巢湖主產魚類典型重金屬污染特征及 潛在健康風險評估

摘要：為探究巢湖幾種主產魚類典型重金屬含量水平、富集特征及健康風險，采用電感耦合等離子體發射光譜儀和原子熒光光度計測定不同魚類各組織中 Cr，Cu，As，Cd，Pb 和 Hg 的含量，并采用健康風險評價模型對重金屬的潛在健康風險進行評價。結果表明，6種魚類中各重金屬含量均未超過GB2762—2022與NY5073—2006的限值要求；各元素的平均含量表現為 Cugt;Crgt;Asgt;Hggt;Pbgt;Cd ，從棲息水層來看，中下層魚類肌肉中 Cr，Cu，As，Cd 和Pb含量高于中上層， Hg 含量則表現出相反的規律；從攝食習慣來看，魚類肌肉中僅有 Hg 含量為肉食性 gt; 雜食性 gt; 草食性，其他5種元素均為肉食性 雜食性 L.? 草食性;棲息水層對巢湖魚類重金屬富集的影響較攝食習慣更大。魚類各組織對重金屬表現出不同的富集規律，Cr和Pb主要富集在魚鱗、魚鰓和魚骨， Cu 和As主要富集在肝臟，Cd主要富集在腎臟， Hg 主要富集在肌肉。肌肉中重金屬的非致癌健康風險可以忽略； Pb 致癌健康風險可以忽略，Cr、As和Cd致癌健康風險處于可接受水平。

關鍵詞：魚類；重金屬；含量；污染特征；健康風險；評估；巢湖

中圖分類號：X52；X171.1 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）07-0046-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.07.009 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Pollution characteristics and potential health risk assessment of typical heavy metals in the main fishes of Chaohu Lake

WULei12，XU Jing3，CHEN Qiang2，ZHUWei-wei2，YANG Man-yi2，CHEN Hong-feng （1.Anhuicaetalieeaheeina;holofsoudviotalEe UniverstyofTefe，na;lgofialiendVetenaryii，iloiBAlualUity Daqing163319，Hilojang，in；4noetalrotectioMonitorigStatio，hohuAdmiistrtion，Hefei8oia）

Abstract：Inordertostudythecontentlevels，enrichmentcharacteristicsandhalthisksoftypicalheavymetalsinthemainfishesf ChaohuLake，thecontentsofCr，Cu，s，Cd，PbndHgindiferentfistissues were measuredbyinductivelycouledplasaticalemissionspectrometerandatomicfluorescencespectrophotometer，andthepotentialhealthriskofheavymetalswas evaluatedby healthiskassssmentmodel.TheresultsshowedthatthecontentsofsixheavymetalelementsinsixidsoffishofChaouLakedidn't exceed the limits of contaminants according to GB 2762-2022 and NY 5073—2006.The average contents of six elements showed the lawofCugt;Crgt;Asgt;Hggt;Pbgt;Cd.Fromtheperspectieofhabitatwaterlayers，theconentrationsofCr，Cu，As，CdandPinheusclesofmid-lowerwaterlayerfishwerehigherthanthoseinmid-upperwaterlayerfish，whileHgshowedthereversepatern.Interms offedinghabits，onlyHgconcentrationsinfishmusclesfolowedtheorderofcarnivorous，omnivorousandherbivorousfromhighto low.For the other five elements，the pattern was carnivorous lt; omnivorous ? herbivorous.The effect of water layer habitat on the enrichmentofheavymetals infshesofChaohuLakewas greaterthanthatfeedinghabits.Thenrichmentcharacteristicsofheavymetals nfishtisues werevarious.ForexampleCrandPbweremainlydistributedinscales，gilsandbones，CuandAsweremainlyconcentratediliver，Cdwas moreenrichedinidney，andHgwas mainlyaccumulatedinmuscle.Theresultsofhealthrisksesmt showedthat thenon-carcinogenichealthriskofthestudiedheavymetalsinthe muscle issueofChaohuLakefishescouldbeignored. The carcinogenic health risk of Pb was negligible，while the levels of Cr，As and Cd risk values were acceptable.

