沿黄地区不同养殖鱼类重金属残留特征

张小磊，李春发，梁少民，齐庆超

(1.河南省科学院地理研究所，河南 郑州 450052；2.河南省地矿局测绘地理信息院，河南 郑州 450006)

重金属具有易于富集、毒性强且不易分解等特点，通常被认为是危害环境的重要潜在污染物[1]。近些年来，随着工业活动的加剧，大量的重金属元素被释放并进入环境中，加上农药和化肥的不合理使用，使得环境中容纳了过量的重金属元素，造成了复杂多样的重金属污染问题[2-5]。其中，进入水体环境中的重金属元素可通过食物链在鱼类等生物体内积累，造成水产品重金属污染，带来食用健康风险，威胁人体健康[6-7]。因此，开展鱼类体内重金属相关研究，对水体及鱼类等水产品重金属污染防治和渔业生产可持续发展均具有重要的现实意义[8]。

沿黄地区是我国中部重要的水产品养殖集散地，得天独厚的地理条件，使得沿黄地区养殖业发达，水产品久负盛名[9]，在保障周边地区水产品供应中发挥着不可替代的作用。然而，已有的研究表明[9-10]，沿黄地区已存在有一定程度的重金属污染风险，这使得人们逐渐关注该地区鱼类的重金属污染状况。但是，目前这方面的有关研究报道相对还较为缺乏。基于此，本研究以沿黄地区水产养殖中较为常见的鲫、草鱼、鲢和泥鳅为研究对象，分析不同养殖鱼类重金属残留特征，以期为指导沿黄地区渔业安全生产和可持续发展，维护人体健康提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

选取河南省沿黄地区为研究区域。该地区水利和交通条件均十分便利，属暖温带大陆性季风气候，雨热同期，春夏秋冬四季分明。全年平均气温15.5 ℃；8月份最热，月平均气温25.7 ℃；1月份最冷，月平均气温2.2 ℃；全年平均降水量543 mm，无霜期209 d。近几年来，随着地理标志产品经济效益的凸显和乡村振兴战略的实施，人们加大了对沿黄地区水产养殖的投入，特色养殖初具规模，为本研究的开展提供了有利的前提条件。

1.2 样品采集

本研究在研究区域内水产养殖具有代表性且分布较为集中的荥阳市、惠济区、中牟县进行样品采集，共捕得养殖鱼类样品164尾。样品采集后迅速冷藏并带回实验室，测定鱼类体长、体重等基础参数(表1)。解剖后取适量肌肉组织样品，编号后置于冰箱中冷冻保存(-20 ℃)。

表1 养殖鱼类样品基础参数

1.3 样品制备

取出鱼类肌肉组织样品于室温下解冻，除去样品中的鱼刺，用去离子水冲洗两遍后晾干，再用不锈钢剪刀剪碎，放入组织破碎器中均浆，然后冷冻干燥并用研钵研磨成粉末。

准确称取0.5 g样品粉末，置于消解罐中，分别加入6.0 mL HNO3和2.0 mL H2O2，浸泡1 h后，拧紧罐盖，放入微波消解仪中进行消解。等待消解完毕，冷却，加入0.5 mL HNO3转移至50 mL容量瓶中，用适量超纯水洗涤消解罐内壁多次，合并洗液后定容混匀，待测。

1.4 样品测定方法

采用ICP-MS(电感耦合等离子体发射质谱法)测定样品中Pb、Cr、Cd、Cu的含量，采用AFS(还原气化-原子荧光光谱法)测定样品中As的含量。测定时所用试剂均为优级纯，所有样品采取空白、标准样品以及平行样品的方式进行测定质量控制。

2 结果与分析

2.1 鱼类重金属残留含量统计

研究区养殖鱼类重金属残留含量统计特征如表2所示。

表2 养殖鱼类重金属残留含量统计

由表2可以看出，Pb、Cr、Cd、Cu、As 5种重金属元素在沿黄地区鱼类样品中均有检出，其中检出率最低的为元素Cd，其值为62.80%，最高的为元素Cr和Cu，其值均达到100%。就平均值而言，Pb、Cr、Cd、Cu、As 5种重金属元素残留含量分别为0.27，0.45，0.05，1.29，0.07 mg·kg-1，其值大小表现为Cu>Cr>Pb>As>Cd，并且Cu的值远大于其他4种重金属元素，这可能是因为Cu作为保证生命体正常生活的微量元素，更易被鱼体吸收，从而导致其值相对其他元素明显偏大[9]。分别对比各重金属元素的最大值和最小值可以看出，Pb、Cr、Cd、Cu、As的残留含量在鱼类样品中均具有极大的差异，其中最大值分别是平均值的4.41，3.16，10.21，5.05，6.86倍，说明各重金属元素的残留在沿黄地区鱼类中差异较大，部分样品可能已存在重金属污染的问题，需要引起有关部门注意。

