广东惠州3类海洋经济物种体内重金属含量分析和健康风险评估

杨玉峰, 梁浩亮,, 黄舜琴, 刘锦荣, 林彩容, 冯建祥

广东惠州3类海洋经济物种体内重金属含量分析和健康风险评估

杨玉峰1, 梁浩亮1,*, 黄舜琴1, 刘锦荣1, 林彩容1, 冯建祥2

1. 惠州市海洋技术中心, 惠州 516000 2. 中山大学海洋科学学院, 珠海 519082

海洋渔业资源是自然资源的重要组成部分, 海洋经济物种体内重金属含量直接影响到人们身体健康。利用2018年春季惠州市海洋渔业资源调查样品, 分析了贝类、甲壳类、鱼类等3类27种海洋经济物种体内重金属Cu、Pb、Cd的含量特征, 利用单因子污染指数(SFI)、金属污染指数(MPI)和目标危险系数(THQ)分别进行了重金属污染水平评价和健康风险评估, 并探讨了海洋经济物种体内重金属的来源及影响因素。结果显示, (1)2018年春季, 惠州海域3类海洋经济物种体内重金属元素含量由大到小皆为Cu>Pb>Cd。不同类海洋经济物种对同种重金属的富集能力有明显差异, 方差分析显示, 贝类体内Cu含量显著高于鱼类, Cd含量显著高于甲壳类和鱼类。(2)惠州海洋经济物种体内3种重金属元素含量的Pearson相关分析结果显示, Cu与Pb、Cd显著正相关, 反映其具有同源性和类似生物地球化学行为, 受到人为活动的影响。(3)SFI值反映, 3类海洋经济物种体内Cu含量为正常背景值水平, Pb含量为轻度污染; 贝类、鱼类体内Cd含量分别为轻度污染和中度污染, 值得引起重视。MPI值由大到小为贝类>甲壳类>鱼类。整体说明, 不同海洋经济物种体内重金属含量特征对生存环境质量有明显响应。(4)根据《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》(NY 5073-2006), 从1996年到2018年春季, 惠州海域海洋经济物种体内Cu含量稳定, 无超标样品; 甲壳类、鱼类体内Pb、Cd含量超标需引起关注。(5)3类海洋经济物种的THQ值皆＜1, 由大到小顺序为贝类>甲壳类>鱼类, 对人身健康无影响。

海洋经济物种; 渔业资源; 重金属; 健康风险; 食品质量安全; 惠州

0 前言

近岸海域是陆地和海洋两大生态系统的地理空间交汇处, 生存着丰富的海洋物种[1]。重金属作为环境中广泛存在的典型污染物, 主要通过地质风化作用、人类活动(工农业废水排放)或大气沉降等方式进入近岸海洋环境生态系统; 不同类型的重金属经过复杂的生物地球化学反应, 在海洋物种体内富集, 通过食物链传递, 对人们身体健康产生重要影响[2~4]。

海洋渔业资源是人民生活的“蓝色粮仓”, 其开发利用对推动沿海地区经济社会发展、促进沿海渔民增收、实施乡村振兴战略、保障国家食物安全具有重要现实意义[5~7], 因而, 海洋经济物种体内重金属含量和健康风险评价, 受到诸多学者的关注[8~10]。如, Usero等人[11]分析了西班牙南部大西洋沿岸的双壳类软体动物体内Cr、Cu、Pb、Zn、As、Hg等6种重金属元素含量, 发现: 在重金属污染严重的河流入海口, 海洋动物体内的重金属含量较高。Culotta等人[12]则利用ICP-MS分析了意大利沙蛤体内14种重金属元素的含量, 以及其与生境重金属的关系。近年来, Rouane-Hacene等人[13]研究了阿尔及利亚贻贝对Cd、Cu、Pb、Zn的富集性、生理特征和季节变化趋势, Luo等人[14]分析了广东省惠州市考洲洋海水养殖区近江牡蛎体内Cd、Cr、Pb、Zn等重金属污染状况及健康风险, Saher等人[15]则研究了巴基斯坦海滨哨兵蟹体内Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn等8种重金属元素总量和生态风险, 探讨了其与沉积物特性的关系。

