沿黃地區不同養殖魚類重金屬殘留特征

張小磊，李春發，梁少民，齊慶超

(1.河南省科學院地理研究所，河南 鄭州 450052；2.河南省地礦局測繪地理信息院，河南 鄭州 450006)

重金屬具有易于富集、毒性強且不易分解等特點，通常被認為是危害環境的重要潛在污染物[1]。近些年來，隨著工業活動的加劇，大量的重金屬元素被釋放并進入環境中，加上農藥和化肥的不合理使用，使得環境中容納了過量的重金屬元素，造成了復雜多樣的重金屬污染問題[2-5]。其中，進入水體環境中的重金屬元素可通過食物鏈在魚類等生物體內積累，造成水產品重金屬污染，帶來食用健康風險，威脅人體健康[6-7]。因此，開展魚類體內重金屬相關研究，對水體及魚類等水產品重金屬污染防治和漁業生產可持續發展均具有重要的現實意義[8]。

沿黃地區是我國中部重要的水產品養殖集散地，得天獨厚的地理條件，使得沿黃地區養殖業發達，水產品久負盛名[9]，在保障周邊地區水產品供應中發揮著不可替代的作用。然而，已有的研究表明[9-10]，沿黃地區已存在有一定程度的重金屬污染風險，這使得人們逐漸關注該地區魚類的重金屬污染狀況。但是，目前這方面的有關研究報道相對還較為缺乏。基于此，本研究以沿黃地區水產養殖中較為常見的鯽、草魚、鰱和泥鰍為研究對象，分析不同養殖魚類重金屬殘留特征，以期為指導沿黃地區漁業安全生產和可持續發展，維護人體健康提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

選取河南省沿黃地區為研究區域。該地區水利和交通條件均十分便利，屬暖溫帶大陸性季風氣候，雨熱同期，春夏秋冬四季分明。全年平均氣溫15.5 ℃；8月份最熱，月平均氣溫25.7 ℃；1月份最冷，月平均氣溫2.2 ℃；全年平均降水量543 mm，無霜期209 d。近幾年來，隨著地理標志產品經濟效益的凸顯和鄉村振興戰略的實施，人們加大了對沿黃地區水產養殖的投入，特色養殖初具規模，為本研究的開展提供了有利的前提條件。

1.2 樣品采集

本研究在研究區域內水產養殖具有代表性且分布較為集中的滎陽市、惠濟區、中牟縣進行樣品采集，共捕得養殖魚類樣品164尾。樣品采集后迅速冷藏并帶回實驗室，測定魚類體長、體重等基礎參數(表1)。解剖后取適量肌肉組織樣品，編號后置于冰箱中冷凍保存(-20 ℃)。

表1 養殖魚類樣品基礎參數

1.3 樣品制備

取出魚類肌肉組織樣品于室溫下解凍，除去樣品中的魚刺，用去離子水沖洗兩遍后晾干，再用不銹鋼剪刀剪碎，放入組織破碎器中均漿，然后冷凍干燥并用研缽研磨成粉末。

準確稱取0.5 g樣品粉末，置于消解罐中，分別加入6.0 mL HNO3和2.0 mL H2O2，浸泡1 h后，擰緊罐蓋，放入微波消解儀中進行消解。等待消解完畢，冷卻，加入0.5 mL HNO3轉移至50 mL容量瓶中，用適量超純水洗滌消解罐內壁多次，合并洗液后定容混勻，待測。

1.4 樣品測定方法

采用ICP-MS(電感耦合等離子體發射質譜法)測定樣品中Pb、Cr、Cd、Cu的含量，采用AFS(還原氣化-原子熒光光譜法)測定樣品中As的含量。測定時所用試劑均為優級純，所有樣品采取空白、標準樣品以及平行樣品的方式進行測定質量控制。

2 結果與分析

2.1 魚類重金屬殘留含量統計

研究區養殖魚類重金屬殘留含量統計特征如表2所示。

表2 養殖魚類重金屬殘留含量統計

由表2可以看出，Pb、Cr、Cd、Cu、As 5種重金屬元素在沿黃地區魚類樣品中均有檢出，其中檢出率最低的為元素Cd，其值為62.80%，最高的為元素Cr和Cu，其值均達到100%。就平均值而言，Pb、Cr、Cd、Cu、As 5種重金屬元素殘留含量分別為0.27，0.45，0.05，1.29，0.07 mg·kg-1，其值大小表現為Cu>Cr>Pb>As>Cd，并且Cu的值遠大于其他4種重金屬元素，這可能是因為Cu作為保證生命體正常生活的微量元素，更易被魚體吸收，從而導致其值相對其他元素明顯偏大[9]。分別對比各重金屬元素的最大值和最小值可以看出，Pb、Cr、Cd、Cu、As的殘留含量在魚類樣品中均具有極大的差異，其中最大值分別是平均值的4.41，3.16，10.21，5.05，6.86倍，說明各重金屬元素的殘留在沿黃地區魚類中差異較大，部分樣品可能已存在重金屬污染的問題，需要引起有關部門注意。