2.2 鱼类重金属残留水平

将本研究中Pb、Cr、Cd、Cu、As 5种重金属元素残留含量与国家健康限量标准进行对比(见表3)，可以看到各重金属元素残留含量的平均值均明显低于《农产品安全质量无公害水产品安全要求》(GB 18406.4-2001)[11]和《食品中污染物限量》(GB 2762-2017)[12]中重金属含量限量标准，说明沿黄地区鱼类重金属残留含量总体处于安全水平。

对比全国不同地区鱼类重金属含量可知(表3)，与北京农贸市场鱼类相比，本研究中Pb、Cr和As处于较低水平，而Cd和Cu处于相近水平；与上海垂钓水域鱼类相比，本研究中Cr、Cu和As处于较低水平，而Pb和Cd处于相近水平；与蚌埠市场鱼类相比，本研究中Pb和As处于较高水平，而Cr、Cd和Cu处于相近水平；与珠江三角洲河网鱼类相比，本研究中除Cd处于较高水平外，其他4种重金属元素均处于较低水平。这些差异可能是由各研究中鱼类样品的来源与数量、鱼类自身的生物学特性以及其栖息环境的不同造成的[9]。

表3 不同地区鱼类重金属含量比较 单位：mg/kg

2.3 不同鱼类重金属残留含量差异

表4为不同鱼类重金属残留含量。

表4 不同鱼类重金属残留含量 单位：mg/kg

从表4可知，沿黄地区不同养殖鱼类重金属残留含量存在着较为明显的差异。对Pb和Cd而言，重金属残留均在泥鳅中的含量最高，其次依次为草鱼、鲫和鲢；对Cr和As而言，重金属残留的含量均在鲢中最低，其次为草鱼，而泥鳅和鲫中含量均较高，其中Cr在泥鳅中含量最高，而As在鲫中含量最高；对Cu而言，鲢中的残留含量仍然最低，其它3种鱼体内含量高低依次为草鱼、泥鳅和鲫。

鱼类的食性和栖息环境是影响其体内重金属元素含量水平的关键因素[17]。通常认为，鱼类体内累积的重金属随着水层的下降而逐渐增多，并且杂食性鱼类重金属的累积强度高于草食性鱼类。在本研究中，鲫、草鱼、鲢和泥鳅4种鱼类的生活习性各不相同，其中鲢一般生活在水体的中上层，属滤食性鱼类，草鱼生活在中下层，属草食性鱼类，鲫生活在下层，属杂食性鱼类，而泥鳅常常栖息在水体的底层和底泥中，荤素兼食。通过对表4的分析，可以看出在养殖条件下，上层鱼类重金属残留整体上低于下层鱼类，与以往研究结果较为相似，但草鱼体内Pb、Cd和Cu的残留含量却高于鲫，并且Cu的含量在草鱼体内更是达到最高，这有别于野生条件下鱼体内重金属含量的变化规律，可能是因为在养殖条件下，为了获得较大的经济效益，沿黄地区渔业生产多采用混养的方式进行多种养殖，并且部分农户更偏向投资少、见效快的草鱼混养，导致在渔业养殖日常管理过程中，投放的饲料以草鱼料为主，草鱼大量摄食，使得体内重金属得到较多的累积。为避免重金属在鱼体内的过量累积，鱼类养殖过程中应注重饲料的选择，加强投食配比的改善。

3 结论

沿黄地区养殖鱼类体内Pb、Cr、Cd、Cu、As 5种重金属元素的残留存在较大差异，其平均含量分别为0.27，0.45，0.05，1.29，0.07 mg·kg-1，从高到低依次表现为Cu>Cr>Pb>As>Cd。

与《农产品安全质量无公害水产品安全要求》和《食品中污染物限量》中规定的污染物限量标准相比，沿黄地区养殖鱼类重金属残留水平总体较低。

不同鱼类重金属残留差异明显，整体上表现为上层鱼类重金属残留低于下层，但草鱼体内部分重金属元素残留含量相对偏高，可能与沿黄地区农户的养殖习惯和主选鱼种饲料投放有关。