中国海产贝类重金属富集与环境背景的关系

中国海产贝类重金属富集与环境背景的关系

中国大部分重要的沿海保护区分布在港口和河口附近的水域。这些水域也是沿海污染物和海上污染的主要场所。尤其随地表径流进入沿海水体的重金属废水,在恶化局部海域水质的同时,其重金属也能够通过食物链在贝类体内富集,从而威胁到贝类食品的质量和安全。有关贝类体内重金属富集量与环境重金属背景值之间的关系,国内外已有不少研究报道。如贺广凯测定了黄渤海沿岸经济贝类体中重金属残留量水平;黄宏瑜等监测了珠海市水产品中Hg,Cd,Pb砷污染状况;王艳等、高淑英等分别评价了珠江口和湄洲湾贝类体内重金属含量水平;毕春娟等分析了长江口潮滩大型底栖动物对重金属的累积特征;Cheggour等研究了法国Moroccan河口沉积物重金属和贝类Scrobiculariaplana组织中重金属之间的关系,发现沉积物中Cd,Cu,Ni,Zn等重金属数量增多使海产贝类体内重金属增大。另外还有一些相关的研究。本文选择了东海近海一些典型的养殖区域,分析了贝类重金属与环境中重金属含量之间的关系,以揭示贝类生物对重金属富集以及环境重金属背景值上升对食品安全的影响。1样品采集和分析2006年5—7月,分别对海州湾、吕泗、嵊泗和舟山海区海产贝类重金属含量和环境背景值进行了调查。水质、沉积物为同站位,生物样在调查区域内采集。采样站位和所采生物物种名称如表1所示。贝类样品用海水冲净后冷藏送至实验室去壳,然后用匀浆机搅拌匀浆,制成样品待测。除了紫贻贝(Mytilusedulis)为养殖品种,其余均为自然野生贝类,主要采自潮间带。水样现场采集后用0.45m滤膜过滤,过滤后的水样注入500cm3聚乙烯瓶中,加入1cm3优级纯硝酸固定,回实验室分析。现场采集沉积物样品约1kg,装入塑料袋密封包装,带回实验室后放在烘箱中105℃烘干24h,研磨,过160目筛待测。水质重金属的测定方法按照国家标准GB17378.4,沉积物重金属测定方法按照国家标准GB17378.5,生物体重金属测定方法按照国家标准GB17378.6。Pb和Cd分析用无火焰原子吸收分光光度法(AA220Z原子吸收分光光度计),Hg和As分析用原子荧光分光光度法(AFS-9130原子荧光分光光度计)。2结果2.1吕历史1个和浙江省不同区域沉积hg的差异图1是不同海域沉积物Hg,水体Hg和生物体Hg含量测定的结果。在浙江省嵊泗和江苏省海州湾采样点水体Hg含量较低,分别为46.10ng/L和28.90ng/L,明显低于江苏省吕泗和浙江省舟山采样点,后两者分别为92.40ng/L和104.00ng/L。沉积物中Hg含量:吕泗最低(13.7g/kg),其次为海州湾(33.7µg/kg),舟山和嵊泗较高,分别为49.5µg/kg和42.5g/kg。生物体Hg含量从低到高分别是海州湾的红螺(Rapanabezoar)(8.4µg/kg)<嵊泗的贻贝(Mytilus.sp)(13.6µg/kg)<吕泗的螠蛏(Sinonovaculaconstricta)(18.9µg/kg)<舟山的紫贻贝(Mytilusedulis)(32.6µg/kg)。2.2海州湾和社会主义革命和舟、舟沉积物cd含量比较图2是不同海域沉积物Cd、水体Cd和生物体Cd含量测定的结果。在嵊泗和吕泗采样点水体Cd含量较低,分别为0.094µg/L和0.032µg/L,明显低于海州湾和舟山采样点,后两者分别为0.134µg/L和0.165µg/L。沉积物中Cd含量:海州湾最低(0.095mg/kg),其次为舟山(0.141mg/kg),吕泗和嵊泗较高,分别为0.314mg/kg和0.324mg/kg。生物体Cd含量从低到高分别是吕泗的螠蛏(0.456mg/kg)<嵊泗的贻贝(0.480mg/kg)<海州湾的红螺(0.530mg/kg)<舟山的紫贻贝6.41mg/kg)。