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2018, 35(1):39-42, 54.doi:10.13213/j.cnki.jeom.2018.17505

Lead and mercury pollution in seafood products and seawater from coastal aquicultural areas of Hainan Province


School of Public Health, Hainan Medical College, Haikou, Hainan 571199, China

Accepted: 2017-08-11;  Published: 2018-05-14

Corresponding Author: YU De-e, Email: 404511152@qq.com  

[Objective] To understand and assess the contamination levels of lead and mercury in seafood products and seawater from coastal aquicultural areas of Hainan Province.

[Methods] Samples of seafood products (fish, shrimp, and shellfish) and seawater were collected from mariculture farms in 9 coastal areas of Hainan Province, and the levels of lead and total mercury were determined by ICP-MS. Single factor index method and Nemerow's index method were applied to evaluate the contamination levels of lead and mercury.

[Results] The positive and qualified rates of lead and total mercury in the seafood product samples were all 100.00%, with a range of 3.10-310.00 μg/kg for lead and 5.30-130.00 μg/kg for total mercury, respectively. The median levels of lead ranked from high to low as shellfish, fish, and shrimp (P < 0.05), and the median levels of total mercury ranked as fish, shrimp, and shellfish (P < 0.05), respectively. The ranges of lead and total mercury levels in the seawater samples were 0.35-11.10 μg/L and 0.35-4.60 μg/L, with 50% and 100% of the seawater samples exceeding relevant national limits, respectively. According to the estimated single factor pollution index, the products of shellfish and fish were slightly polluted by lead and mercury respectively. According to the estimated Nemerow's index, 75% of the seawater samples were moderately or seriously polluted. In addition, the lead level of shrimp was positively correlated with that of seawater samples (r=0.857, P=0.007).

[Conclusion] Though light contamination of lead and mercury are found in the seafood samples from Hainan coastal areas, attentions should be paid to the serious lead and mercury pollution in seawater.

Key Words: seafood;  seawater;  heavy metal contamination;  coastal aquicultural area;  lead;  mercury 

图 1

海南省海产品及养殖区海水采样点分布

Figure 1
图 2

海南省不同地区3种养殖海产品铅含量(中位数,μg/kg,湿重)

Figure 2 [注]A:澄迈马村港;B:澄迈桥头镇;C:儋州光村;D:昌江棋子湾;E:东方八所镇;F:三亚新港;G:陵水新村港;H:万宁和乐镇;I:文昌红树湾。
图 3

海南省不同地区3种养殖海产品总汞含量(中位数,μg/kg,湿重)

Figure 3 [注]A:澄迈马村港;B:澄迈桥头镇;C:儋州光村;D:昌江棋子湾;E:东方八所镇;F:三亚新港;G:陵水新村港;H:万宁和乐镇;I:文昌红树湾。
表 1

养殖海产品中铅、总汞的单因子污染指数

Table 1
图 4

海南省不同地区养殖区海水中铅、总汞含量(μg/L)

Figure 4 [注]经Shapiro-Wilk检验,海水铅、总汞含量数据均服从正态分布。
表 2

海南省不同地点海水中铅、总汞含量及内梅罗综合指数

Table 2
表 3

海产品与海水的铅、总汞含量相关性分析

Table 3

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我国各级医疗机构对儿童用基本药物剂型和规格的需求调查

海产品是沿海人群非常重要的食物来源,富含人体必需的各种微量元素、不饱和脂肪酸等营养成分,是人类健康膳食的优质食品。然而,由于过度捕捞、环境污染等原因,海洋资源枯竭的形势日益严峻,渔业生产结构随之发生变化,海产品的海洋捕捞产量增长缓慢,而其海水养殖产量比例不断上升[1]。海南省2015年海产品海水养殖产量25.9万吨,同比增长10.78%[2]。同时,我国近海区域因受城市发展和工业污水排放等的影响,环境质量逐年下降,重金属已成为近海环境及其生物体内常见的一类污染物,且有研究发现养殖海产品比天然野生海产品受重金属污染更为严重[3-4]。而此前海南省养殖海产品的重金属污染状况鲜有人研究,仅见2013年杜克梅[5]进行的小范围调查。为全面了解海南近岸海域养殖海产品及其养殖环境中的重金属污染状况,本研究对海南9个沿海市县近岸海产养殖区的海产品及海水中铅、汞含量进行检测分析。

1   材料与方法

1.1   样品采集

调查海区包括澄迈马村港(A)、澄迈桥头镇(B)、儋州光村(C)、昌江棋子湾(D)、东方八所镇(E)、三亚新港(F)、陵水新村港(G)、万宁和乐镇(H)、文昌红树湾(I)共9个地区的近岸海水养殖场,具体的采样点分布见图 1。根据每个养殖场实际养殖的海产品种类采集有代表性的海产品各1份,包括鱼类、虾类和贝类,对每个采样点的同一物种,尽量采集个体大小相近的海产品,每份样品质量不低于500 g。同时,在每个养殖场采集水样1份,每份500 mL。