广东省惠州市下辖两个临海县区: 惠东县和大亚湾经济技术开发区, 海域面积广, 生态环境较稳定, 是多种海洋经济物种赖以栖息、生长、索饵、繁殖的重要水域[14,16,17]。惠州作为粤港澳大湾区规划中的绿色生态屏障, 以临海石化产业为代表的海洋经济高速发展, 引起社会各界对海水环境质量[18,19]、沉积物污染状况[20,21]的关注。2019年3月, 广东省人民政府批复同意大亚湾水产资源省级自然保护区范围和功能区调整, 进一步强调涉海项目建设必须开展对保护区水生生物资源影响的专题论证。在此背景下, 本文利用2018年春季惠州市海洋渔业资源调查项目的渔获物, 选择代表性的海洋经济物种, 检测其体内Cu、Pb、Cd等3种重金属元素的含量, 分析了海产品质量安全状况、健康风险, 探讨了海洋经济物种体内重金属的来源, 从而为海洋功能区划、海洋生态评估和修复、海洋生态文明建设提供参考依据。

1 研究材料与方法

1.1 研究区域

大亚湾位于南海北部的珠江口东侧, 红海湾与大鹏湾之间, 是我国重要的半封闭海湾(图1)。大亚湾平均水深10—20 m, 平均气温21.8°C。湾中分布有中央列岛、港口列岛及辣甲列岛等大小50余个岛屿、礁石, 拥有丰富的生物多样性。考洲洋位于惠东县稔平半岛(22°43′—22°45′ N, 114°52′—114°56′ E; 图1), 平均水深2.2 m, 大部分水域0.3—1.0 m, 受到不规则半日潮影响, 日平均潮差在2.31 m。该地平均气温为22.1 ℃, 年平均雨量为 1944.3 mm, 4—10 月为雨季, 降雨量可占全年的 82.8 %。

图1 惠州海域渔业资源调查采样图

Figure 1 The sampling map of marine fishery resources surveying program in Huizhou

1.2 样品采集

2018年春季(4月), 按照《海洋渔业资源调查规范》(SC/T 9403—2012)要求, 采用双拖网、底拖网采集大亚湾海域渔获物样品(A、B、C、D等4条样线, 图1)。其中, 双拖调查主船为“粤汕城渔20134”, 功率为326 kW, 网高13 m, 网口周长300 m; 底拖调查船号“粤惠湾渔16108”, 功率为95 KW, 网宽2.8 m, 长6 m。囊网网目尺寸20 mm。调查时每网拖拽时间约为0.5h, 平均拖速约为3.5 kn(拖网距离约3.2km)。每条样线拖网4次(拖网距离2.3km, 相隔2km后拖网第二次, 每条样线总长18—20 km, 均可拖网4次, 双拖网共拖网16次, 底拖网共拖网8次)。

考洲洋采用刺网、地笼方法。每个点放刺网5张, 每张高度1.5米, 分为三层, 每层网目尺寸分别为42 mm、48 mm和52 mm; 每个站点各放置4组重复, 每个重复2张刺网, 每个站点放置时间为1小时。地笼每个共18节(两头不计入), 每节规格50 cm, 总长20 m, 包含1层网, 每层网目20 mm。在每个样点选取5个小区域, 每个小区域放置5个地笼, 该5个地笼为一组(视为一个重复), 即每个样点包含5个重复(共计25个地笼)。每次放置时间为一个潮水周期, 即12小时。

在渔获物中选择主要的海洋经济物种(表1)冷冻保存, 带回惠州市海洋技术中心实验室(CMA认证)进行海洋生物体有害物质残留量分析。

1.3 样品分析

按照《海洋监测规范第6部分: 生物体分析》(GB17378.6—2007)要求, 选取27种海洋经济物种的肌肉组织, 分别用HNO3-H2O2、HNO3-HClO4消化, 采用火焰原子吸收分光光度法, 检测重金属Cu、Pb、Cd的含量。所用仪器为HITACHI Z-2000, 检出限为0.01—1.0 μg·kg–1。所有样品重复测定3次, RSD小于10%, 符合要求。

1.4 评价方法

1.4.1 重金属污染水平评价

采用《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》(NY 5073—2006)对不同海洋经济物种体内重金属污染程度进行评价[22-24]。其中, Cu的限量值为50 mg·kg–1, Pb分别为1.0 mg·kg–1(贝类)、0.5 mg·kg–1(甲壳类)、0.5 mg·kg–1(鱼类), Cd分别为1.0 mg·kg–1(贝类)、0.5 mg·kg–1(甲壳类)、0.1 mg·kg–1(鱼类)。

