魷魚(yú)不同部位的鉛、砷、鎘、汞、鉻含量特征及污染狀況分析

摘 要：目的：以魷魚(yú)為研究對(duì)象，了解魷魚(yú)不同部位的重金屬含量特征及污染狀況。方法：于市場(chǎng)隨機(jī)采集魷魚(yú)20批次，將其解體后獲得不同部位的樣品，采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定樣品中5種重金屬含量，并對(duì)其重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果：5種重金屬元素在魷魚(yú)不同部位均有檢出，且含量差異性較大，存在不同程度的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。魷魚(yú)頭部中砷與鎘、軟骨中鎘、內(nèi)臟中砷與鎘、外膜中鉛與鎘的含量均較高，達(dá)到嚴(yán)重污染水平。結(jié)論：內(nèi)臟是魷魚(yú)體內(nèi)重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)最高的部位，鎘是魷魚(yú)體內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)最高的重金屬元素。

關(guān)鍵詞：魷魚(yú)；不同部位；電感耦合等離子體質(zhì)譜法；重金屬；含量特征；污染狀況

Analysis of Lead， Arsenic， Cadmium， Mercury and Chromium Content and Pollution Status in Different Parts of Squid

ZHONG Yiwei， YU Jianbin， LU Jianhua， LI Yunyan， CHEN Xiaopei， ZHONG Hongxing*

（Institute of Biological and Medical Engineering， Guangdong Academy of Sciences， Guangzhou 510316， China）

Abstract： Objective： To investigate the characteristics of heavy metal content and pollution status of different parts of squid. Method： Twenty batches of squid were randomly collected from the market， and samples from different parts were obtained after disintegration， and the contents of five heavy metals in the samples were determined by microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry， and the heavy metal pollution status was evaluated. Result： Five kinds of heavy metal elements were detected in different parts of squid， and the content of squid was quite different， and there was a risk of heavy metal pollution to different degrees， both arsenic and cadmium in the head of squid， cadmium in the cartilage， arsenic and cadmium in the internal organs， and lead and cadmium in the outer membrane have relatively high levels， all attaining the level of serious pollution. Conclusion： Viscera is the part with the highest risk of heavy metal contamination in squid， and cadmium is the highest risk of heavy metal element in squid.

Keywords： squid; different part; inductively coupled plasma mass spectrometry; heavy metal; content characteristic; pollution status

魷魚(yú)，即中國(guó)槍烏賊，屬于軟體動(dòng)物門(mén)頭足綱槍形目槍烏賊科槍烏賊屬，是南海漁業(yè)的主要捕撈對(duì)象之一[1]，是我國(guó)重要的漁業(yè)資源。除了日常食用的胴體、腕足等部位外，加工魷魚(yú)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品，如內(nèi)臟、墨囊、軟骨、皮等均會(huì)被再次利用，如加工成動(dòng)物性飼料、提取膠原蛋白肽與魚(yú)油等[2-6]。

隨著海洋污染的日益加重，包括魷魚(yú)在內(nèi)的海洋生物均會(huì)受到不同程度的重金屬污染。研究人員[7-9]分別對(duì)產(chǎn)地、流通市場(chǎng)購(gòu)得的魷魚(yú)進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)鉛、砷、鎘、汞和鉻5種重金屬均有不同程度的污染殘留。

本研究以魷魚(yú)為研究對(duì)象，分析魷魚(yú)不同部位的5種重金屬含量特征，并對(duì)魷魚(yú)不同部位重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期能及時(shí)對(duì)魷魚(yú)不同部位的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中產(chǎn)生的重金屬暴露風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警及防控。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

硝酸（優(yōu)級(jí)純，成都市科隆化學(xué)品有限公司）；鉛（Pb）、砷（As）、鉻（Cr）、汞（Hg）、鎘（Cd）、金（Au）標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg·mL-1，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；鈧（Sc）、鍺（Ge）、銦（In）、鉍（Bi）溶液（1 000 μg·mL-1，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；鋰（Li）、鈰（Ce）、鈷（Co）、鉈（Tl）、釔（Y）調(diào)諧溶液（1 μg·L-1，美國(guó)Agilent公司）；實(shí)驗(yàn)室用水均為一級(jí)水。

7800電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)Agilent公司）；ETHOS UP微波消解儀（意大利Milestone公司）；Quintix224-ICN電子天平（精度0.1 mg，德國(guó)Sartorius公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品采集與分類(lèi)

于廣州市10個(gè)水產(chǎn)市場(chǎng)隨機(jī)采集魷魚(yú)20批次，魷魚(yú)均為體長(zhǎng)28 cm以上的成熟個(gè)體，每批次購(gòu)買(mǎi)3條以上，經(jīng)一級(jí)水沖洗后用于后續(xù)分析。