Key words：fish；heavy metal；content；polution characteristics；health risk；assessment;Chaohu Lake

隨著工農業的快速發展以及城市化進程的加快，大量污染物被排放至水環境中，對水生生態系統造成不同程度的影響。重金屬是水環境中重要的污染物，難降解、易累積、毒性大，且具有生物富集和生物放大效應[]。魚類是人類食用最多的水產品，由于含有許多不常見的營養物質而成為人們健康飲食中不可或缺的重要組成部分[2.3]。魚類可以通過呼吸、體表滲透和進食從水、沉積物和其他物種中富集重金屬等污染物[4]。已有研究發現魚類肝臟、鰓和肌肉中均有重金屬富集，且含量較高[5-7]

巢湖 （117^°16^′54\"-117^°51^′46\"5?，31^°25^′2 一31^°43^′28^′′N 是長江中下游半封閉式大型淺水湖泊，位于安徽省合肥市，常水位時水面面積約 760km² 水深 2～5m ，其主要功能為供水、漁業、航運、防洪等，對流域社會經濟發展具有重要作用。巢湖具有大面積的沼澤草灘和水生植物，漁類資源豐富，銀魚、刀魚、草魚、鯽魚、鰱魚、魚、鱸魚、鯉魚等均為巢湖的主要產出魚類。

研究表明，巢湖已受到不同程度的重金屬污染，尤其是沉積物中的重金屬污染程度較水體中更高。吳蕾等[8]的研究顯示，巢湖湖區可溶態As、Cd、Pb和Cr符合《地表水環境質量標準》（GB3838—2002）中I類水質標準， Cu 和 Z_n 為I～Ⅱ類， Hg 為I～Ⅲ類，Ni和Co質量濃度遠低于標準限值，湖區綜合污染水平為無污染。李賀等°對2004—2021年巢湖沉積物中重金屬的濃度進行了分析，發現巢湖沉積物中Cu，Zn，Pb，Ni，Cr 和Cd元素濃度均值分別為31.1、127.5，32.8，30.2，71.1，0.39mg/kg ，均高于安徽省江淮流域土壤地球化學背景值，其中Cd污染程度最高，為偏中度污染。

關于巢湖湖區魚類重金屬污染情況及其食用健康風險的研究較少。Fang等[10.11]在2015—2016年對巢湖魚、蝦肌肉中重金屬含量進行分析，發現大部分樣品重金屬濃度低于安全食用限值，僅部分樣品中無機砷（iAs）和Cr濃度超過限值，通過食用魚類攝入重金屬對居民沒有健康風險。該研究僅對肌肉組織中重金屬濃度進行了分析，未對其他組織中重金屬富集特征及影響因素進行研究。本研究通過在巢湖的東、西湖區采集6種主產食用魚類，探究巢湖魚類重金屬含量水平、富集關鍵影響因素及在不同組織中的富集特征，并評估食用魚類重金屬的潛在健康風險，以期為巢湖水環境和水生態安全評估與管理提供基礎數據和理論依據。

材料與方法

1.1樣品采集與前處理

依托相關部門對巢湖水生生物資源調查行動，于2021年8月在巢湖東半湖高林區域和西半湖南淝河入湖區域采用刺網和地籠方式捕獲巢湖魚類，采集了6種常見經濟魚類若干尾，分別為銀魚（Neosalanxtaihuensis）刀魚（Coilianasus）鯽魚（Caras-siusauratus）鳊魚（Parabramispekinensis）魚（Aris-tichthysnobilis）和翹嘴（Culteralburnus）。對于一年生的小型魚類銀魚，從2個湖區樣品中各挑選30尾體型相對較大的作為試驗樣品，對于其他5種大型魚類，則從2個湖區樣品中各選擇5條體型接近的備用。