利用单因子污染指数(Single Factor Index, SFI)评价不同海洋经济物种体内重金属污染状况[24, 25], 计算公式如下:

=C/ S(1)

是第种重金属的单因子污染指数,C是第种重金属的实测值(mg·kg–1, 鲜重),S是第种重金属的评价标准。≥1.0为重污染水平, 0.6≤<1.0为中度污染水平, 0.2≤<0.6为轻度污染水平,<0.2为正常背景值水平[23,24]。

表1 2018年春季惠州海域主要海洋经济物种

利用金属污染指数(Metal Pollution Index, MPI)比较不同海洋经济物种之间重金属污染的总体差异[11,12,26,27], 计算公式为:

=(C×C×C×……C)(2)

1.4.2 重金属健康风险评估

美国环保署(US EPA)于2000年制定的目标危险系数法(target hazard quotients, THQ), 被诸多学者采用以评估重金属健康风险[4,10,28,29]。计算公式为:

公式(3)中, EF为人群暴露频率(365 days·year–1), ED为人平均寿命70年, FIR为水产品摄入频率[g·( person·day)–1], C为水产品中重金属含量(ug·g–1), RFD为日常口服剂量[mg·(kg·day)–1], WAB为人体平均体重(kg), TA为非致癌性暴露平均时间(day; 取值为365ED)。

参考前人的文献[30], Cu、Pb、Cd的RFD值分别为4×10–2、3.5×10–3、1×10–3mg/kg/day; 广东成人体重以55.9 kg计, 贝类摄入量为30.75g·d–1, 鱼类为73.55 g·d–1。而甲壳类对应的FIR值, 则参考吴烨飞等人的数据[23], 为63.41g·d–1。

因此, 公式(3)可以简化为,

贝类: (30.75×C×10–3)÷(55.9×RFD)

甲壳类: (63.41×C×10–3)÷(55.9×RFD)

鱼类: (73.55×C×10–3)÷(55.9×RFD)

利用SFI和MPI分别计算惠州海域3类27种海洋经济物种体内重金属Cu、Pb、Cd的污染程度和富集水平差异性, 同时利用THQ计算惠州海洋经济物种体内重金属含量对人体的健康风险, 并与国内外其他地区的海洋生物进行比较。经过综合分析, 可以深入探讨海洋经济物种体内不同重金属元素的生物地球化学行为, 为海洋生态修复提供实践思路, 为人民饮食健康提供参考依据。

1.5 数据处理

利用IBM SPSS Statistics 22进行描述性统计分析、单因素方差分析和Pearson相关分析, 利用SigmaPlot 12.5 制图。

2 结果与讨论

2.1 海洋经济物种体内重金属含量总体分布

2018年春季, 惠州海域海洋经济物种体内Cu含量最大值为12.90 mg·kg–1(近江牡蛎), 最小值为0.22 mg·kg–1(银鲳), 平均值为2.52 mg·kg–1(表2); Pb含量最大值为0.87mg·kg-1(伪装关公蟹), 最小值为0.01mg·kg–1(康氏小公鱼), 平均值为0.28 mg·kg–1(表2); Cd含量最大值为0.551mg·kg–1(隆背强蟹), 最小值为0.004mg·kg–1(鳗鱼), 平均值为0.104 mg·kg–1(表2)。

与国外海产品相比较(表3), 表2中惠州海洋经济物种体内Cu、Cd含量平均值比罗马尼亚黑海附近[8]、西班牙东南部某澙湖[9]低, 而Pb含量平均值则比意大利西西里海岸[4]高。与国内海产品相比较(表3), 惠州Cu含量平均值比山东荣成湾[24]、江苏盐城[27]低, Cd含量平均值则比两处高; Pb含量平均值与山东荣成湾相同[24], 比江苏盐城[27]低。与福建省中北部海域相比[23], 惠州3类海洋经济物种体内Pb含量平均值较高, Cd则较低。综合分析表明, 惠州海洋经济物种体内Cu、Cd含量平均值处于较低的水平, Pb的含量较高。

