水體中鋅離子對錦鯉鰓和肌肉組織的影響

梁華+黃華婷+陳再忠

摘要：以錦鯉為研究對象，采用靜水試驗(yàn)，將錦鯉暴露在含有不同濃度鋅離子的水體中3 d，解剖取樣，干法灰化法用馬弗爐高溫500 ℃處理樣品，采用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)測定錦鯉鰓和肌肉組織的吸光度，對2種組織中鋅離子含量進(jìn)行分析比較，結(jié)果表明：鋅離子在錦鯉鰓和肌肉中的積累量隨水體中鋅離子濃度的增加而增加，當(dāng)水體中的鋅濃度達(dá)到20 mg/L時(shí)，增幅減小并開始下降，這說明鋅離子在魚體內(nèi)的吸收達(dá)到平衡；鋅離子在2種組織中的積累能力依次為鰓﹥肌肉。

關(guān)鍵詞：錦鯉；鋅離子；鰓；肌肉組織

中圖分類號：S965.812 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0241-02

鋅是魚類生存所必需的一種金屬元素，但過量則會(huì)抑制其生理功能，當(dāng)魚類和軟體動(dòng)物體內(nèi)的鋅含量超標(biāo)時(shí)，身體上就會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色的斑點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至可以導(dǎo)致死亡。鋅在生物體內(nèi)能被積累，并通過食物鏈轉(zhuǎn)移，最終危及健康。研究表明，鋅在鰱魚、鯽魚、金魚等魚類體內(nèi)都有富集作用^[1-3]，在歐洲鱒體內(nèi)出現(xiàn)遷移^[4]。錦鯉（Cyprinus carpio）作為一種觀賞魚，以其華麗的體型、鮮艷的色彩、悠然的泳姿深得人們喜愛。近年來，隨著市場需求增加及養(yǎng)殖技術(shù)提高，錦鯉養(yǎng)殖在我國不斷發(fā)展壯大。但是，目前由于水環(huán)境污染加劇，水中的重金屬污染物可能會(huì)影響錦鯉的健康與品質(zhì)，因此，研究重金屬鋅在錦鯉各組織中的富集，對水生生物資源及環(huán)境保護(hù)等都具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)用魚 試驗(yàn)用魚錦鯉購自江陰路花鳥市場，平均體長5 cm，均無明顯疾病及肉眼可見畸形。

1.1.2 試驗(yàn)藥品 分析純硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）、高純鋅片（Zn）、分析純鹽酸（HCl）。

1.1.3 試驗(yàn)用水 曝氣3 d以上的自來水，控制水溫（20±0.5） ℃，pH值為7.8±0.2。

1.1.4 試驗(yàn)儀器 25 mL容量瓶、100 mL容量瓶、瓷坩堝、可調(diào)式電爐、馬弗爐、TAS-990原子吸收分光光度計(jì)、GF-990石墨爐、氬氣、CW-1Y自動(dòng)控溫冷卻循環(huán)水裝置等。玻璃儀器均需以1 ∶6硝酸液浸泡過夜，用水反復(fù)沖洗，并用去離子水沖洗干凈。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 濃度設(shè)置 試驗(yàn)采用靜水法，用70 L水族箱作試驗(yàn)容器，每個(gè)水族箱放入20尾錦鯉，試驗(yàn)設(shè)置0、5、10、15、20、25 mg/L 共6個(gè)濃度，向水中加入硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）配制各濃度試驗(yàn)液，每組設(shè)置3個(gè)平行。錦鯉在試驗(yàn)前1 d及試驗(yàn)期間停食。試驗(yàn)進(jìn)行96 h，連續(xù)充氣，并及時(shí)清除死亡錦鯉。

1.2.2 樣品采集 從每個(gè)水族箱中隨機(jī)選取6尾魚，分別取鰓和背部肌肉，并將同一濃度6尾魚的相同組織混合為1個(gè)樣本進(jìn)行分析。

1.2.3 樣品處理 稱取試樣1.00～5.00 g（若試樣少于1 g，則以實(shí)際質(zhì)量計(jì)算）剪碎后置于瓷坩堝中，在可調(diào)式電爐上小火炭化至無煙，然后移入馬弗爐中，（500±25） ℃灰化約 8 h，冷卻后用1 ∶12鹽酸溶液將灰分溶解，移入25 mL容量瓶中，再用1 ∶12鹽酸溶液反復(fù)洗滌坩堝，并入容量瓶中，并稀釋至刻度，混勻備用^[5]。利用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行測定，波長選用307.6 nm。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線 配制鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液及標(biāo)準(zhǔn)使用液^[5]。吸取鋅標(biāo)準(zhǔn)使用液0、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0 mL分別置于 100 mL 容量瓶中，用0.1 mol/L鹽酸稀釋至刻度，用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)測吸光度，并求得吸光度與濃度關(guān)系的一元線性回歸方程。