將篩選后的魚樣封人聚乙烯袋，置于內含冰袋的保溫箱運回實驗室，于樣品采集后 24h 內完成樣品前處理。為對比分析魚類樣品各組織中的重金屬含量，將5種大型魚類分解出肌肉、魚鰓、肝臟、腎臟、魚鱗和魚骨6個部分；因銀魚體型較小，考慮到大部分人的食用習慣，將其整體作為肌肉部分，不做解剖處理。解剖所使用的不銹鋼剪刀、鑷子、手術刀等工具先使用酸酐浸泡 24h 后，再用去離子水沖洗并于烘箱烘干使用。解剖完成后，將2個湖區同一種魚樣的同一種組織等質量取樣混合后置于聚乙烯袋中，冷凍干燥后研磨、稱重。魚樣的具體制備方法參照《海洋監測規范第6部分：生物體分析》（GB17378.6—2007）。魚類樣品生態特征見表1。為便于分析，需通過各機體組織的干重元素含量和含水率換算得出各組織濕重的元素含量。

1.2樣品分析及質量控制

稱取 0.1g 魚類樣品（干重）置于消解罐中，加入6mL 硝酸，加蓋放置過夜后，使用微波消解儀進行消解，具體操作方法參照《食品安全國家標準食品中多元素的測定》（GB5009.268—2016）。使用電感耦合等離子體質譜儀測試 Cr，Cu，Cd 和 Pb ，使用原子熒光光度計測試As和 Hg 。設置平行試驗組和空白對照組，其中每個樣品設置3個平行樣。使用三文魚凍干粉成分分析標準物質（GBW10210）作為標樣對試驗進行質量控制，樣品回收率在 90%～110% 。

表1巢湖魚類樣品的生態特征

1.3 健康風險評價方法

美國環境保護署提出一種用于評價環境介質中污染物對人體造成健康風險的可能性的評估模型，已被廣泛用于大氣、水體、土壤和食物等重金屬和有機污染物等的健康風險評價。

1.3.1每日攝入量估算食物攝入是重金屬對人類健康風險的主要暴露途徑[12]，其他暴露途徑相較食物的攝入可以忽略不計[13]。食物中重金屬的每日攝入量主要取決于重金屬的濃度和食物的攝入量與頻率，其具體計算式如下。

式中， EDI 為估算的每日攝入量 [mg/（kg?d）];C 為食物中重金屬的濃度 ?mg/kg ） IR 為淡水魚的每日攝入量，兒童為 52.5g/d ，成人為 55.8g/d^[14，15] BW 為人體平均體重，成人為 70kg ，兒童為 30kg^[16] 。

1.3.2非致癌風險目標風險系數為污染物攝入劑量與口服參考劑量的比率，計算式如下。

式中， RfD 為口服參考劑量 [mg/（kg?d）];THQ 為目標風險系數。若 THQlt;1 ，則暴露人群沒有明顯健康風險;若 THQgt;1 ，則存在潛在的健康風險。研究發現，除甲基汞外，在華北中東部地區食用淡水產品后，與人類接觸單一重金屬相關的潛在非致癌風險通常處于可接受范圍內[14]。然而，當人類食用魚類時，可能會受到重金屬混合物的協同毒性影響。因此，THHQ（即各種重金屬的THQ之和）可用于評估魚類中重金屬混合物對人體造成的非致癌風險。TTHQ的計算式如下。

THHQ=THQ₁+THQ₂+THQ₃+…+THQ_n

1.3.3致癌風險致癌風險是指一個人由于終身接觸可能致癌的物質而患上癌癥的可能性。目標致癌風險的計算式如下。

TR=EDI×CSF

式中， TR 為目標致癌風險， CSF 為癌癥斜率因子（204 [（lg?d）/mg] 。本研究中各參考數值取自美國環境保護署的綜合風險信息系統（https：//archive.epa.gov/re-gion9/superfund/web/html/index-23.html）。目標致癌風險的篩選值與管控值分別為 10^-6 和 10^-4 ，當 TRlt;10^-6 表示致癌健康風險可忽略；當 10^-6-4 時，表示致癌健康風險可接受；當 TRgt;10^-4 時，表示有明顯的致癌健康風險。本研究中各重金屬的 RfD 和 CSF 參考數值見表2。