2.2 魚類重金屬殘留水平

將本研究中Pb、Cr、Cd、Cu、As 5種重金屬元素殘留含量與國家健康限量標準進行對比(見表3)，可以看到各重金屬元素殘留含量的平均值均明顯低于《農產品安全質量無公害水產品安全要求》(GB 18406.4-2001)[11]和《食品中污染物限量》(GB 2762-2017)[12]中重金屬含量限量標準，說明沿黃地區魚類重金屬殘留含量總體處于安全水平。

對比全國不同地區魚類重金屬含量可知(表3)，與北京農貿市場魚類相比，本研究中Pb、Cr和As處于較低水平，而Cd和Cu處于相近水平；與上海垂釣水域魚類相比，本研究中Cr、Cu和As處于較低水平，而Pb和Cd處于相近水平；與蚌埠市場魚類相比，本研究中Pb和As處于較高水平，而Cr、Cd和Cu處于相近水平；與珠江三角洲河網魚類相比，本研究中除Cd處于較高水平外，其他4種重金屬元素均處于較低水平。這些差異可能是由各研究中魚類樣品的來源與數量、魚類自身的生物學特性以及其棲息環境的不同造成的[9]。

表3 不同地區魚類重金屬含量比較 單位：mg/kg

2.3 不同魚類重金屬殘留含量差異

表4為不同魚類重金屬殘留含量。

表4 不同魚類重金屬殘留含量 單位：mg/kg

從表4可知，沿黃地區不同養殖魚類重金屬殘留含量存在著較為明顯的差異。對Pb和Cd而言，重金屬殘留均在泥鰍中的含量最高，其次依次為草魚、鯽和鰱；對Cr和As而言，重金屬殘留的含量均在鰱中最低，其次為草魚，而泥鰍和鯽中含量均較高，其中Cr在泥鰍中含量最高，而As在鯽中含量最高；對Cu而言，鰱中的殘留含量仍然最低，其它3種魚體內含量高低依次為草魚、泥鰍和鯽。

魚類的食性和棲息環境是影響其體內重金屬元素含量水平的關鍵因素[17]。通常認為，魚類體內累積的重金屬隨著水層的下降而逐漸增多，并且雜食性魚類重金屬的累積強度高于草食性魚類。在本研究中，鯽、草魚、鰱和泥鰍4種魚類的生活習性各不相同，其中鰱一般生活在水體的中上層，屬濾食性魚類，草魚生活在中下層，屬草食性魚類，鯽生活在下層，屬雜食性魚類，而泥鰍常常棲息在水體的底層和底泥中，葷素兼食。通過對表4的分析，可以看出在養殖條件下，上層魚類重金屬殘留整體上低于下層魚類，與以往研究結果較為相似，但草魚體內Pb、Cd和Cu的殘留含量卻高于鯽，并且Cu的含量在草魚體內更是達到最高，這有別于野生條件下魚體內重金屬含量的變化規律，可能是因為在養殖條件下，為了獲得較大的經濟效益，沿黃地區漁業生產多采用混養的方式進行多種養殖，并且部分農戶更偏向投資少、見效快的草魚混養，導致在漁業養殖日常管理過程中，投放的飼料以草魚料為主，草魚大量攝食，使得體內重金屬得到較多的累積。為避免重金屬在魚體內的過量累積，魚類養殖過程中應注重飼料的選擇，加強投食配比的改善。

3 結論

沿黃地區養殖魚類體內Pb、Cr、Cd、Cu、As 5種重金屬元素的殘留存在較大差異，其平均含量分別為0.27，0.45，0.05，1.29，0.07 mg·kg-1，從高到低依次表現為Cu>Cr>Pb>As>Cd。

與《農產品安全質量無公害水產品安全要求》和《食品中污染物限量》中規定的污染物限量標準相比，沿黃地區養殖魚類重金屬殘留水平總體較低。

不同魚類重金屬殘留差異明顯，整體上表現為上層魚類重金屬殘留低于下層，但草魚體內部分重金屬元素殘留含量相對偏高，可能與沿黃地區農戶的養殖習慣和主選魚種飼料投放有關。