1.2.5 計(jì)算公式^[5]公式為：X=（A×V×1 000）/（m×1 000），式中：X為試樣中鋅離子（Zn2+）的含量，mg/kg或mg/L；A為測定試樣消化液中鋅的含量，μg/mL；V為試樣消化液總體積，mL；m為試樣質(zhì)量或體積，g或mL。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，用Statistica 5.0分析軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 鋅離子對錦鯉肌肉組織的影響

由表1可見，錦鯉肌肉中鋅離子的含量隨著暴露水體中鋅離子濃度的升高而增加；當(dāng)暴露水體鋅離子濃度在0～10 mg/L 時(shí)，肌肉中鋅離子含量增長較緩慢且無顯著性差異；當(dāng)鋅離子濃度為15 mg/L時(shí)，含量為52.799 mg/kg，與暴露水體鋅離子為濃度10、20 mg/L時(shí)肌肉中鋅離子含量存在顯著性差異；在水體濃度到達(dá)20、25 mg/L時(shí)，肌肉中鋅離子含量分別為146.276、151.584 mg/kg，兩者之間無顯著性差異。由圖1可見，錦鯉肌肉中鋅離子含量隨暴露水體鋅離子含量的增長曲線趨勢平穩(wěn)，這說明肌肉中鋅含量增長速率緩慢。

2.2 鋅離子對錦鯉鰓的影響

由表1可見，錦鯉鰓中鋅離子含量也隨著暴露水體中鋅離子濃度升高而增加；在水體鋅離子濃度為0、5 mg/L時(shí)，錦鯉鰓中鋅離子含量無顯著性差異；水體鋅離子濃度為5、10 mg/L時(shí)，錦鯉鰓中鋅離子含量也無顯著性差異；當(dāng)水體鋅離子濃度在15 mg/L時(shí)，鰓中鋅離子含量為339.479 mg/kg，顯著高于水體鋅離子濃度為0～10 mg/L時(shí)鰓中鋅離子的含量；在水體鋅離子濃度為20 mg/L時(shí)，鰓中鋅離子含量達(dá)到最高，為359.330 mg/kg；在水體鋅離子濃度為25 mg/L時(shí)，錦鯉鰓中鋅離子含量有所下降，但與水體中鋅離子濃度為15、20 mg/L時(shí)鰓中鋅離子含量無顯著性差異。

3 結(jié)論與討論endprint

3.1 鋅離子在錦鯉組織中的富集

鋅在魚類鰓和肌肉中的富集量明顯高于其他金屬的富集量^[6]。鰓被認(rèn)為是魚體直接從水中吸收重金屬的主要部位^[7]，鰓對鋅的富集比肌肉高^[8]。肌肉中鋅離子的富集量較低，這可能與鋅在魚體內(nèi)的吸收代謝途徑有關(guān)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著水體鋅離子濃度不斷升高，錦鯉各組織中鋅離子的含量不斷增加，但水體鋅離子達(dá)到一定濃度后，錦鯉組織中鋅離子含量可能不會(huì)繼續(xù)增加，甚至?xí)兴陆?。水體鋅離子濃度為10～15 mg/L時(shí)，錦鯉鰓對鋅的富集速率最高；濃度為15～20 mg/L時(shí)，對鋅的富集速率下降；20～25 mg/L 時(shí)，鋅離子含量有所降低，水體鋅離子濃度為 25 mg/L 時(shí)鰓中鋅離子含量低于20 mg/L時(shí)鋅離子的含量。這可能是由于水體中鋅離子達(dá)到一定濃度后，鰓中鋅離子含量達(dá)到飽和，開始排出過多的鋅離子；水體鋅離子濃度為 15～20 mg/L 時(shí)，肌肉對鋅的富集速率最高；濃度為 20～25 mg/L 時(shí)，肌肉對鋅離子的富集速率下降，但是，水體鋅離子濃度25 mg/L與20 mg/L相比，肌肉中鋅離子濃度沒有降低。與鰓相比，肌肉對鋅離子的富集速率達(dá)到最高時(shí)，水體鋅離子濃度較高，肌肉中鋅離子含量達(dá)到飽和所需的水體鋅離子濃度也較高，在水體鋅離子濃度繼續(xù)升高到某一濃度后，肌肉中鋅離子含量也會(huì)有所下降，鋅離子在魚體內(nèi)的吸收趨于平衡。