表2健康風險評價模型中各重金屬的參考數值

注：根據美國環境保護署的綜合風險信息系統， Cu，Hg 屬于三類致癌物，即屬于表示未查明具有致癌風險的物質

2 結果與分析

2.1 巢湖主要魚類肌肉中重金屬含量水平

各樣品魚類肌肉中重金屬含量見表3。鳙魚和鳊魚 Cu 含量明顯高于其他魚類，鯽魚Cr含量最高，銀魚的 As，Pb 和Cd含量均高于其他魚類，翹嘴的Hg 含量最高。各元素在6種魚類肌肉中含量均值為 Cugt;Crgt;Asgt;Hggt;Pbgt;Cd， 、Cu、Cr、Cd和Pb在各魚類肌肉中的含量均遠低于《無公害食品水產品中有毒有害物質限量》（NY5073—2006）和《食品安全國家標準食物中污染物限量》（GB2762—2022）中相應限值。有研究表明，魚體中iAs在總As中的占比為 1%～10%^[17，18] ，甲基汞與總汞比值大于 95%^[19] 因本研究測試的均為元素總量，遵循不利原則，分別取 10% 和 100% 來計算魚類肌肉中iAs和甲基汞的含量，換算后可知其均低于相關標準限值。

表3巢湖主要魚類肌肉中重金屬含量及與其他水體對比結果（單位： μg/?g） （2

注：1為NY5073—2006；2為GB2762—2022；為iAs限值；4為甲基汞限值，其中肉食性魚類為 1000μg/kg ，非肉食性魚類為 500μg/kg

對比國內其他區域淡水魚類，發現巢湖幾種魚中各重金屬元素均值均低于華北中東部地區均值[14]。對比同樣存在重金屬污染威脅的洞庭湖[20]，巢湖魚類中 Cu，Cd 和Pb含量較低， Hg 和Cr則處于較高的含量水平，這可能是由于巢湖與洞庭湖重金屬污染來源及受重金屬污染程度不同所致。巢湖周邊分布有十幾個大型火力發電廠，產生大量富含As和 Hg 的飛灰，通過大氣沉降和地表徑流等作用匯入巢湖，從而被魚類等水生動物吸收富集在體內；有研究表明，交通源是巢湖重金屬的主要污染源[2，其會通過汽車制動過程的器械摩擦、設備磨損等產生Cr^[9] ，這可能是造成巢湖魚類肌肉中Cr和 Hg 含量較高的主要原因。對比國外湖泊，巢湖魚類肌肉中重金屬含量與幼發拉底河（EuphratesRiver）2i接近。與巴西的佩里茲河（PerizesRiver）22相比，巢湖魚類肌肉中的 Cu 和Cr表現出更高的污染水平，Pb和 Hg 則表現出較低的污染水平。與海灣中的海魚相比，如中國南海周邊的北部灣（BeibuGulf）[23]、伊朗的恰巴哈爾灣（Chabahar Bay）[24]和阿曼海（Oman Sea）[25]，巢湖魚類肌肉中重金屬含量處于偏低水平，這可能是由于海灣因其地理條件多作為港口或航道，其作為交通源會帶來重金屬污染，并且發達的航運會為工業發展提供便利，而工業發展反過來又會帶來難以避免的重金屬危害。

2.2 巢湖魚類肌肉中重金屬富集的關鍵影響因素

魚類重金屬富集情況受多種因素影響，如水體重金屬含量和魚類自身的生活習性，包括攝食習慣、生境（棲息水層）等。將6種魚類按照生活習性分為水體中上層魚類（翹嘴、魚和刀魚）和水體中下層魚類（鯽魚、魚和銀魚），2組魚類肌肉中重金屬含量對比如圖1所示，可知中下層魚類肌肉中 Cr 、（204號 Cu，As，Cd 和Pb含量高于中上層魚類，這與Liu等[20]的研究結果一致。魚類除了通過食物鏈富集重金屬，還可通過魚鰓吸收和體表滲透等途徑富集重金屬，而中下層魚類所處的生存環境底層水尤其是沉積物中重金屬含量更高27，這可能是導致生活在中下層水體的魚類某些重金屬元素含量高于中上層魚類的主要原因。與其他5種重金屬元素不同，中下層魚類肌肉中的 Hg 含量低于中上層魚類。有研究表明，巢湖沉積物中 Hg 化學性質比較穩定，釋放率與生物有效性均較低28，且 Hg 在巢湖不同水層中的濃度差異很小，因此在魚類肌肉中的富集可能受棲息水層的影響也較小，而受其他因素如攝食習慣等的影響可能更大。

