海州灣養(yǎng)殖文蛤體內(nèi)不同組織的重金屬富集特性及其安全評價(jià)

董志國，李曉英，程漢良，孟學(xué)平，閻斌倫

(1.淮海工學(xué)院 江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 連云港 222005；2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命科學(xué)學(xué)院，上海 201306)

海州灣養(yǎng)殖文蛤體內(nèi)不同組織的重金屬富集特性及其安全評價(jià)

董志國1,2，李曉英1，程漢良1，孟學(xué)平1，閻斌倫1

(1.淮海工學(xué)院 江蘇省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 連云港 222005；2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命科學(xué)學(xué)院，上海 201306)

測定海州灣養(yǎng)殖池塘成體文蛤體內(nèi)肝胰腺、鰓、外套膜、足和閉殼肌5個(gè)干質(zhì)量組織中Cd、Cr、Pb、Ni、Cu和Zn 這6種重金屬的含量。結(jié)果表明文蛤5組織中閉殼肌和肝胰腺是重金屬選擇性富集的主要器官。Cr、Pb、Ni在5種組織中以閉殼肌的含量最高，分別高達(dá)58.981、4.298、10.873μg/g，與其余組織均有顯著差異(P＜0.05)；而Cu和Zn則以閉殼肌的含量最低，分別為0.844、58.076μg/g，而肝胰腺中含量最高，分別達(dá)17.776、173.147μg/g，差異顯著(P＜0.05)；相反，Cd和Ni則在肝胰腺中含量最低(0.140、4.807μg/g)，與其余組織顯著差異(P＜0.05)。6種重金屬中，Zn在5種組織中的含量最高(173.147～58.076μg/g)，Cd的含量最低(0.140～0.336 μg/g)，Pb次之(1.549～4.298μg/g)。文蛤5組織中閉殼肌是主要的受污染組織，Cr、Ni和Pb的污染指數(shù)間于1.52～6.40，而足的污染最小，6種重金屬僅Ni超標(biāo)，其余污染指數(shù)為0.01～0.96；6種重金屬中Ni的污染最嚴(yán)重，5組織均超標(biāo)，污染指數(shù)P間于2.77～6.40，而毒性較強(qiáng)的Cd以及Cu在5組織中均未超標(biāo)。

文蛤；組織；重金屬；污染評價(jià)

Abstract：In this paper, the content of 6 heavy metals, i.e., Cd, Cr, Pb, Ni, Cu and Zn were analyzed in five dry tissues of adductor muscle , hepatopancreas, gill, mantle, foot ofMeretrix meretrixcultured in Haizhou bay pond. Results indicated that adductor muscle and hepatopancreas were major heavy metal enriching tissues. The contents of Cr, Pb and Ni in adductor muscle were highest among the five tissues, and were 58.981, 4.298μg/g and 10.873μg/g, respectively, which had significant difference with those in other tissues (P＜0.05). The concentration of Cu and Zn were 0.844μg/g and 58.076μg/g in adductor muscle, obviously lower than that in hepatopancreas 17.776μg/g and 173.147μg/g, respectively (P＜0.05). On the contrary, the concentration of Cd and Ni was lower in hepatopancreas (0.140 μ g/g and 4.807 μ g/g) than that in the other tissues (P＜ 0.05). Among the six heavy metals, the highest content was Zn (173.147－58.076μg/g), and the lowest was Cd (0.140－0.336μg/g), followed by Pb (1.549－4.298μg/g). The major contaminated tissue was the adductor muscle forM. meretrixand the contamination index for Cr, Ni and Pb ranged from 1.52 to 6.40, however, there was a minor contamination in foot and the contaminative index was only 0.01－0.96 except for Ni. All the five tissues were slightly contaminated by Ni and the contamination index ranged from 2.77 to 6.40, but the contamination index for Cd and Cu were in the range of national standard for health aquatic products.

