屬含量符合GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值，在不同境域的空間分布特征為東洞庭湖>南洞庭湖>西洞庭湖。洞庭湖部分魚(yú)類內(nèi)臟Pb和Cd含量較高，可能與洞庭湖水系不同區(qū)域中Pb和Cd含量較高有關(guān)。

2.1.2底泥由于底泥等沉積物是重金屬的潛在污染源，有關(guān)洞庭湖表層沉積物中重金屬含量的研究較多。從近5年來(lái)的研究結(jié)果[23-29](表1)看，洞庭湖底泥等沉積物中重金屬元素含量為Cr>Cu>Pb>As>Cd>Hg，且全部超過(guò)國(guó)家一級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)，As、Cd和Hg元素超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。畢斌[23]檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，洞庭湖表層沉積物被檢元素含量由高到低依次為Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、As、Cd和Hg。沉積物中的重金屬在一定條件下會(huì)釋放到水體中，影響水生生物的健康和水產(chǎn)品的安全，進(jìn)而危害人類健康。

表1 近5年洞庭湖表面沉積物重金屬平均含量

注：GB 15618-1995國(guó)家土壤環(huán)境As、Pb、Cu、Cd、Hg和Cr含量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別為15 mg/kg、35 mg/kg、35 mg/kg、0.20 mg/kg、0.15 mg/kg和90 mg/kg，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別為30 mg/kg、500 mg/kg、400 mg/kg、1.0 mg/kg、1.5 mg/kg和500 mg/kg。

Note: The first standard and second standard of As, Pb, Cu, Cd, Hg and Cr in GB 15618-1995 National Soil Environment is 15 mg/kg, 35 mg/kg, 35 mg/kg, 0.20 mg/kg, 0.15 mg/kg and 90 mg/kg，and 30 mg/kg, 500 mg/kg, 400 mg/kg, 1.0 mg/kg, 1.5 mg/kg and 500 mg/kg respectively.

2.2內(nèi)源性污染

水產(chǎn)品中重金屬內(nèi)源性污染是指魚(yú)體等水產(chǎn)品自身對(duì)重金屬的濃縮富集效應(yīng)。不同水生動(dòng)物對(duì)重金屬的富集能力存在差異。不同食性魚(yú)類重金屬富集效應(yīng)由高到低依次為肉食性魚(yú)類、雜食性魚(yú)類、濾食性魚(yú)類和草食性魚(yú)類；常規(guī)淡水魚(yú)、蝦的重金屬富集風(fēng)險(xiǎn)由高到低則依次為鯽魚(yú)、鯰魚(yú)、龍蝦、鰱魚(yú)、赤眼鱒、鯉魚(yú)、草魚(yú)和鳊魚(yú)[23]。不同水層魚(yú)類的重金屬含量為中下層魚(yú)類高于中上層魚(yú)類[6]。同種魚(yú)類，不同組織中重金屬的富集能力也不同，以鯉魚(yú)為例，肝臟為Pb、Cu和Cd的主要富集部位，鰓為Zn 的主要富集部位，而肌肉對(duì)不同種類重金屬的富集能力均最弱[13]?？梢?jiàn)，魚(yú)的種類和組織部位不同，其對(duì)重金屬的富集能力存在差異。

3存在問(wèn)題與對(duì)策

3.1存在問(wèn)題

重金屬是一類持久性的有毒污染物，可通過(guò)攝食途徑在生物體內(nèi)富集，對(duì)水產(chǎn)品食用安全構(gòu)成潛在威脅。目前，有關(guān)洞庭湖水產(chǎn)品重金屬的研究取得了一些進(jìn)展，但主要集中在經(jīng)濟(jì)魚(yú)類，對(duì)蝦、蟹、螺、蜆和蚌等其他水產(chǎn)品的系統(tǒng)研究非常少。研究?jī)?nèi)容主要集中在不同魚(yú)類對(duì)重金屬富集能力的差異和同一魚(yú)類不同組織部位重金屬含量方面；研究的重金屬種類單一，主要以研究Pb和Cd為主，對(duì)其他危害人體健康的Hg、Cr、As和Cu等重金屬的研究還不夠深入；對(duì)洞庭湖特定水產(chǎn)品重金屬污染的監(jiān)測(cè)還缺乏連續(xù)性和系統(tǒng)性，尤其對(duì)洞庭湖區(qū)水體食物鏈間的重金屬轉(zhuǎn)移關(guān)系尚缺乏系統(tǒng)性研究。