1.2.2 樣品前處理

對(duì)每批次魷魚(yú)進(jìn)行解體，依次分離獲得魷魚(yú)的胴體、腕足、外膜、頭部、軟骨及內(nèi)臟，將各部位分別用磨碎機(jī)磨碎成勻漿后，作為待測(cè)試樣備用。本實(shí)驗(yàn)參考《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》（GB 5009.268—2016）中微波消解法對(duì)樣品進(jìn)行前處理，消解程序見(jiàn)表1。同時(shí)做試劑空白實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制

分別量取鉛、砷、鎘、鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL至100 mL容量瓶中，用2%硝酸將其配制成濃度為10 μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。量取一定量的鉛、砷、鎘、鉻混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于100 mL容量瓶中，配制成濃度為1 000 μg·L-1的鉛、砷、鎘、鉻混合標(biāo)準(zhǔn)中間液。分別量取一定量的鉛、砷、鎘、鉻混合標(biāo)準(zhǔn)中間液于100 mL容量瓶中，稀釋成濃度為1 μg·L-1、5 μg·L-1、10 μg·L-1、30 μg·L-1和50 μg·L-1的鉛、砷、鎘、鉻混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

量取2 mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液作為穩(wěn)定劑，用2%硝酸稀釋至1 000 mL，作為溶劑用于汞標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。量取汞標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL至100 mL容量瓶中，配制成濃度為10 μg·mL-1的汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。量取汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1.00 mL至100 mL容量瓶中，配制成濃度為100 μg·L-1的汞標(biāo)準(zhǔn)中間液。分別量取一定量的汞標(biāo)準(zhǔn)中間液于100 mL容量瓶中，稀釋成濃度為0.1 μg·L-1、0.5 μg·L-1、1.0 μg·L-1、1.5 μg·L-1和2.0 μg·L-1汞標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

分別量取鈧、鍺、銦、鉍標(biāo)準(zhǔn)溶液0.10 mL至100 mL容量瓶中，用2%硝酸為溶劑定容，配制濃度為1.0 μg·mL-1的鈧、鍺、銦、鉍溶液（內(nèi)標(biāo)溶液）。2%硝酸為試劑空白溶液。

1.2.4 儀器條件

RF功率：1 600 W；采樣深度：10 mm；霧化器流量：1.00 L·min-1；等離子體氣體流量：15 L·min-1；輔助氣體流量：1.0 L·min-1；霧化室溫度：2 ℃；取樣速率：0.1 L·min-1；掃描次數(shù)：30；掃描模式：跳峰；重復(fù)次數(shù)：3；穩(wěn)定時(shí)間：30 s。使用調(diào)諧溶液對(duì)儀器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧，以達(dá)到測(cè)定的最佳狀態(tài)，依次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液、空白溶液及樣品溶液，儀器在線同步加入1.0 μg·mL-1內(nèi)標(biāo)溶液校正待測(cè)元素的信號(hào)，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，計(jì)算重金屬元素含量。

1.2.5 污染狀況評(píng)價(jià)

單因子污染指數(shù)法（Single Factor Index，SFI）是利用檢測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比評(píng)價(jià)污染狀況的方法。計(jì)算公式為

（1）

式中：Pi為某重金屬的污染指數(shù)；Ci為重金屬的測(cè)定值，mg·kg-1；Si為重金屬的標(biāo)準(zhǔn)值，參考《海洋生物質(zhì)量》（GB 18421—2001）第一類(lèi)中鉛、砷、鎘、總汞、鉻的限量值。當(dāng)Pi＜0.2時(shí)，表示無(wú)污染；當(dāng)0.2≤Pi＜0.6時(shí)，表示有較輕污染；當(dāng)0.6≤Pi＜1.0時(shí)，表示有中度污染；當(dāng)Pi≥1.0時(shí)，表示有嚴(yán)重污染。

內(nèi)梅羅污染指數(shù)法（Nemerow Multi-Factor Index，NMFI）可反映樣品受多種重金屬污染的情況。計(jì)算公式為

（2）

式中：PNi為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；Pmax為最大單項(xiàng)污染指數(shù)；Pavg為單項(xiàng)污染指數(shù)平均值。當(dāng)PNi≤1時(shí)，表示無(wú)污染；當(dāng)1＜PNi≤2時(shí)，表示有較輕污染；當(dāng)2＜PNi≤3時(shí)，表示有中度污染；當(dāng)PNi＞3時(shí)，表示有嚴(yán)重污染。

1.3 數(shù)據(jù)分析

將測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)果按照不同部位進(jìn)行分組后以WPS?軟件統(tǒng)計(jì)計(jì)算，通過(guò)SPSS?26軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性方程與相關(guān)系數(shù)

按1.2.3項(xiàng)方法配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，以濃度為橫坐標(biāo)，以測(cè)定元素與內(nèi)標(biāo)的信號(hào)比值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，所得線性方程及相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。可以看出，各個(gè)重金屬元素在各自的線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999。