除棲息水層外，魚類的攝食習慣對重金屬的富集也有較大影響。有研究發現，痕量金屬在魚類中沿著食物鏈表現出從低營養水平到高營養水平的生物放大現象[29]，肉食性魚類體內重金屬含量較其他攝食性魚類更高[30]。因此，將6種魚類按攝食習慣分為肉食性（翹嘴和刀魚）雜食性（鯽魚、鳙魚和銀魚）和草食性（鳊魚）3類。3種不同攝食習慣的魚類肌肉中重金屬含量如圖2所示。 Hg 表現出肉食性魚類肌肉中含量遠高于雜食性和草食性魚類的規律，而 Hg 在不同水層中的濃度差異較小，故魚類體內 Hg 富集受棲息水層影響較小，推測主要受攝食習慣影響。 Cu，Cd 和Pb含量表現為草食性 gt; 雜食性gt; 肉食性;Cr和As在雜食性和草食性魚類中含量相當，高于在肉食性魚類中的含量。除 Hg 外的5種元素未表現出高營養水平魚類重金屬含量更高的現象，可能是由于肉食性魚類翹嘴和刀魚主要棲息水層較其他雜食性和草食性魚類高的原因。此前有研究發現，雜食性魚類重金屬含量高于肉食性魚類，其認為可能是由于雜食性魚類會食用更多的底棲生物，如蝦和貝殼類，而這些生物由于生活環境原因更易累積重金屬[20。此外，也有學者發現，在魚類肌肉中存在著重金屬含量與魚體質量和體長呈負相關的情況，這種現象可以稱為生長稀釋[31，32]。本研究中翹嘴、刀魚等肉食性魚類較其他魚類生長速度更快，且采集的魚類樣品多處于生長后期或成熟期，因此可能一定程度上表現出了生長稀釋的現象。整體來看，生境（棲息水層）對巢湖魚類重金屬含量的影響較魚類的攝食習慣影響更大。

圖2不同攝食習慣魚類肌肉中重金屬含量

2.3巢湖魚類不同組織中重金屬富集特征

為研究魚類各組織對重金屬富集能力的差異，將鳊魚、鯽魚、翹嘴、鳙魚和刀魚不同組織中各元素含量均值進行對比，發現魚類各組織對不同重金屬的富集情況各異（圖3）。

圖3魚類不同組織中重金屬含量

從整體來看，Cu和Cr在魚類各組織中的含量均明顯高于其他元素，是因為這2種重金屬是魚體重要的礦物質元素，對魚類的生理和代謝有積極影響[33]。Cu在血紅蛋白和骨骼的形成等生理活動以及生命系統中發揮重要作用，且會通過各種反應最終充當多種重要酶促反應的活化劑[34]； Cr 會直接參與營養物質（如蛋白質、脂質和碳水化合物）的代謝，在一定濃度范圍內可顯著影響魚類的生長和對食物的利用[35]。Pb、Hg、Cd、As等重金屬毒性較強，即使在非常低的濃度下也會使魚類致病甚至致死，魚類等水生生物可以通過自行調節降低體內毒性較強的重金屬濃度[36]。所以從總量上來看，魚類中 Pb?Hg 、Cd、As等元素的含量遠低于Cu和Cr元素。