2.3采样点水体中pb含量图3是不同海域沉积物Pb、水体Pb和生物体Pb含量测定的结果。嵊泗采样点水体Pb含量较低,为0.68mg/L,其次是吕泗和舟山,分别是3.33µg/L和3.39µg/L,海州湾采样点水体Pb含量最高,为10.5µg/L。沉积物中Pb含量与水体中Pb含量变化相反,海州湾最低(13.2mg/kg),其次为舟山(17.6mg/kg),吕泗和嵊泗较高,分别为23.5mg/kg和25.0mg/kg。生物体Pb含量从低到高分别是嵊泗的贻贝0.240mg/kg<舟山的紫贻贝(0.685mg/kg)<吕泗的螠蛏(1.10mg/kg)<海州湾的红螺(1.29mg/kg)。2.4水体as含量图4是不同海域沉积物As,水体As和生物体As含量测定的结果。在嵊泗和舟山吕泗采样点水体As含量较低,分别为1.64µg/L和1.58µg/L,明显低于海州湾(2.71µg/L)和舟山(2.08µg/L)采样点水体As含量。沉积物中As含量趋势与水体As不同,吕泗最低(7.30mg/kg),舟山(9.8mg/kg)和嵊泗较高(9.70mg/kg)相近,海州湾(10.9mg/kg)最高。生物体As含量从低到高分别是舟山的紫贻贝(1.35mg/kg)<海州湾的红螺(0.144mg/kg)<嵊泗的贻贝(0.288mg/kg)<吕泗的螠蛏(0.311mg/kg)。3讨论3.1as含量对藻类体内pb、cd和pb含量的影响依据本文的研究结果,水体中的重金属含量与生活在该环境下贝类生物体的重金属含量呈明显正相关关系,但沉积物中的重金属含量与该环境下贝类生物体的重金属含量则相关关系不明显。例如,嵊泗和海州湾采样点水体Hg含量较低,其环境中贝类体内的Hg含量也较低。而嵊泗采样点沉积物中Hg含量较高,但其贝类生物体内的Hg含量却较低。又如,舟山海域采样点水体Cd含量非常高,表2显示,该环境下的贝类体内Cd含量非常高,而该海域沉积物中Cd的含量较低。再如,舟山海域采样点水体中Pb含量最高,由此引起该水域中贝类体内Pb含量明显高于其他海域。而舟山海域沉积物中Pb的含量却是最低的。在本调查中,生物体As含量与As含量环境没有显示出明显的正相关关系,例如,舟山海域采样点贝类体内As含量明显高于其他海域,但水体和沉积物中的As含量均不是最高值。相反,海州湾海域采样点贝类体内As含量最低,其水体和沉积物中的As含量却是最高值。以上分析可知,除了As外,影响贝类体内重金属Hg,Cd和Pb含量的主要因素是水体中的重金属含量而不是沉积物中的重金属含量。贝类基本上是滤食性动物,水体中以离子状态存在或吸附在有机体和有机颗粒表面的重金属在贝类滤食过程中摄入,形成重金属在贝类体内的富集。贝类并不食入沉积物中的有机物,因此沉积物中重金属对贝类影响较小。以上分析可见,贝类滤食习性而不是啃食使水体中重金属成为影响贝类生物体内重金属含量的重要原因。3.2贝类体内重金属含量的变化比较图1至图3,如果消除量纲,以生物体重金属含量与水体重金属之比计,水体中的Pb含量明显高于Cd。但是贝类体内含量相反,贝类体内Cd含量要明显高于Pb。由此可以推断,尽管贝类在滤食过程中,被动地摄入了Pb,形成了一定的富集,但贝类体内对Pb有一个排泄机制,形成贝类体内的Pb含量要明显低于Cd。而Cd不同,贝类被动地摄入Cd后,排出体外较少,形成Cd金属在体内的富集,以此推测,Cd还有可能在人体中进一步富集。因此环境中的Cd对贝类食品安全的威胁更大,应该对此引起足够的重视。就Hg在贝类体内富集而言,其富集程度低于Cd而高于Pb。上述推测还需要在试验中进一步证实。本研究采样和测定了不同贝类体内重金属含量。依据测定结果计算,不同贝类体内Hg与水体Hg数值之比分别为:紫贻贝(31∶100)>红螺(29∶100)=贻贝(29∶100)>螠蛏(21∶100)。不同贝类体内Cd与