水產品中典型重金屬的含量分析及評價

摘 要：為了解居民經常食用的水產品重金屬污染狀況，分析市售水產品的重金屬含量，并采用單因子污染指數和金屬污染指數法進行評價。結果表明，24種水產品中鉛含量為0.000 8～0.342 2 mg·kg-1，鉻含量為0.000 9～0.205 3 mg·kg-1，鎘含量為0.000 4～0.768 2 mg·kg-1，汞含量為0.003 1～0.107 2 mg·kg-1，無機砷含量為0.002 1～0.053 8 mg·kg-1，5種重金屬含量均未超過國家安全標準限量；鉻和無機砷屬于正常水平，鉛、鎘、汞元素存在輕度污染；雙殼貝類中花蛤對重金屬的富集能力最強。

關鍵詞：水產品；重金屬；單因子污染指數；金屬污染指數

Abstract： In order to understand the heavy metal pollution status of aquatic products commonly consumed by residents， the heavy metal content of aquatic products on the market is analyzed， and the single factor pollution index and metal pollution index method are used to evaluate. The results show that the content of the lead in 24 kinds of aquatic products is 0.000 8～0.342 2 g·kg-1， the content of chromium is 0.000 9～0.205 3 mg·kg-1， and the content of cadmium is 0.000 4～0.768 2 mg·kg-1， the content of mercury is 0.003 1～0.107 2 mg·kg-1， the content of inorganic arsenic is 0.000 1～0.053 8 mg·kg-1， and the content of five heavy metals did not exceed the limited edition of national security standards; chromium and inorganic arsenic are at normal levels， and there are mild pollution in lead， cadmium， and mercury; Paphia undulata has the strongest ability to accumulate heavy metals.

Keywords： aquatic products; heavy metals; single factor pollution index; metal pollution index

水產品在人類飲食文化中占有重要地位，自古以來就是人們喜愛的食材之一。常見的水產品大致分為貝類、魚類、蟹類，這些水產品富含蛋白質、不飽和脂肪酸、維生素和礦物質等，營養價值較高，美味可口，深受消費者的喜歡[1]。隨著工農業生產的發展、城市化步伐的加快和人們生活水平的提高，大量的生產和生活廢水排入水體，導致整個水體污染加劇，其中重金屬污染是導致水體污染的主要原因之一[2-5]。DEGGER等[6]對中國沿海5個城市的海域進行調查發現，青島海域鉻、銅、汞含量超標，上海海域鎘、鉛含量超標，大連海域鋅含量超標，這一結果表明重金屬已經對我國水域產生危害。而已有研究表明水產品易富集這些有害重金屬，這些水產品被制作成食品等被人們食用后，當人體內的毒理性重金屬積累到一定濃度就會造成人體代謝紊亂，進而引發各種疾病。例如，鉛含量超標會導致人體內神經、造血系統及腎臟等紊亂，從而引發貧血、腦缺氧等疾病[7]；鎘含量超標會導致骨密度降低，主要表現出關節疼痛、骨骼萎縮、骨質疏松等癥狀[8]；汞含量超標后在人體內積累會形成甲基汞，甲基汞主要傷害腦部神經[9]。聯合國糧食及農業組織曾公布對人體毒性最強的重金屬包括鎘和鉛[10]，它們易被生物體吸收富集，尤其是水產品，其中貝類的污染尤為嚴重[11]。本文分析市售水產品中典型重金屬的污染特征，評價水產品的風險，為保障居民安全食用水產品提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水產品共263份，分為3大類24種，購自大型超市、海鮮市場及農貿市場，鮮樣直接放入-18 ℃冰箱中冰凍保存。

硝酸（電子級），晶瑞電子材料股份有限公司；鉛、砷、鎘、汞、鉻標準溶液（1 000 μg·mL-1），國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.2 儀器與設備

MARS微波消解儀，培安·CEM微波化學中國技術中心；ICAP RQ電感耦合等離子體質譜儀，賽默飛世爾儀器有限公司；PL203電子天平（0.001 g），梅特勒-托利多國際貿易（上海）有限公司；LC-AFS HGLF-V液相色譜原子熒光聯用儀，北京海光儀器有限公司；Sigma 3K15離心機。

1.3 試驗方法

1.3.1 24種水產品中重金屬含量測定

所有樣品常溫解凍，取可食部分（肌肉組織），打成勻漿冷凍備用。前處理采用微波消解法。鉛、砷、鎘、汞、鉻5種元素根據《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）第一法進行檢測，無機砷根據《食品安全國家標準 食品中總砷及無機砷的測定》（GB 5009.11—2014）第二篇第一法進行檢測。

1.3.2 水產品中5種重金屬的單因子污染指數評價

采用單因子污染指數法對水產品中的5種重金屬污染狀況進行等級劃分，限量標準參照《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）。重金屬的單因子污染指數計算公式為