3.2 錦鯉組織對鋅的富集作用

鰓與肌肉對鋅離子的富集速率達(dá)到最高時(shí)，鰓比肌肉所在水體鋅離子的濃度低。在對鋅離子的富集過程中，鰓比肌肉中的鋅離子含量先達(dá)到飽和。水體鋅離子濃度相同時(shí)，鰓與肌肉中的鋅離子含量存在顯著差異，鰓顯著高于肌肉，這說明錦鯉鰓對鋅離子的富集能力大于肌肉。這與李小云等研究有著相似的結(jié)論[1，9-10]，說明錦鯉與其他魚類相似，對重金屬鋅的富集能力較強(qiáng)，特別是鰓組織容易富集高含量的鋅。鋅雖然是錦鯉生存所必需的元素，但水體中的鋅離子濃度超過魚體需求時(shí)，勢必產(chǎn)生不利的影響，應(yīng)當(dāng)加以控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]藏維鈴，葉 林，徐軒成，等. 鰱、鯽魚對鋅富集作用的研究[J]. 淡水漁業(yè)，1990（3）：29-30.

[2]瞿建國. 鋅對金魚的急性毒性及在體內(nèi)的積累和分布[J]. 上海環(huán)境科學(xué)，1996，15（6）：42-43.

[3]Memmert U. Bioaccumulation of zinc in two freshwater organisms（Daphnia magna，Crustacea and Brachydanio rerio，Pisces）[J]. Water Research，1987，21（1）：99-106.

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[5]GB/T 5009.14—2003 食品中鋅的測定[S].

[6]李小云，王麗萍. 重金屬鋅在魚鰓和魚肉中的積累[J]. 光譜實(shí)驗(yàn)室，2009，26（2）：265-268.

[7]Scott D R，Mcdonald D G. Metal binding activity of the gills of rainbow trout（Oncorhynchus mykiss）[J]. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences，1991，48（6）：1061-1068.

[8]Roméo M，Siau Y，Sidoumou Z，et al. Heavy metal distribution in different fish species from the Mauritania coast[J]. Science of the Total Environment，1999，232（3）：169-175.

[9]李小云，王麗萍. 鯽魚對銅和鋅的吸收蓄積研究[J]. 四川環(huán)境，2008，27（5）：11-15.

[10]劉曉燕，王化敏. 銅、鋅在鯽魚幼魚組織中的積累與分布[J]. 理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2009，45（2）：235-237.endprint

3.1 鋅離子在錦鯉組織中的富集

鋅在魚類鰓和肌肉中的富集量明顯高于其他金屬的富集量^[6]。鰓被認(rèn)為是魚體直接從水中吸收重金屬的主要部位^[7]，鰓對鋅的富集比肌肉高^[8]。肌肉中鋅離子的富集量較低，這可能與鋅在魚體內(nèi)的吸收代謝途徑有關(guān)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著水體鋅離子濃度不斷升高，錦鯉各組織中鋅離子的含量不斷增加，但水體鋅離子達(dá)到一定濃度后，錦鯉組織中鋅離子含量可能不會(huì)繼續(xù)增加，甚至?xí)兴陆?。水體鋅離子濃度為10～15 mg/L時(shí)，錦鯉鰓對鋅的富集速率最高；濃度為15～20 mg/L時(shí)，對鋅的富集速率下降；20～25 mg/L 時(shí)，鋅離子含量有所降低，水體鋅離子濃度為 25 mg/L 時(shí)鰓中鋅離子含量低于20 mg/L時(shí)鋅離子的含量。這可能是由于水體中鋅離子達(dá)到一定濃度后，鰓中鋅離子含量達(dá)到飽和，開始排出過多的鋅離子；水體鋅離子濃度為 15～20 mg/L 時(shí)，肌肉對鋅的富集速率最高；濃度為 20～25 mg/L 時(shí)，肌肉對鋅離子的富集速率下降，但是，水體鋅離子濃度25 mg/L與20 mg/L相比，肌肉中鋅離子濃度沒有降低。與鰓相比，肌肉對鋅離子的富集速率達(dá)到最高時(shí)，水體鋅離子濃度較高，肌肉中鋅離子含量達(dá)到飽和所需的水體鋅離子濃度也較高，在水體鋅離子濃度繼續(xù)升高到某一濃度后，肌肉中鋅離子含量也會(huì)有所下降，鋅離子在魚體內(nèi)的吸收趨于平衡。