2.1.1 同一类海洋经济物种体内重金属含量差异

2018年春季, 惠州海域3类海洋经济物种体内3种重金属元素含量的变化趋势一致, 皆为Cu>Pb>Cd(表2)。贝类体内Cu含量最大值为12.90 mg·kg–1(近江牡蛎), 最小值为1.31 mg·kg–1(锥螺), 平均值为5.43 mg·kg–1(表2); Pb含量最大值为0.80 mg·kg–1(锥螺), 最小值为0.03 mg·kg–1(花蛤), 平均值为0.47 mg·kg–1(表2); Cd含量最大值为0.414 mg·kg–1(近江牡蛎), 最小值为0.115 mg·kg–1(毛蚶), 平均值为0.260 mg·kg–1(表2)。

表2 2018年春季惠州海域3类海洋经济物种体内重金属含量 (mg·kg–1)

注: 字母不同表示差异显著(<0.05)。

表3 国内外部分区域海产品体内重金属平均含量(mg·kg–1)

甲壳类体内Cu含量最大值为9.34 mg·kg–1(变态蟳), 最小值为0.44 mg·kg–1(远洋梭子蟹), 平均值为3.00 mg·kg–1(表2); Pb含量最大值为0.87 mg·kg–1(伪装关公蟹), 最小值为0.02 mg·kg–1(隆背强蟹), 平均值为0.21 mg·kg–1(表2); Cd含量最大值为0.551 mg·kg–1(隆背强蟹), 最小值为0.004 mg·kg–1(隆线强蟹), 平均值为0.093 mg·kg–1(表2)。

鱼类体内Cu含量最大值为5.65 mg·kg–1(蓝圆鯵), 最小值为0.22 mg·kg–1(银鲳), 平均值为0.99 mg·kg–1(表2); Pb含量最大值为0.78 mg·kg–1(基岛䲗), 最小值为0.01 mg·kg–1(康氏小公鱼), 平均值为0.28 mg·kg–1(表2); Cd含量最大值为0.354 mg·kg–1(蓝圆鯵), 最小值为0.004 mg·kg–1(鳗鱼), 平均值为0.063 mg·kg–1(表2)。

惠州海域3类海洋经济物种体内Cu的含量明显高于Pb和Cd, 这是由于Cu作为生物代谢的必需元素[2], 具有功能和结构两方面的特性[31]。功能性方面, Cu在生物体内酶系统中起着催化作用, 如氧化-还原反应; 结构性方面, Cu是生物有机体的组成部分[31]。而Pb和Cd则对生物体具有毒害性[32]。

2.1.2 不同类海洋经济物种体内同种重金属含量差异

由表2可知, 不同类海洋经济物种对同种重金属的富集能力有明显差异。Cu、Cd的平均含量由高到低皆为贝类>甲壳类>鱼类, 贝类体内Cu、Cd平均含量分别是鱼类的5倍多、4倍多(表2); Pb的平均含量由高到低则为贝类>鱼类>甲壳类, 贝类体内Pb平均含量分别是甲壳类和鱼类的2倍多、1倍多(表2)。方差分析结果显示, 贝类体内Cu含量显著高于鱼类(<0.05); 同时, 贝类体内Cd含量显著高于甲壳类(<0.05), 也显著高于鱼类(<0.05; 表2)。

惠州3类海洋经济物种对同种重金属的富集能力不同, 贝类体内Cu、Cd含量高于鱼类和甲壳类, 这与Gu 等人[7]、Roméo 等人[8]、Bonsignore 等人[10]的研究结果类似, 反映了不同类海洋经济物种生活习性的差异性[24]。贝类生活于海洋沉积物中, 而沉积物中蓄积有大量重金属[20, 21], 沉积物的物理、化学特性与贝类生活习性之间的生物地球化学反应,且重金属元素的协同作用[33], 导致贝类体内重金属的富集[12, 15]。同时, Mendil等人指出, 鱼类体内重金属的含量取决于不同的鱼种类, 部分鱼类重金属的蓄积速率较高[31]。因此, 可以结合海水、沉积物等生物生境中重金属的地球化学行为特征[14], 综合分析重金属元素在海洋生态系统中的迁移、转化。

2.2 海洋经济物种体内重金属相关性分析

2018年春季, 惠州海域3类海洋经济物种体内重金属的Pearson相关分析结果, 如图2所示。Cu与Pb显著正相关(=0.366,<0.05), Cu与Cd也是显著正相关(=0.366,<0.05), 而Pb与Cd则未达到统计学显著意义(=-0.056,=0.397)。Cu是生物有机体的必需元素, 而Pb、Cd则是非必需元素, 这3种元素之间的显著正相关(图2)与Saher等人[15]、李磊等人[26]、马鹏程等人[30]的研究结果相同, 说明: 重金属元素之间相互作用, 具有同源性; 而且在迁移转化过程中, 具有类似的生物地球化学行为。

