水产品中典型重金属的含量分析及评价

摘 要：为了解居民经常食用的水产品重金属污染状况，分析市售水产品的重金属含量，并采用单因子污染指数和金属污染指数法进行评价。结果表明，24种水产品中铅含量为0.000 8～0.342 2 mg·kg-1，铬含量为0.000 9～0.205 3 mg·kg-1，镉含量为0.000 4～0.768 2 mg·kg-1，汞含量为0.003 1～0.107 2 mg·kg-1，无机砷含量为0.002 1～0.053 8 mg·kg-1，5种重金属含量均未超过国家安全标准限量；铬和无机砷属于正常水平，铅、镉、汞元素存在轻度污染；双壳贝类中花蛤对重金属的富集能力最强。

关键词：水产品；重金属；单因子污染指数；金属污染指数

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

水产品在人类饮食文化中占有重要地位，自古以来就是人们喜爱的食材之一。常见的水产品大致分为贝类、鱼类、蟹类，这些水产品富含蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素和矿物质等，营养价值较高，美味可口，深受消费者的喜欢[1]。随着工农业生产的发展、城市化步伐的加快和人们生活水平的提高，大量的生产和生活废水排入水体，导致整个水体污染加剧，其中重金属污染是导致水体污染的主要原因之一[2-5]。DEGGER等[6]对中国沿海5个城市的海域进行调查发现，青岛海域铬、铜、汞含量超标，上海海域镉、铅含量超标，大连海域锌含量超标，这一结果表明重金属已经对我国水域产生危害。而已有研究表明水产品易富集这些有害重金属，这些水产品被制作成食品等被人们食用后，当人体内的毒理性重金属积累到一定浓度就会造成人体代谢紊乱，进而引发各种疾病。例如，铅含量超标会导致人体内神经、造血系统及肾脏等紊乱，从而引发贫血、脑缺氧等疾病[7]；镉含量超标会导致骨密度降低，主要表现出关节疼痛、骨骼萎缩、骨质疏松等症状[8]；汞含量超标后在人体内积累会形成甲基汞，甲基汞主要伤害脑部神经[9]。联合国粮食及农业组织曾公布对人体毒性最强的重金属包括镉和铅[10]，它们易被生物体吸收富集，尤其是水产品，其中贝类的污染尤为严重[11]。本文分析市售水产品中典型重金属的污染特征，评价水产品的风险，为保障居民安全食用水产品提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

水产品共263份，分为3大类24种，购自大型超市、海鲜市场及农贸市场，鲜样直接放入-18 ℃冰箱中冰冻保存。

硝酸（电子级），晶瑞电子材料股份有限公司；铅、砷、镉、汞、铬标准溶液（1 000 μg·mL-1），国家有色金属及电子材料分析测试中心。

1.2 仪器与设备

MARS微波消解仪，培安·CEM微波化学中国技术中心；ICAP RQ电感耦合等离子体质谱仪，赛默飞世尔仪器有限公司；PL203电子天平（0.001 g），梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司；LC-AFS HGLF-V液相色谱原子荧光联用仪，北京海光仪器有限公司；Sigma 3K15离心机。

1.3 试验方法

1.3.1 24种水产品中重金属含量测定

所有样品常温解冻，取可食部分（肌肉组织），打成匀浆冷冻备用。前处理采用微波消解法。铅、砷、镉、汞、铬5种元素根据《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）第一法进行检测，无机砷根据《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》（GB 5009.11—2014）第二篇第一法进行检测。

1.3.2 水产品中5种重金属的单因子污染指数评价

采用单因子污染指数法对水产品中的5种重金属污染状况进行等级划分，限量标准参照《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）。重金属的单因子污染指数计算公式为

式中：Pi为单一重金属元素的单因子污染指数；Ci为重金属含量检测结果的平均水平，mg·kg-1；Si为重金属的限量标准，mg·kg-1。

根据类似研究[12-13]，采用如下等级划分标准：Pi＜0.2为正常背景值；0.2≤Pi≤0.6为轻污染水平；0.6＜Pi≤1.0中度污染水平；Pi＞1.0为重度污染水平。