3.2 錦鯉組織對鋅的富集作用

鰓與肌肉對鋅離子的富集速率達(dá)到最高時(shí)，鰓比肌肉所在水體鋅離子的濃度低。在對鋅離子的富集過程中，鰓比肌肉中的鋅離子含量先達(dá)到飽和。水體鋅離子濃度相同時(shí)，鰓與肌肉中的鋅離子含量存在顯著差異，鰓顯著高于肌肉，這說明錦鯉鰓對鋅離子的富集能力大于肌肉。這與李小云等研究有著相似的結(jié)論[1，9-10]，說明錦鯉與其他魚類相似，對重金屬鋅的富集能力較強(qiáng)，特別是鰓組織容易富集高含量的鋅。鋅雖然是錦鯉生存所必需的元素，但水體中的鋅離子濃度超過魚體需求時(shí)，勢必產(chǎn)生不利的影響，應(yīng)當(dāng)加以控制。

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[10]劉曉燕，王化敏. 銅、鋅在鯽魚幼魚組織中的積累與分布[J]. 理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2009，45（2）：235-237.endprint

3.1 鋅離子在錦鯉組織中的富集

鋅在魚類鰓和肌肉中的富集量明顯高于其他金屬的富集量^[6]。鰓被認(rèn)為是魚體直接從水中吸收重金屬的主要部位^[7]，鰓對鋅的富集比肌肉高^[8]。肌肉中鋅離子的富集量較低，這可能與鋅在魚體內(nèi)的吸收代謝途徑有關(guān)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著水體鋅離子濃度不斷升高，錦鯉各組織中鋅離子的含量不斷增加，但水體鋅離子達(dá)到一定濃度后，錦鯉組織中鋅離子含量可能不會(huì)繼續(xù)增加，甚至?xí)兴陆?。水體鋅離子濃度為10～15 mg/L時(shí)，錦鯉鰓對鋅的富集速率最高；濃度為15～20 mg/L時(shí)，對鋅的富集速率下降；20～25 mg/L 時(shí)，鋅離子含量有所降低，水體鋅離子濃度為 25 mg/L 時(shí)鰓中鋅離子含量低于20 mg/L時(shí)鋅離子的含量。這可能是由于水體中鋅離子達(dá)到一定濃度后，鰓中鋅離子含量達(dá)到飽和，開始排出過多的鋅離子；水體鋅離子濃度為 15～20 mg/L 時(shí)，肌肉對鋅的富集速率最高；濃度為 20～25 mg/L 時(shí)，肌肉對鋅離子的富集速率下降，但是，水體鋅離子濃度25 mg/L與20 mg/L相比，肌肉中鋅離子濃度沒有降低。與鰓相比，肌肉對鋅離子的富集速率達(dá)到最高時(shí)，水體鋅離子濃度較高，肌肉中鋅離子含量達(dá)到飽和所需的水體鋅離子濃度也較高，在水體鋅離子濃度繼續(xù)升高到某一濃度后，肌肉中鋅離子含量也會(huì)有所下降，鋅離子在魚體內(nèi)的吸收趨于平衡。

3.2 錦鯉組織對鋅的富集作用

鰓與肌肉對鋅離子的富集速率達(dá)到最高時(shí)，鰓比肌肉所在水體鋅離子的濃度低。在對鋅離子的富集過程中，鰓比肌肉中的鋅離子含量先達(dá)到飽和。水體鋅離子濃度相同時(shí)，鰓與肌肉中的鋅離子含量存在顯著差異，鰓顯著高于肌肉，這說明錦鯉鰓對鋅離子的富集能力大于肌肉。這與李小云等研究有著相似的結(jié)論[1，9-10]，說明錦鯉與其他魚類相似，對重金屬鋅的富集能力較強(qiáng)，特別是鰓組織容易富集高含量的鋅。鋅雖然是錦鯉生存所必需的元素，但水體中的鋅離子濃度超過魚體需求時(shí)，勢必產(chǎn)生不利的影響，應(yīng)當(dāng)加以控制。

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[7]Scott D R，Mcdonald D G. Metal binding activity of the gills of rainbow trout（Oncorhynchus mykiss）[J]. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences，1991，48（6）：1061-1068.

[8]Roméo M，Siau Y，Sidoumou Z，et al. Heavy metal distribution in different fish species from the Mauritania coast[J]. Science of the Total Environment，1999，232（3）：169-175.

[9]李小云，王麗萍. 鯽魚對銅和鋅的吸收蓄積研究[J]. 四川環(huán)境，2008，27（5）：11-15.

[10]劉曉燕，王化敏. 銅、鋅在鯽魚幼魚組織中的積累與分布[J]. 理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2009，45（2）：235-237.endprint