必需元素与非必需元素的化学特性类似, 故在共享吸收路径方面存在协同和竞争关系, 如Cu、Zn(必需元素)与Pb、Cd(非必需元素)为负相关[34]。惠州海洋经济物种体内重金属元素Cu与Pb、Cd皆为显著正相关, 说明惠州海域3类海洋经济物种体内Cu、Pb、Cd的累积, 并非自身生理代谢的需要, 人为活动造成生态环境中重金属污染作用更强, 导致海洋生物体内重金属蓄积。

2.3 海洋经济物体内重金属污染程度评价

按照公式(1)、(2), 计算得出惠州近岸海域3类海洋经济物种体内重金属污染水平评价结果, 如图3所示。

2018年春季, 惠州海域贝类体内Cu的SFI值为0.03(锥螺)—0.26(近江牡蛎), 平均值为0.11(图3), 总体处于正常背景值水平; 只有近江牡蛎为轻度污染程度, 其余皆为正常背景值。Pb的SFI值为0.03(花蛤)—0.80(锥螺), 平均值为0.47(图3), 总体处于轻度污染水平; 其中, 锥螺、毛蚶为中度污染水平, 近江牡蛎为轻度污染, 花蛤为正常背景值。Cd的SFI值为0.12(毛蚶)—0.41(近江牡蛎), 平均值为0.26(图3), 总体处于轻度污染水平; 其中, 近江牡蛎、花蛤为轻度污染, 锥螺、毛蚶为中正常背景值水平。

图2 惠州海域3类海洋经济物种体内重金属含量相关分析图

Figure 2 Pearson correlation analysis of heavy metals concentrations in 3 marine commercial species of Huizhou

甲壳类体内Cu的SFI值为0.01(远洋梭子蟹)—0.19(变态蟳), 平均值为0.06(图3), 11种甲壳类海洋经济物种体内Cu的污染水平皆为正常背景值。Pb的SFI值为0.04(隆背强蟹)—1.74(伪装关公蟹), 平均值为0.42(图3), 总体处于轻度污染水平; 其中, 伪装关公蟹为重污染水平, 隆线强蟹、变态蟳为中度污染水平, 格氏平虾蛄、无刺小口虾蛄为轻度污染, 其余6种甲壳类为正常背景值。Cd的SFI值为0.01(隆线强蟹)—1.10(隆背强蟹), 平均值为0.19(图3), 总体处于正常背景值水平; 其中, 隆背强蟹为重污染水平, 格氏平虾蛄、无刺小口虾蛄为轻度污染, 其余8种甲壳类为正常背景值。

鱼类体内Cu的SFI值为0.01(银鲳)—0.11(蓝圆鯵), 平均值为0.02(图3), 12种鱼类海洋经济物种体内Cu的污染水平皆为正常背景值。Pb的SFI值为0.02(康氏小公鱼)—1.56(基岛䲗), 平均值为0.56(图3), 总体处于轻度污染水平; 其中, 基岛䲗、二长棘鲷为重污染水平, 蓝圆鯵为中度污染水平, 绿鳍鱼、褐蓝子鱼为轻度污染, 其余7种鱼类为正常背景值水平。Cd的SFI值为0.04(鳗鱼)—3.54(蓝圆鯵), 平均值为0.63(图3), 总体处于中度污染水平; 其中, 蓝圆鯵、脂眼鲱、日本金线鱼为重污染水平, 康氏小公鱼、绿鳍鱼、二长棘鲷、褐蓝子鱼为轻度污染, 其余5种鱼类为正常背景值水平。