式中：Pi為單一重金屬元素的單因子污染指數；Ci為重金屬含量檢測結果的平均水平，mg·kg-1；Si為重金屬的限量標準，mg·kg-1。

根據類似研究[12-13]，采用如下等級劃分標準：Pi＜0.2為正常背景值；0.2≤Pi≤0.6為輕污染水平；0.6＜Pi≤1.0中度污染水平；Pi＞1.0為重度污染水平。

1.3.3 水產品中5種重金屬的金屬污染指數評價

金屬污染指數（XMPI）是指某一食品中所有被測金屬濃度的幾何平均值，計算金屬污染指數可以比較不同生物體之間所檢測金屬總含量的差異。XMPI的計算公式為

式中：Cn表示樣品中污染因子的濃度。

1.4 數據處理

采用Excel 2003和Origin 9.1軟件進行數據分析或繪圖，結果以均值±標準偏差表示。

2 結果與分析

2.1 水產品中重金屬含量

按照GB 2762—2022的要求，雙殼貝類的鉛限量為1.5 mg·kg-1，魚類和甲殼類的鉛限量為0.5 mg·kg-1；雙殼貝類的鎘限量為2.0 mg·kg-1，魚類的鎘限量為0.1 mg·kg-1，甲殼類的鎘限量為0.5 mg·kg-1；汞的限量均為0.5 mg·kg-1；雙殼貝類的砷和無機砷限量為0.5 mg·kg-1，魚類的砷和無機砷限量為0.1 mg·kg-1，甲殼類的砷和無機砷限量為0.5 mg·kg-1；鉻的限量均為2.0 mg·kg-1。由表1可知，24種水產品的鉛含量為0.000 8～0.342 2 mg·kg-1，鉻的含量為0.000 9～0.205 3 mg·kg-1，鎘的含量為0.000 4～0.768 2 mg·kg-1，汞的含量為0.003 1～0.107 2 mg·kg-1，總砷先通過電感耦合等離子體質譜儀進行測定，超過國標限量時進行無機砷的測定，無機砷的含量為0.002 1～0.053 8 mg·kg-1，本研究中所有水產品中鉛、鎘、鉻、汞和無機砷含量均未超過國家安全標準限量。

2.2 水產品中5種重金屬的單因子污染指數

水產品中5種重金屬的單因子污染指數分析結果如圖1所示。圖1（a）中，黑色為輕污染水平，透明色為正常背景值水平；圖（b）中，黑色為重度污染水平，透明色為輕污染水平。從重金屬元素上分析，24種水產品中鉻、無機砷的Pi均小于0.2，為正常背景值水平，其余3種重金屬污染程度各不相同。從水產品的種類上分析，雙殼貝類、魚類和甲殼類污染情況均主要集中在鉛、鎘、汞元素，0.2≤Pi≤0.6，屬于輕污染水平。但是從總砷污染指數來看，雙殼貝類和魚類中總砷的Pi均大于1，屬于重度污染水平，僅甲殼類中樣品22、23和24屬于輕污染水平，樣品20和21也屬于重度污染水平。總砷包括有機砷和無機砷，但無機砷的Pi均小于0.2，為正常水平，說明水產品中富集的砷以有機砷的形式存在。綜上所述，目前的水產品存在輕度污染，需要引起重視。

2.3 水產品中5種重金屬的金屬污染指數

如圖2所示，雙殼貝類富集5種重金屬能力較強，其中編號2即花蛤的富集能力最強，XMPI為0.055。相較于雙殼貝類，甲殼類和魚類對于重金屬的富集能力較弱。鑒于此，可以利用花蛤的強富集能力，應用于凈化水質，吸附水質中有害重金屬。

3 結論

研究顯示，24種水產品中5種重金屬含量均未超過國家安全標準限量，表明市售的水產品處于安全使用范圍。單因子污染指數分析結果顯示，3類水產品中鉻和無機砷的Pi均小于0.2，為正常值水平，其余重金屬均有不同程度的污染，但集中在鉛、鎘、汞3種元素；總砷為重度污染水平，總砷包括有機砷和無機砷，無機砷毒性最高，但從結果來看，無機砷均為正常水平，說明水產品中富集的砷以有機砷的形式存在。金屬污染指數分析結果顯示，花蛤的富集能力最強。本研究結果有助于了解市場上居民經常食用的水產品中重金屬污染現狀和未來演變趨勢，為保障消費者的食用安全、促進水產行業持續發展和政府制定控制措施提供依據。

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基金項目：河北省市場監督管理局科研計劃項目（2023ZC33；2022ZD13）。

作者簡介：劉麗南（1994—），女，滿族，河北秦皇島人，碩士，工程師。研究方向：食品安全。

通信作者：張春林（1992—），男，河北武安人，本科，工程師。研究方向：食品安全。E-mail： 1067496365@qq.com。