Key words：Meretrix meretrix；tissues；heavy metal；contamination evaluation

文蛤(Meretrix meretrix)是我國南北沿海習(xí)見和主要的食用雙殼貝類，是我國海水養(yǎng)殖的重要經(jīng)濟(jì)貝類之一，素有“天下第一鮮”的盛譽(yù)。近年來，針對文蛤的繁殖生理[1-3]、養(yǎng)殖技術(shù)[4-5]、種質(zhì)資源評價(jià)[6]以及營養(yǎng)活性成分[7]及藥用開發(fā)[8]報(bào)道較多，相關(guān)研究認(rèn)為文蛤?qū)λh(huán)境中重金屬富集作用顯著，具有作為生物指示種的前途[9]，但作為食物來源其重金屬污染的安全性問題則很少被關(guān)注和研究，較多的研究主要是將軟體部分作為一個(gè)整體來研究其重金屬富集程度[10-11]。而雙殼類不同組織對重金屬的富集規(guī)律以及同一組織中對不同重金屬的富集特性還未見系統(tǒng)的研究報(bào)道，因此本實(shí)驗(yàn)對海州灣養(yǎng)殖池塘內(nèi)成體文蛤的不同組織中重金屬含量進(jìn)行測定，以期為文蛤相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)提供食品安全指導(dǎo)，同時(shí)也對貝類重金屬毒理學(xué)和環(huán)境污染與監(jiān)測研究提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

成體文蛤?yàn)?010年1月中旬采自海州灣贛榆的養(yǎng)殖池塘，殼長3.55～3.90cm，體質(zhì)量為10.99～14.28g，取樣量約為2kg。

1.2 試劑與儀器

硝酸(分析純)、高氯酸(優(yōu)級純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；各種重金屬標(biāo)準(zhǔn)品(干粉) 國家環(huán)保總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。

PGENERAL TAS-990原子吸收分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

文蛤快速運(yùn)到養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)室后在充氣的海水中暫養(yǎng)兩天吐掉泥沙和內(nèi)臟中的食物和糞便，以減少非體組織物質(zhì)引起的實(shí)驗(yàn)誤差。將鮮活樣品去殼后，蒸餾水清洗，逐一分離肝胰腺、鰓、外套膜、足和閉殼肌。將全部文蛤同一組織作為一個(gè)樣品吸干水后稱質(zhì)量并在105℃烘箱直接干燥法烘12h至質(zhì)量恒定，干樣在研缽中研成粉狀后放在干燥器中備用。

1.3.2 酸解與消化

將文蛤5組織干粉樣品各精確稱取約0.5000g，每組織設(shè)3個(gè)重復(fù)，共15個(gè)樣在干燥的50mL燒杯中加入硝酸7mL，高氯酸0.5mL，控溫電爐上加熱消煮至樣品充分溶解，有白色晶體析出后移出并冷卻，加3mL硝酸溶解結(jié)晶，稍加熱溶解后定容到25mL。另取兩只燒杯只加入7mL硝酸和0.5mL高氯酸，定容到25mL作為空白樣。

1.3.3 重金屬測定

采用原子吸收分光光度計(jì)測定6種重金屬，其中Cu和Zn測定采用火焰原子吸收法，Cd、Pb、Cr和Ni采用石墨爐原子吸收法測定，待測樣品稀釋成不同濃度梯度，以含量在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)的作為有效測定樣，每種樣品重復(fù)測定3次。

1.3.4 污染指數(shù)評價(jià)方法

對Cd、Cr、Cu、Pb污染指數(shù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18406.4—2001《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量：無公害水產(chǎn)品安全要求》[12]，對Ni評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考1994年全國食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)分委會評審?fù)ㄟ^作為內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)見文獻(xiàn)[13]，Zn評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考GB 18406.1—2001《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量：無公害蔬菜安全要求》[14]的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行文蛤組織中的重金屬含量評價(jià)。通過測定文蛤不同組織中水分含量數(shù)據(jù)，將干樣中重金屬含量轉(zhuǎn)換成鮮樣中含量，與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

采用單因子污染指數(shù)法[15]對文蛤不同組織重金屬污染進(jìn)行評價(jià)，計(jì)算公式如下：

Pi=Ci/Si

式中：Pi為某種重金屬的污染指數(shù)；Ci為該重金屬在樣品中的平均含量；Si為該重金屬在樣品評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中最高允許含量，Pi＞1時(shí)為樣品中該重金屬存在污染。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用STATISTICA 5.5軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，所有數(shù)據(jù)均3次重復(fù)測定，采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用鄧肯氏法進(jìn)行單因子多重比較。

2 結(jié)果與分析

表1 文蛤不同組織中重金屬含量Table 1 Content of heavy metals in different tissues ofMeretrix meretrix μg/gmd