从图3的SFI值可以看出, Cu元素的污染程度由高到低为贝类>甲壳类>鱼类, 这与孙玲玲等人[24]、刘洋等人[27]的研究结果相同; Pb、Cd元素则为鱼类>贝类>甲壳类(图3), 这与吴烨飞等人[23]、孙玲玲等人[24]、刘洋等人[27]的研究结果有所差异。MPI值, 由大到小为贝类>甲壳类>鱼类(图3), 这与诸多学者的研究结果相同[23,24,27]。结合本文2.1和2.2部分的内容, 这反映了不同海洋经济物种体内重金属含量对生存环境的响应, 故可以利用不同的海洋物种指示环境的变化。如Olivier等人[35]发现, 近江牡蛎是热带水体中Cd、Zn污染的生物指示物; 其后, Apeti等人[36]指出, 贻贝和近江牡蛎体内的高Cd含量与沉积物盐度密切相关。最近, Saher等人[15]研究发现, 蟹()体内Pb含量与沉积物中Pb含量显著正相关, 反映其是沉积物Pb污染的潜在指示物; 乔艺飘等人[37]也发现东海外海海域鱼体内Hg含量与其栖息水层密切相关。

图3 惠州海域3类海洋经济物种体内重金属污染水平评价结果

Figure 3 Results of heavy metals pollution evaluation in 3 marine commercial species of Huizhou

2.4 海洋经济物种食用安全质量评价

根据《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》(NY 5073—2006)内容, 由表2可知, 2018年春季惠州海域3类海洋经济物种体内Cu含量未超标。贝类体内Pb和Cd皆未超标; 甲壳类体内Pb和Cd含量超标率皆为9%(1种生物超标)。鱼类体内Pb的超标率为17%(2种生物超标), Cd超标率为25%(3种生物超标)。

不同时间, 惠州海域海产品体内重金属含量如表4所示[17, 38~40]。从1996年到2010年, 海产品体内Cu、Cd含量稳定, 未出现超标样品。2007年和2008年, 贝类体内Pb含量超标。从2001年开始, 甲壳类Pb含量超标情况经常出现。2007年—2009年的3年中, 鱼类体内Pb含量超标。因此, 2018年春季惠州海域甲壳类、鱼类体内Pb、Cd超标, 需要引起关注。

表4 惠州海域不同时间海洋经济物种体内重金属平均含量(mg·kg–1)

2.5 海洋经济物种健康风险评价

利用THQ评估惠州海域3类海洋经济物种体内重金属健康风险, 结果如表5所示。就贝类而言, Cu元素的THQ值范围为0.02(锥螺)—0.18(近江牡蛎), 平均值为0.08(表5)。Pb的THQ值范围为0.01(花蛤)—0.13(锥螺), 平均值为0.07(表5)。Cd的THQ值范围为0.06(毛蚶)—0.23(近江牡蛎), 平均值为0.14(表5)。

甲壳类体内, Cu元素的THQ值范围为0.01(远洋梭子蟹)—0.27(变态蟳), 平均值为0.09(表5)。Pb元素的THQ值范围为0.01(隆背强蟹)—0.28(伪装关公蟹), 平均值为0.07(表5)。Cd元素的THQ值范围为0.01(隆线强蟹)—0.63(隆背强蟹), 平均值为0.11(表5)。

鱼类12种海洋经济物种体内, Cu元素的THQ值范围为0.01(银鲳)—0.19(蓝圆鯵), 平均值为0.03(表5)。Pb元素的THQ值范围为0.01(康氏小公鱼)—0.29(基岛䲗), 平均值为0.11(表5)。Cd元素的THQ值范围为0.01(鳗鱼)—0.47(蓝圆鯵), 平均值为0.08(表5)。

惠州海域3类海洋经济物种体内的重金属健康风险, 贝类、甲壳类的THQ值由大到小皆为Cd>Cu>Pb, 鱼类则为Pb >Cd>Cu; 3种重金属元素的健康风险有明细差异, Cu元素为甲壳类>贝类>鱼类, Pb为鱼类>贝类>甲壳类, Cd为贝类>甲壳类>鱼类。整体而言, 贝类的THQ平均值为0.10, 甲壳类为0.09, 鱼类为0.07, 健康风险趋势为贝类>甲壳类>鱼类; 3类海洋经济物种的THQ值皆＜1, 对人类身体健康无影响。这与其他学者在不同海洋生境、不同种类海洋生物的研究结果存在一定差异性[4,10,28,29], 这可能是由于不同海洋生态系统受自然因素、人为因素的影响程度不同, 而且不同重金属元素的生物地球化学行为不同, 故可以结合不同类海洋经济物种的生存环境、生活特性、不同重金属元素的地球化学特征进一步分析。

表5 惠州海域3类海洋经济物种体内重金属健康风险评估结果

注:括号内为平均值。

3 结论

利用2018年春季惠州市海洋渔业资源调查项目的渔获物, 分析了贝类、甲壳类、鱼类等3类27种海洋经济物种体内重金属Cu、Pb、Cd含量, 以后可结合海洋经济物种的食性、栖息水层等因素对重金属的污染特征进行综合分析和深入研究。