1.3.3 水产品中5种重金属的金属污染指数评价

金属污染指数（XMPI）是指某一食品中所有被测金属浓度的几何平均值，计算金属污染指数可以比较不同生物体之间所检测金属总含量的差异。XMPI的计算公式为

式中：Cn表示样品中污染因子的浓度。

1.4 数据处理

采用Excel 2003和Origin 9.1软件进行数据分析或绘图，结果以均值±标准偏差表示。

2 结果与分析

2.1 水产品中重金属含量

按照GB 2762—2022的要求，双壳贝类的铅限量为1.5 mg·kg-1，鱼类和甲壳类的铅限量为0.5 mg·kg-1；双壳贝类的镉限量为2.0 mg·kg-1，鱼类的镉限量为0.1 mg·kg-1，甲壳类的镉限量为0.5 mg·kg-1；汞的限量均为0.5 mg·kg-1；双壳贝类的砷和无机砷限量为0.5 mg·kg-1，鱼类的砷和无机砷限量为0.1 mg·kg-1，甲壳类的砷和无机砷限量为0.5 mg·kg-1；铬的限量均为2.0 mg·kg-1。由表1可知，24种水产品的铅含量为0.000 8～0.342 2 mg·kg-1，铬的含量为0.000 9～0.205 3 mg·kg-1，镉的含量为0.000 4～0.768 2 mg·kg-1，汞的含量为0.003 1～0.107 2 mg·kg-1，总砷先通过电感耦合等离子体质谱仪进行测定，超过国标限量时进行无机砷的测定，无机砷的含量为0.002 1～0.053 8 mg·kg-1，本研究中所有水产品中铅、镉、铬、汞和无机砷含量均未超过国家安全标准限量。

2.2 水产品中5种重金属的单因子污染指数

水产品中5种重金属的单因子污染指数分析结果如图1所示。图1（a）中，黑色为轻污染水平，透明色为正常背景值水平；图（b）中，黑色为重度污染水平，透明色为轻污染水平。从重金属元素上分析，24种水产品中铬、无机砷的Pi均小于0.2，为正常背景值水平，其余3种重金属污染程度各不相同。从水产品的种类上分析，双壳贝类、鱼类和甲壳类污染情况均主要集中在铅、镉、汞元素，0.2≤Pi≤0.6，属于轻污染水平。但是从总砷污染指数来看，双壳贝类和鱼类中总砷的Pi均大于1，属于重度污染水平，仅甲壳类中样品22、23和24属于轻污染水平，样品20和21也属于重度污染水平。总砷包括有机砷和无机砷，但无机砷的Pi均小于0.2，为正常水平，说明水产品中富集的砷以有机砷的形式存在。综上所述，目前的水产品存在轻度污染，需要引起重视。

2.3 水产品中5种重金属的金属污染指数

如图2所示，双壳贝类富集5种重金属能力较强，其中编号2即花蛤的富集能力最强，XMPI为0.055。相较于双壳贝类，甲壳类和鱼类对于重金属的富集能力较弱。鉴于此，可以利用花蛤的强富集能力，应用于净化水质，吸附水质中有害重金属。

3 结论

研究显示，24种水产品中5种重金属含量均未超过国家安全标准限量，表明市售的水产品处于安全使用范围。单因子污染指数分析结果显示，3类水产品中铬和无机砷的Pi均小于0.2，为正常值水平，其余重金属均有不同程度的污染，但集中在铅、镉、汞3种元素；总砷为重度污染水平，总砷包括有机砷和无机砷，无机砷毒性最高，但从结果来看，无机砷均为正常水平，说明水产品中富集的砷以有机砷的形式存在。金属污染指数分析结果显示，花蛤的富集能力最强。本研究结果有助于了解市场上居民经常食用的水产品中重金属污染现状和未来演变趋势，为保障消费者的食用安全、促进水产行业持续发展和政府制定控制措施提供依据。

参考文献

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