图 1

海南省海产品及养殖区海水采样点分布

现场捕捞鲜活海产品或采集水样,分别装入洁净的聚乙烯袋或瓶密封,当天低温冷藏运输回实验室。海产品以去离子水洗净,鱼类取鱼肉,虾类和贝类去壳取可食部分,洁净纱布拭干水分后用食品粉碎机粉碎,装入聚乙烯试管并存于-20℃冰箱待测。海水样品运回实验室后直接置于-20℃冰箱保存待测。

1.2   检测方法

1.2.1   海产品前处理

取样品0.2~0.3 g加入微波消解罐,加6mL硝酸浸泡1h,放入微波消解仪EthosA(迈尔斯通,意大利),采用三步程序升温进行消解:10min从室温升至130℃,保持4 min;7 min从130℃升至160℃,保持5 min;30 min从160℃升至190℃。冷却后取出,消化液移入50 mL容量瓶,去离子水洗涤消化罐3次,定容至刻度备测。同时做试剂空白实验。

1.2.2   海水前处理

取样品1~5 mL加入聚四氟乙烯消化罐,加5 mL硝酸浸泡1 h,盖上密封盖后放入恒温干燥箱,以140~160℃加热3~4 h,取出后置于控温电热板上,100℃加热45 min。冷却后消化液定容至10 mL并混匀备测。同时做试剂空白实验。

1.2.3   铅、汞含量检测

用7700/7900型电感耦合等离子体质谱仪(安捷伦,美国)分析样品消化液中的铅、总汞含量,同时测定空白液。

1.3   铅、汞限量值

海产品及其养殖区海水中铅、汞含量分别依据GB 2762—2012《食品中污染物限量》和GB 3097— 1997《海水水质标准》进行评价。鱼类和虾类的铅、汞限量值均为0.5 mg/kg;贝类的铅、汞限量值分别为1.5 mg/kg和0.5 mg/kg;海水的铅、汞限量值分别为5 μg/L和0.2 μg/L。海产品和海水中的汞限制标准分为甲基汞限量值和总汞限量值。如总汞含量低于甲基汞限量值,则不必测定甲基汞。

1.4   重金属污染状况评价

海产品体内的重金属污染状况采用单因子指数法[6]进行评价,单因子污染指数计算公式(A)为:Pi=Ci/Si。式中Pi为重金属i的污染指数,Ci为海产品中重金属i的实测值,Si为重金属i的含量限值,污染等级划分如下:清洁(Pi<0.2),轻度污染(0.2≤(Pi<0.6),中度污染(0.6≤(Pi<1.0),重度污染((Pi≥1.0)。

内梅罗污染指数法是环境污染的综合评价方法,该方法对污染严重的单因素具有突显作用。本研究中养殖区海水检测铅和汞两种重金属污染状况,部分地区污染值较高,故采用内梅罗指数法[7]进行综合评价,内梅罗指数的计算公式(B)如下:

$ ${\rm{P}} = \sqrt {\frac{{P_{\max }^2 + {{\left( {\frac{1}{n}\sum\limits_{i = 1}^n {{P_i}} } \right)}^2}}}{2}} $ $

式中P为内梅罗综合指数,Pmax为水中最大的重金属单因子污染指数,Pi为重金属的单因子污染指数(计算方法同公式A),水质污染等级划分如下:清洁(P ≤ 0.6),较清洁(0.6<P ≤ 1.0),轻度污染(1.0<P≤ 2.6),中度污染(2.6<P≤5.0),重度污染(P>5.0)。

1.5   统计学分析

应用SPSS 17.0软件进行统计分析,海产品及海水中铅、总汞含量用Shaprio-Wilk检验,数据不完全服从正态分布,用中位数表示。不同类海产品中铅或总汞含量差异采用的检验方法涉及Kruskal-Wallis法、Bonferroni法及Wilcoxon法。各类海产品与其养殖区海水的铅或总汞含量间的相关性分析采用Pearson积矩相关法或Spearman秩相关法。检验水准α=0.05。

2   结果

2.1   养殖海产品的铅、总汞污染

2.1.1   不同采样点海产品中铅、总汞的含量

养殖海产品中铅和总汞的含量范围分别为3.10~310.00、5.30~130.00 μg/kg,检出率均为100.00%,但均无超标情况。鱼类、虾类及贝类的铅含量分别在澄迈马村港(A)、澄迈马村港(A)、万宁和乐镇(H)中最高,分别为19.00、33.00、310.00μg/kg,见图 2。海产品中铅含量从高到低依次为:贝类、鱼类、虾类(P=0.002),不同种类海产品中铅含量差异均具有统计学意义(鱼类与虾类,P=0.005;鱼类与贝类,P=0.001;虾类与贝类,P=0.012)。3种海产品的总汞检出率均为100%。鱼类和虾类总汞含量为三亚新港(F)最高(分别为130.00、62.00μg/kg),贝类总汞含量为文昌红树湾(I)(22.00 μg/kg)最高,见图 3。养殖海产品中的总汞含量从高到低依次为:鱼类、虾类、贝类(P=0.000)。鱼类与虾类中总汞含量差异无统计学意义(P=0.491),鱼类、虾类总汞分别与贝类含量的差异有统计学意义(P=0.003和0.002)。