從元素富集部位來看，Cr主要富集在魚鱗、魚鰓及魚骨，含量分別為肌肉的3.33、2.32、2.19倍（圖3a）；Cu主要富集在肝臟、腎臟和魚鰓，含量分別為肌肉的22.60、2.84、2.12倍，肝臟中的含量最高（圖3b）；As也在肝臟中表現出更高的含量水平，是肌肉中含量的2.82倍（圖3c）；Cd主要富集在腎臟和肝臟，分別是肌肉中含量的118.30、30.70倍（圖3d）；Pb與Cr類似，主要富集在魚鱗、魚鰓和魚骨，分別為肌肉中含量的7.05、5.09、3.21倍（圖3e）； Hg 與其他5種元素不同，主要富集在肌肉（圖3f）。As、Cd和Pb富集在魚鰓、肝臟和腎臟等組織，是因為重金屬多由魚鰓、食物攝人或體表吸收進人魚類體內，通過血液轉移到肝臟和腎臟等器官[37]。當重金屬進入魚鱗和魚鰓的表皮細胞后，若未隨血液等轉移到其他部位，則可能富集在魚鰓和魚鱗中，如Pb元素；若隨血液等轉移，則易轉移至肝臟和腎臟中富集，如As和Cd元素。這是由于在魚類的生命系統中，肝臟被認為是有毒物質代謝和解毒的主要器官，而腎臟在維持包括重金屬在內的外源性物質的滲透平衡和解毒方面起著重要作用。 Hg 作為毒性較大的重金屬，卻僅在肌肉中表現出較高的濃度，可能是因為 Hg 對魚類的致死濃度較其他元素更低，且魚類對超額重金屬濃度進行自我調節一般都需要通過蛋白質、脂肪等物質[36]，而肌肉中蛋白質和脂肪等的含量較高，故Hg 主要富集在肌肉中可能是魚類通過肌肉來調節的結果。

2.4巢湖魚類重金屬健康風險評價

對6種重金屬元素進行非致癌風險評價，同時對Cr、As、Cd和Pb進行致癌風險評價。Cr的風險主要來自 Cr⁶⁺ ，As的風險主要來自iAs。巢湖魚類肌肉中各元素非致癌風險的評價結果見表4，可知6種魚對人體的非致癌風險均小于1，即對于這幾種重金屬而言不會因為魚類的食用等暴露途徑對人體產生非致癌的潛在健康風險。6種元素中 Hg 和Cr對總風險值的貢獻較大，二者風險值之和占各魚類總風險值的 65.81%～92.27% 。其中，翹嘴肌肉中的 Hg 元素對兒童的非致癌風險達0.681，各元素對兒童的非致癌總風險高達0.880，需引起關注。

表4重金屬對兒童和成人的非致癌風險評價

巢湖魚類致癌重金屬的攝人對人體致癌風險評價結果見表5。就單一元素致癌風險值來說，Pb基本低于 10^-6 ，表明巢湖主產魚類中Pb對人體的致癌健康風險可以忽略； Cr，As 和Cd的致癌風險值量級為 10^-6 210^-5 ，表明這3種元素致癌健康風險處于可接受水平。

綜合2種健康風險評價結果，巢湖水生態系統應格外重視 Hg 和Cr元素的污染和富集。

表5重金屬對兒童和成人的致癌風險評價

3 小結

1）巢湖魚類肌肉中重金屬含量總體表現為 Cu gt;Crgt;Asgt;H_ggt;Pbgt;Cd ，各重金屬含量均低于GB2762—2022和NY5073—2006中的標準限值。巢湖魚類肌肉中重金屬含量在國內外淡水魚中處于中等偏低的水平，總體遠低于海魚中重金屬含量。

2）從棲息水層來看，中下層魚類肌肉中Cr、Cu、As、Cd和Pb含量高于中上層， Hg 含量則表現出相反的規律；從攝食習慣來看，魚類肌肉中僅有 Hg 含量為肉食性 gt; 雜食性 gt; 草食性，其他5種元素均為肉食性 lt; 雜食性 ≤ssgtr 草食性。棲息水層對巢湖魚類肌肉重金屬富集的影響比攝食習慣更大。

3）魚體各組織中Cu和 Cr 含量遠高于其他4種重金屬。各組織對重金屬富集能力不同，整體分布規律不明顯，Cr和Pb主要富集在魚鱗、魚鰓和魚骨，Cu 和As主要富集在肝臟，Cd主要富集在腎臟， Hg 主要富集在肌肉。富集情況主要受生境、元素特性及器官功能影響。

4）巢湖魚類肌肉組織中重金屬健康風險評價結果表明，重金屬的非致癌健康風險可以忽略；Pb的致癌健康風險可以忽略，Cr、As和Cd的致癌風險處于可接受水平。巢湖水生態系統中 Hg 和Cr元素的污染和富集問題應引起高度重視

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（責任編輯 呂海霞）