2.1 同一重金屬在文蛤不同組織中的富集特征

Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn這6種重金屬在文蛤的足、肝胰腺、鰓、閉殼肌、外套膜這5組織中的測定結(jié)果見表1。其中Zn的含量在6種重金屬中含量最高，且除外套膜和足以外，不同組織間均存在顯著差異(P＜0.05)。在5組織中肝胰腺的Zn含量最高達(dá)173.147μg/g，鰓次之為151.418μg/g，而閉殼肌的最低為58.076μg/g。Cd的組織分布規(guī)律為外套膜＞鰓＞閉殼肌＞足＞肝胰腺，含量在0.140～0.336μg/g之間，且除足和肝胰腺外，其余均差異顯著(P＜0.05)。Cr的組織分布規(guī)律為閉殼肌＞肝胰腺＞外套膜＞鰓＞足，含量在0.066～58.981μg/g之間，在所有組織中閉殼肌中Cr含量遠(yuǎn)高于其他組織(P＜0.05)，達(dá)58.981μg/g，而其余組織除足的含量最低外，其余3組織間差異不顯著(P＞0.05)，含量在3.203～4.2081μg/g。Cu的組織分布規(guī)律為肝胰腺＞外套膜＞鰓＞足＞閉殼肌，5組織間Cu含量均存在顯著差異(P＜0.05)，其中在閉殼肌中含量最低為0.844μg/g，而在肝胰腺中則高達(dá)17.776μg/g之多。Ni的組織分布規(guī)律為：閉殼肌＞鰓＞外套膜＞足＞肝胰腺，含量間于4.807～10.873μg/g之間，5組織中3個(gè)Ni含量最低的組織鰓、外套膜和肝胰腺之間不存在顯著差異，其余相互間存在顯著差異(P＜0.05)。Pb的組織分布規(guī)律為閉殼肌＞外套膜＞肝胰腺＞足＞鰓，含量間于1.549～4.298μg/g之間，5組織中的Pb含量除外套膜和肝胰腺之間不存在顯著差異外，其余相互間存在顯著差異(P＜0.05)。

綜合來看，Cr、Pb、Ni在5種組織中以閉殼肌的含量最高，顯著高于其他組織，相反，閉殼肌的Cu和Zn含量最低，而在肝胰腺中含量最高均顯著高于其余4組織，Cd和Ni則在肝胰腺中含量最低。因此，對文蛤來講，閉殼肌和肝胰腺這兩個(gè)組織器官對于重金屬的富集具有一定的選擇性規(guī)律。

吳旭干等[16]對瘤背石磺的研究發(fā)現(xiàn)組織中Cu和Zn的含量以肝胰腺最高而肌肉中則最低，這一結(jié)果與本研究一致，而對重金屬Cd來講，瘤背石磺肝胰腺中含量也最高，高于肌肉組織，而本研究中文蛤結(jié)果相反，這也可能是瘤背石磺與文蛤?qū)儆诓煌母呒壏诸愲A元有關(guān)，這種規(guī)律在貝類間是否普遍存在特別是不同種類間重金屬的分布規(guī)律還需要深入的比較研究。

2.2 文蛤同一組織中不同重金屬的富集特征

由表1可知，文蛤的足、肝胰腺、鰓、閉殼肌、外套膜這5組織中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn這6種重金屬的測定結(jié)果：6種重金屬在足中的含量為Zn＞Ni＞Cu＞Pb＞Cd ＞Cr，含量在0.066～98.325μg/g之間，且除Cd和Cr外，其余均差異顯著(P＜0.05)。6種重金屬在肝胰腺中的含量為Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb＞Cd，含量間于0.140～173.147μg/g之間，且除Ni、Pb和Cr外，其余均差異顯著(P＜0.05)。6種重金屬在鰓中的含量為Zn＞Ni＞Cu＞Cr＞Pb＞Cd，含量在0.274～151.418μg/g之間，且除Ni、Cu和Cr之間，Cr、Pb和Cd之間不存在顯著外，其余二者間均差異顯著(P＜0.05)。6種重金屬在閉殼肌中的含量為Zn＞Cr＞Ni＞Pb＞Cu＞Cd，含量在0.171～58.981μg/g之間，除Zn和Cr之間以及Cu和Cd之間不存在顯著差異外，其余二者間均差異顯著(P＜0.05)。6種重金屬在外套膜中的含量為Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb＞Cd，含量在0.336～98.881μg/g之間，除Pb和Cr之間不存在顯著差異外，其余二者間均差異顯著(P＜0.05)。