(1) 海洋经济物种体内3种重金属元素含量由大到小为Cu>Pb>Cd; 方差分析显示, 贝类体内Cu含量显著高于鱼类, Cd含量显著高于甲壳类和鱼类。

(2) Pearson相关分析结果显示, 3种重金属具有同源性和类似的生物地球化学行为, 受到人为活动的影响。

(3) 3类海洋经济物种的SFI值显示, Pb为轻度污染水平, 鱼类Cd达到中度污染程度; MPI值由大到小为贝类>甲壳类>鱼类。综合反映, 不同海洋经济物种体内重金属含量对生存环境有明显响应。

(4) 根据《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》(NY 5073—2006), 2018年春季惠州海域3类海洋经济物种体内Cu含量未超标, 甲壳类、鱼类体内Pb、Cd含量有超标现象。

(5) 惠州海洋经济物种的THQ值皆＜1, 3种重金属含量对人体健康无影响。

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Heavy metals concentrations of marine commercial species and health risk estimation in Huizhou, Guangdong

YANG Yufeng1, LIANG Haoliang1,*, HUANG Shunqin1, LIU Jinrong1, LIN Cairong1, FENG Jianxiang2

1. Marine Technology Center of Huizhou, Huizhou 516000, China 2. School of Marine Sciences, Sun Yat-sen University, Zhuhai 519082, China

Marine fishery resources are an important component of natural resources and the contents of heavy metals in the marine commercial fishes that directly affect the health of human body. The samples of marine fishery resources surveying program in Huizhou, which were collected during spring in 2018, were determined the contents of heavy metals (i.e., Cu, Pb and Cd) in 27 marine commercial species from three categories, including shellfish, crustaceans and fish, for evaluating the pollution levels of heavy metals and estimating the health risks with SFI, MPI, THQ, respectively. Furthermore, we discussed the origins of heavy metals and the influence factors. The results showed that: (1) The contents of heavy metals in the three marine commercial categories followed the order of Cu > Pb > Cd in Huizhou during the spring in 2018. Differences of the same heavy metal were observed in different species. Cu contents in shellfish were obviously higher than those in fish by ANOVA, and Cd contents were higher than those in crustaceans and fish. (2) The Cu contents showed obviously positive correlations with Pb and Cd contents by Pearson correlation analysis, suggesting the same origins and similar biogeochemical behaviors, influenced by anthropogenic activities. (3) The SFI values indicated that the Cu contents were in normal background, and the Pb contents showed slightly pollution, while the Cd contents in shellfish and fish presented slightly and moderate pollution, respectively. The MPI values followed the order of shellfish > crustaceans > fish. Overall, the characteristics of heavy metals in different marine commercial species were obviously responding to the habitat environment. (4) According to the national standard of NY 5073-2006, the Cu contents in marine commercial species were stable and unpolluted from 1996 to the spring in 2018. However, the contents exceeded the standard for Pb and Cd in crustaceans and fish, hence, the quality and safety supervision of aquatic products should be strengthened. (5) All THQ values were below 1, following the order of shellfish > crustaceans > fish, and suggested no effect on the human health.

marine commercial species; fishery resources; heavy metals; health risks; food quality and safety; Huizhou

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.03.014

P736

A

1008-8873(2020)03-095-09

2019-07-05;

2019-09-04

国家自然科学基金面上项目(41976160); 惠州市“海洋渔业资源环境调查项目”

杨玉峰(1982—), 男, 河南三门峡人, 博士, 高级工程师, 主要从事海洋地质与环境地质研究, E-mail:xmuyfyang@hotmail.com.

梁浩亮, 男, 广东惠州人, 高级工程师, 主要从事海洋生态调查与修复研究, E-mail:hz805@163.com

杨玉峰, 梁浩亮, 黄舜琴, 等. 广东惠州3类海洋经济物种体内重金属含量分析和健康风险评估[J]. 生态科学, 2020, 39(3): 95–103.

YANG Yufeng, LIANG Haoliang, HUANG Shunqin, et al. Heavy metals concentrations of marine commercial species and health risk estimation in Huizhou, Guangdong[J]. Ecological Science, 2020, 39(3): 95–103.