2.2 重金屬元素含量測(cè)定結(jié)果

由表3可知，魷魚(yú)不同部位均檢測(cè)出鉛、砷、鎘、汞和鉻5種重金屬元素，且不同部位的5種重金屬元素的含量均存在差異。

對(duì)于鉛含量，不同部位魷魚(yú)按高低排序依次為外膜＞頭部＞腕足＞內(nèi)臟＞胴體＞軟骨，鉛元素更富集于魷魚(yú)外膜，而在胴體、軟骨、內(nèi)臟中含量較低；對(duì)于砷含量，不同部位魷魚(yú)按高低排序依次為頭部＞內(nèi)臟＞胴體＞腕足＞外膜＞軟骨，砷因容易通過(guò)食物富集且容易轉(zhuǎn)運(yùn)至身體其他部位[10-14]，大多以有機(jī)砷的形式富集于魷魚(yú)體內(nèi)；對(duì)于鉻含量，不同部位魷魚(yú)按高低排序依次為外膜＞腕足＞頭部＞軟骨＞胴體＞內(nèi)臟，整體含量較低；對(duì)于鎘含量，不同部位魷魚(yú)按高低排序依次為內(nèi)臟＞頭部＞軟骨＞外膜＞腕足＞胴體，鎘也是比較容易通過(guò)食物鏈富集的重金屬元素，與砷類(lèi)似，也容易轉(zhuǎn)運(yùn)至身體其他部位，且由于魷魚(yú)捕食對(duì)象本身就容易富集鎘[15-16]，使得魷魚(yú)體內(nèi)鎘含量更高；對(duì)于汞含量，不同部位魷魚(yú)按高低排序依次為內(nèi)臟＞頭部＞腕足＞外膜＞胴體＞軟骨，內(nèi)臟中汞含量較高，軟骨中汞含量為最低，其他部位的汞含量較為接近。

2.3 污染狀況評(píng)價(jià)結(jié)果

以單因子污染指數(shù)法與內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對(duì)魷魚(yú)各部位的污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

從單因子污染指數(shù)結(jié)果來(lái)看，魷魚(yú)身體各個(gè)部位均存在鉛污染，其在胴體、腕足、軟骨、內(nèi)臟中均處于輕度污染水平，頭部為中度污染水平，外膜為嚴(yán)重污染水平；對(duì)于砷，其在軟骨中為輕度污染水平，在胴體、腕足、外膜中為中度污染水平，在頭部及內(nèi)臟中為嚴(yán)重污染水平；鉻整體污染程度較輕，在外膜中為輕度污染水平，在其他部位中均為正常水平；魷魚(yú)整體受鎘污染比較嚴(yán)重，除在胴體、腕足中為中度污染水平外，在其余4個(gè)部位中均表現(xiàn)為嚴(yán)重污染水平；對(duì)于汞，胴體、腕足、軟骨、外膜中的汞污染為輕度污染水平，而頭部、內(nèi)臟中的汞污染為中度污染水平。

采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對(duì)魷魚(yú)不同部位的多種重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)魷魚(yú)內(nèi)臟的PNi=5.617＞3，為嚴(yán)重污染水平，其他部位均為較輕污染水平。

3 討論與結(jié)論

本文以魷魚(yú)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，測(cè)定分析了其體內(nèi)不同部位的重金屬含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，魷魚(yú)體內(nèi)各個(gè)部位均檢出鉛、砷、鎘、汞和鉻5種重金屬元素，且不同部位的重金屬元素含量有明顯差異。其中鉛、鉻在魷魚(yú)外膜中的含量最高，鎘、汞在魷魚(yú)內(nèi)臟中的含量最高，砷在魷魚(yú)頭部中的含量最高。

采用單因子污染指數(shù)法對(duì)魷魚(yú)各部位單一重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)魷魚(yú)頭部中砷與鎘、軟骨中鎘、內(nèi)臟中砷與鎘、外膜中鉛與鎘污染均達(dá)到嚴(yán)重污染水平，其中鎘在此4個(gè)部位都達(dá)到了嚴(yán)重污染水平。由此可知，鎘是魷魚(yú)體內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)最高的重金屬元素。采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)對(duì)魷魚(yú)不同部位的重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)除魷魚(yú)內(nèi)臟達(dá)到嚴(yán)重污染水平外，其他部位均為較輕污染水平，內(nèi)臟是魷魚(yú)體內(nèi)重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)最高的部位。

魷魚(yú)是水產(chǎn)業(yè)中極為重要的資源，各個(gè)部位均有獨(dú)特的利用價(jià)值。基于本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為了更好地利用魷魚(yú)資源，要加強(qiáng)對(duì)魷魚(yú)各部位重金屬含量的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，防止遭受?chē)?yán)重重金屬污染的魷魚(yú)流入市場(chǎng)或成為企業(yè)加工其他產(chǎn)品的原材料，確保食品質(zhì)量安全。

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基金項(xiàng)目：2024年度基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究專(zhuān)題項(xiàng)目（2024A04J3444）。

作者簡(jiǎn)介：鐘藝維（1995—），女，廣東羅定人，本科，助理工程師。研究方向：檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)化研究。

通信作者：鐘宏星（1990—），男，廣東梅州人，本科，工程師。研究方向：檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)化研究。E-mail： 563739514@qq.com。