綜合來看，對文蛤來講，6種重金屬中Zn在5種組織中的含量最高，Cd的含量最低，Pb次之，不同金屬在同一組織中的富集具有一定規(guī)律性，這也可能與環(huán)境有關(guān)。Sadiq等[11]對沙特海灣中12個(gè)不同鹽度海區(qū)文蛤軟體部中Ni 的監(jiān)測結(jié)果顯示其含量在0.35～2.61 μg/gmf之間，對馬來西亞婆羅洲文蛤的研究結(jié)果表明來自工業(yè)污染河口區(qū)Likas 河口與非污染區(qū)Kota Belud河口的文蛤軟體部重金屬Cd、Cu、Cr、Pb和Zn的含量均存在顯著差異，污染區(qū)的文蛤重金屬含量顯著高于非污染區(qū)[9]，這說明不同環(huán)境下貝類體內(nèi)重金屬存在較大的差異。

2.3 文蛤不同組織中的重金屬污染評價(jià)

6種重金屬在文蛤5組織中的污染評價(jià)結(jié)果見表2，結(jié)果表明，5種組織中均存在Ni污染，污染指數(shù)P在2.77～6.40之間，Zn在肝胰腺和鰓中略超標(biāo)，污染指數(shù)分別為1.49和1.10，而Pb和Cr在閉殼肌中均超標(biāo)，污染指數(shù)P分別為1.52和5.21。因此，文蛤5組織中閉殼肌是主要的受污染組織，而足的污染最小；6種重金屬中Ni的污染最嚴(yán)重，其余重金屬污染指數(shù)為0.01～0.96，5組織Ni均超標(biāo)，污染指數(shù)間于2.77～6.40，而毒性較強(qiáng)的Cd、Cu則均未超標(biāo)。

表2 文蛤不同組織中的重金屬污染指數(shù)(Pi)Table 2 Contamination indices of heavy metals in different tissues ofMeretrix meretrix(Pi)

Sadiq等[11]對沙特海灣中12個(gè)不同鹽度海區(qū)文蛤軟體部中Ni 的監(jiān)測結(jié)果顯示其含量在0.35～2.61μg/gmf之間，如果按貝類平均含水量83%計(jì)算，其干質(zhì)量下約為2.06～15.36μg/g，而本研究中文蛤Ni含量為4.807～10.873μg/g，與Sadiq等[11]報(bào)道結(jié)果在同一范圍內(nèi)，這可能說明文蛤機(jī)體內(nèi)本身對Ni的需求較大，其他貝類是否也具有這一規(guī)律，具體機(jī)理還需深入研究。馬來西亞婆羅洲文蛤的工業(yè)污染河口區(qū)Likas 河口與非污染區(qū)Kota Belud河口的文蛤軟體部重金屬Cd、Cu 、Cr、 Pb和Zn監(jiān)測結(jié)果見表3。與本研究相比，海州灣養(yǎng)殖文蛤5組織中Cd含量低于婆羅洲Kota Belud河口未污染區(qū)的文蛤，而肝胰腺中的Cu含量均高于婆羅洲污染與非污染區(qū)文蛤的含量。但這種比較是拿海洲灣文蛤的一個(gè)組織與婆羅洲文蛤整個(gè)軟件部相比，真實(shí)結(jié)果還待深入研究。同時(shí)，這也證明本研究中不同組織中重金屬含量的差異，對于生物環(huán)境監(jiān)測等科學(xué)研究以及食品工業(yè)原料的選擇具有一定指導(dǎo)意義。

表3 馬來西亞兩河口區(qū)文蛤體內(nèi)重金屬含量[9]Table 3 Concentration of heavy metals inM. meretrixfrom two estuaries of Malaysia μg/g

3 結(jié) 論

文蛤5組織中閉殼肌和肝胰腺是重金屬富集的主要組織器官，Cr、Pb、Ni在5種組織中以閉殼肌的含量最高，而Cu和Zn則以閉殼肌的含量最低，肝胰腺中含量最高，Cd和Ni則在肝胰腺中含量最低。6種重金屬中Zn在5種組織中的含量最高，Cd的含量最低，Pb次之。文蛤5組織中閉殼肌是主要的受污染組織，而足的污染最小；6種重金屬中Ni的污染最嚴(yán)重，5組織均超標(biāo)，而毒性較強(qiáng)的Cd、Cu則均未超標(biāo)。

[1] TANG Baojun, LIU Baozhong, WANG Guodong, et al. Effects of various algal diets and starvation on larval growth and survival ofMeretrix meretrix[J]. Aquaculture, 2006, 254(1/4):526-533.