图 2

海南省不同地区3种养殖海产品铅含量(中位数,μg/kg,湿重)

图 3

海南省不同地区3种养殖海产品总汞含量(中位数,μg/kg,湿重)

2.1.2   海产品中铅、总汞的超标与污染状况

3种海产品中的铅、总汞均未见超标。单因子污染指数法发现,贝类海产品的污染指数P范围为0.01~0.21,鱼类海产品的P总汞范围为0.08~0.26,均存在轻度污染情况。鱼类和虾类海产品的P、虾类和贝类海产品的P总汞均<0.2,相应重金属元素处于清洁水平,见表 1

表1

养殖海产品中铅、总汞的单因子污染指数

2.2   养殖区海水的铅、总汞污染

2.2.1   不同地点海水中铅、总汞的含量

海水中铅和总汞的检出率均为100%,铅、总汞的含量范围分别为0.35~11.10和0.35~4.60 μg/L,见图 4。其中,海水中铅、总汞最高含量的采样点分别是澄迈马村港(A)(11.10μg/L)和陵水新村港(G)(4.60μg/L)。

图 4

海南省不同地区养殖区海水中铅、总汞含量(μg/L)

2.2.2   海水中铅、总汞的超标与污染状况

所调查的近岸养殖区海水中铅、总汞的超标率分别为50%、100%,内梅罗综合指数在1.60~18.19之间,各地区养殖区海水均存在轻度及以上级别的重金属污染情况,且75%的地区处于中、重度污染水平,见表 2

表2

海南省不同地点海水中铅、总汞含量及内梅罗综合指数

2.3   海产品与海水的铅、总汞含量相关性

虾类含铅量与海水铅含量呈正相关(r=0.857,P=0.007),而鱼类和贝类的含铅量与海水铅含量、3种海产品的总汞含量与海水总汞含量均无相关性,见表 3

表3

海产品与海水的铅、总汞含量相关性分析

3   讨论

本次检测结果中,全部养殖海产品样品总汞含量均低于甲基汞限量值,依据GB 2762—2012的要求不必测定甲基汞,故以总汞进行污染指数计算并评价。

本次调查海南省近岸养殖的海产品铅、总汞含量未见超标。根据重金属单因子污染指数评价结果,大部分的海产品均处于无铅、汞污染状态。黄家钿等[8]的调查显示:浙江省部分沿海地区的海产品铅超标率为3.6%,仅40.0%的海产品P<0.2(即处于无铅污染状态);尽管海产品的汞超标率较低(仅为0.9%),但仍有14.5%处于汞轻度污染状态。广西北海市新鲜海产品铅超标率达17.1%[9]。可见与我国其他地区相比较,海南省海产品的铅、汞污染情况并不严重。

本次调查显示,不同种类海产品的铅、汞含量存在差异,铅含量为贝类 > 鱼类 > 虾类,与王建跃等[10]对舟山渔场的研究结果相一致,可能是贝类多栖息于底层、活动性较弱,因而重金属暴露时间较长,且无选择性滤食水底沉积物的特性[1]。但本研究发现汞在鱼类中含量较高,与樊伟等[11]报道绍兴市售鱼类中汞含量明显低于甲壳类和软体类的结果不一致,这可能由地域环境差异和生物品种、发育阶段不同等因素所造成。

从养殖区海水铅、汞的含量来看,海南省近海受铅、汞污染情况严重,但地区分布差异不明显。西北部海域的重金属污染可能主要受到工业活动影响。可能与海南省的重工业主要分部在西北部地区有关,例如澄迈地区有丰富的石油、金、石英石等矿产资源,儋州地区有水泥、电池等工厂及油气炼化加工基地,昌江地区有铁、铜、金矿等矿业。此类工业生产活动过程中,会伴随大量重金属排放至环境中,进而造成养殖环境的污染。东南部地区养殖区海水铅、汞的来源可能与农业生产使用的农药和化肥、水产养殖饵料、船舶废水、城市污水等有关,有研究报道海南岛农业用地存在铅、汞、镉、铬和砷5种重金属污染[12],而海南市售有机肥中铅、汞、镉、铬、砷、铜和锌7种重金属的检出率均为100%,并存在重金属含量超标[13]

尽管本次调查仅发现虾类海产品与养殖区海水的铅含量呈正相关,但不能排除海水中重金属含量对本次检测品种以外海产生物体内重金属含量的影响。水体中的重金属可经物理、化学、生物等作用结合至颗粒物而沉积[14],进而蓄积到以沉积物为食的如软体类海产生物体内,故不可忽视养殖区海水的重金属污染问题。

综上所述,海南省近岸养殖海产品受铅、汞污染程度较轻,但其养殖水体的铅、汞污染状况不容乐观,应引起有关部门的重视。

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