3.2對(duì)策

由于重金屬可以通過(guò)生物富集和食物鏈危害人體健康，應(yīng)采取措施來(lái)預(yù)防和治理洞庭湖水體、底泥以及水產(chǎn)品中重金屬污染。首先，高密度養(yǎng)殖模式下，魚(yú)類等水產(chǎn)品主要以人工配合飼料為主要食物來(lái)源，不合格的飼料是導(dǎo)致水產(chǎn)品重金屬污染的原因之一。有研究表明，東洞庭湖網(wǎng)箱養(yǎng)殖鯉魚(yú)中使用的糠餅類飼料中Pb、Cd和Cu等重金屬含量較高，分別為0.49～0.60 mg/kg、1.01～1.50 mg/kg和7.80～8.46 mg/kg，成為鯉魚(yú)體內(nèi)重金屬的主要來(lái)源[13]。部分市售水產(chǎn)飼料及礦物質(zhì)飼料原料也存在無(wú)機(jī)砷、汞、鎘和鉻等重金屬超標(biāo)現(xiàn)象和重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)[30-31]。因此，加強(qiáng)對(duì)水產(chǎn)飼料及原料質(zhì)量的監(jiān)督和管理是控制水產(chǎn)品重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)的重要舉措。同時(shí)，適當(dāng)降低魚(yú)類的養(yǎng)殖密度，以減少洞庭湖境域內(nèi)養(yǎng)殖水體中飼料、藥劑和調(diào)水劑等的投入量或施用量。其次，對(duì)于可能導(dǎo)致養(yǎng)殖水體和底泥重金屬污染的工業(yè)廢水和生活污水，應(yīng)在污水排放前先對(duì)重金屬進(jìn)行沉淀、吸附和膜分離等脫除處理[32]。另外，對(duì)于水產(chǎn)品已受重金屬污染的區(qū)域，應(yīng)采取以下措施進(jìn)行治理。一是化學(xué)改良劑改良。如磷酸鹽、碳酸鈣和石灰粉等改善重金屬輕度污染境域，有研究表明，磷灰石和石灰均可有效地降低Cu和Cd的可浸出性和有效態(tài)[33]。二是生物修復(fù)。對(duì)于重金屬污染較嚴(yán)重的境域，則可以通過(guò)生物修復(fù)途徑來(lái)修復(fù)。菰和菖蒲對(duì)污水有良好的凈化效果，其中菰對(duì)洞庭湖區(qū)的Cd和Cu污染具有較強(qiáng)的修復(fù)作用[34]。蘆葦則對(duì)Cd、Pb和Cr等富集能力很強(qiáng)[35]。因此，可以通過(guò)種植水生植物來(lái)降低洞庭湖的重金屬污染，進(jìn)而減少洞庭湖水產(chǎn)品中重金屬富集量。三是綜合修復(fù)途徑[36]。對(duì)化學(xué)修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)等進(jìn)行綜合運(yùn)用，可有效地修復(fù)養(yǎng)殖水體底泥重金屬污染。

總之，為了提高洞庭湖水產(chǎn)品的安全性，除了嚴(yán)格遏制人為因素造成的重金屬污染外，針對(duì)天然污染源，未來(lái)洞庭湖水產(chǎn)品重金屬富集狀況，應(yīng)分季節(jié)、分年度、分境域進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，涉及的重金屬種類應(yīng)大幅度增加，使洞庭湖水產(chǎn)品重金屬監(jiān)測(cè)朝著全面化和系統(tǒng)化方向發(fā)展。