[2] WANG Guodong, LIU Baozhong, TANG Baojun, et al. Pharmacological and immunocytochemical investigation of the role of catecholamines on larval metamorphosis by [beta]-adrenergic-like receptor in the bivalveMeretrix meretrix[J]. Aquaculture, 2006, 258(1/4):611-618.

[3] ZHUANG Shuhong. The influence of salinity, diurnal rhythm and day length on feeding behavior inMeretrix meretrixLinnaeus[J]. Aquaculture,2006, 252(2/4):584-590.

[4] LIU Baozhong, DONG Bo, TANG Baojun, et al. Effect of stocking density on growth, settlement and survival of clam larvae,Meretrix meretrix[J]. Aquaculture, 2006, 258(1/4):344-349.

[5] 柴雪良, 張炯明, 方軍, 等. 室外水泥池培育文蛤苗種技術(shù)[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2008, 27(2):92-94.

[6] 赫崇波, 叢林林, 葛隴利, 等. 文蛤養(yǎng)殖群體和野生群體遺傳多樣性的AFLP分析[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2008, 15(2):215-221.

[7] 楊晉, 陶寧萍, 王錫昌. 文蛤的營養(yǎng)成分及其對風(fēng)味的影響[J]. 中國食物與營養(yǎng), 2007(5):43-45.

[8] 范成成, 張劍, 康勁翮, 等. 文蛤多肽的體外抗癌活性研究[J]. 臺灣海峽, 2009, 28(4):472-476.

[9] ABDULLAH M H, SIDI J, ARIS A Z. Heavy metals (Cd, Cu, Cr, Pb and Zn) inMeretrix meretrixroding, water and sediments from estuaries in sabah, North Borneo[J]. International Journal of Environmental &Science Education, 2007, 2(3):69-74.

[10] HUANG Zhouying, CHEN Yixin, ZHAO Yang, et al. Antioxidant responses inMeretrix meretrixexposed to environmentally relevant doses of tributyltin[J]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 2005,20(1):107-111.

[11] SADIQ M, ALAM I A, AL-MOHANNA H. Bioaccumulation of nickel and vanadium by clams (Meretrix meretrix) living in different salinities along the Saudi coast of the Arabian Gulf[J]. Environmental Pollution,1992, 76(3):225-223.

[12] GB 18406.4—2001農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量:無公害水產(chǎn)品安全要求[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2001.

[13] 胡小玲, 張瑰, 陳劍剛, 等. 珠海市蔬菜重金屬污染的調(diào)查研究[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志, 2006, 16(8):980-981.

[14] GB 18406.1—2001農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量:無公害蔬菜安全要求[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2001.

[15] 奚旦立, 孫裕生, 劉秀英. 環(huán)境監(jiān)測[M]. 北京:高等教育出版社, 1995:4.

[16] 吳旭干, 劉富平, 唐伯平, 等. 成體瘤背石磺不同組織中的重金屬含量及其評價(jià)[J]. 海洋漁業(yè), 2007, 29(4):319-324.

Enrichment Characteristics and Contamination Evaluation of Heavy Metal in Five Tissues ofMeretrix meretrixCultured from Haizhou Bay

DONG Zhi-guo1,2，LI Xiao-ying1，CHENG Han-liang1，MENG Xue-ping1，YAN Bin-lun1
(1. Key Constructing Laboratory of Marine Biotechnology of Jiangsu Province, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, China；2. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

X131；Q956

A

1002-6630(2010)22-0387-04

2010-01-25

農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)種質(zhì)資源與利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室開放課題基金項(xiàng)目(KFT2008-4)；連云港市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(CN0906)

董志國(1977—)，男，講師，博士，研究方向?yàn)樗a(chǎn)種質(zhì)資源與環(huán)境生態(tài)學(xué)。E-mail：dzg7712@yahoo.com.cn