Page 212 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第5期

第41卷 第5期 华 中 农 业 大 学 学 报 Vol.41 No.5
2022年 9月 Journal of Huazhong Agricultural University Sep. 2022，206~214

业饲料中均不含镉）。暂养完成后从中选取 180尾体 后加入三蒸水，定容至 10 mL 摇匀，静置过夜后采用
卫丹秋，黄涛涛，殷娇娇，等.镉水相暴露在鲫体内的累积分布及水流流速对镉的清除效果［J］.华中农业大学学报，2022，41（5）：206⁃214.
DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2022.05.025 质量（150.0±5.0）g、体长（20.0±1.5）cm 规格相近 ICP-MS进行测定。
的鲫，随机转移至18个养殖缸中，每组3个平行，每缸 1.4 镉96 h的LC 50 及安全浓度测定
镉水相暴露在鲫体内的累积分布及 10 尾鱼。参照文献［9］，设置镉暴露 6 个质量浓度 参考文献［10］，计算平均死亡率和试验浓度对
（0.000、1.000、2.800、7.840、21.952、61.465 mg/L），分 数 ，采 用 GraphPad Prism 8 软 件 的 log（agonist）vs.
水流流速对镉的清除效果 别在 24、48、72、96 h 记录试验鱼的死亡个体数，以确 normalized response-variable slope 分析方法进行回归

定镉对鲫的半致死浓度及安全浓度。 分析，最终求出 96 h 半致死浓度（LC 50 ）以及 95% 置
卫丹秋 ，黄涛涛 ，殷娇娇 ，张学振 1，2 取经驯养的体质量为（150.0±5.0）g 的鲫 240 尾 信区间。安全浓度的计算公式如下：
1
1
1
随机分为 4 组，分别暴露于镉质量浓度 0.000、0.764、
1.华中农业大学水产学院/长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心，武汉 430070； 安全浓度=LC 50 ×0.1 （1）
1.528、3.054 mg/L 的水体中，每组 3 个平行，每缸 20 1.5 镉的生物累积系数和清除率
2.环境食品学教育部重点实验室，武汉 430070
尾鱼，在镉暴露 0、4、7、14 d 时取样研究镉在鲫各组 生物累积系数（bioaccumulation factor，BAF）通
摘要 为了解重金属镉在鱼体内的累积情况，给鱼体内重金属镉富集问题提供经济、安全、快速的解决方 织中的累积分布规律。同时将另 240 尾鲫放置于镉 常用于指示重金属在鱼体内的累积情况 ［11］ ，计算公
法，以我国常见养殖鱼类鲫（Carassius auratus）为试验对象，确定镉对鲫的安全浓度后将鲫暴露在含有不同浓度 质量浓度为 1.528 mg/L 的水体中暴露 96 h 后，转移 式如下：
镉的水体中 14 d，使用电感耦合等离子体质谱仪对重金属污染物镉在鱼体各组织内的累积和分布情况进行检 至不同流速（0.0、0.1、0.2、0.4 m/s）的无镉清水中继
C t - C con
测，之后将鲫转移至不同流速的清水中 14 d，比较不同水流流速对鱼体中镉的清除效果，同时分别在暴露试验和 续养殖，每组 3 个平行，每缸 20 尾鱼，在流水清除 1、 BAF= C water （2）
清除试验后对鲫可食用部位进行非致癌膳食风险评估。结果显示：镉对鲫 96 h的安全质量浓度为 1.528 mg/L； 4、7、14 d时取样并测定各组织中镉含量，研究不同水 其中，C t 为时间 t 时对应的组织中重金属含量，
镉在鲫鱼头和肝脏中累积较多，肌肉中较少，镉富集程度与水环境中镉浓度和镉暴露时间呈正相关；鲫肌肉、胆 流流速对于鲫体内镉的清除效果。 mg/kg；C con 为对照组组织中的重金属含量，mg/kg；
中的镉排出较快，而肝脏、肾脏中的镉排出较慢，在水流流速为0.1~0.2 m/s时的清除效果最佳；水体镉暴露14 d 1.2 仪器设备 C water 为暴露溶液中的重金属含量，mg/kg。
后鲫鱼头、肌肉存在潜在的非致癌食用风险，流水清除 14 d后肌肉可达到食用标准，但鱼头仍具有食用风险。综
本试验所用流水装置为自行设计的环形循环水 清除率（depuration rate，K）表示为清除一段时间
上所述，鲫各组织器官对镉的累积能力及清除能力具有显著性差异，适宜的水流流速有利于鲫体内镉的排出，对
流装置，如图1所示。 后的重金属含量相对于暴露试验后的重金属浓度减
于镉污染后的鲫需进行重金属的清除后才可食用。
少的百分比，计算公式如下：
关键词 鲫；镉；累积；清除；水流流速；食用风险
中图分类号 X503.225 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2022）05-0206-09 K= C exp - C dep ×100% （3）
C exp
其中，C exp 为暴露后组织中重金属含量，mg/kg；
重金属元素包括必需金属和非必需金属，其中 力、生长速度、摄食率等 ［7-8］ ，但关于流水对鱼体内重
C dep 为清除后组织中重金属含量，mg/kg。
镉、铅、汞等非必需金属在低浓度时也具有较强的毒 金属清除的研究较少。笔者选取我国常见的养殖鱼
1.6 可食用部分风险评估
性，是对水生态系统和人类危害最大的污染源之 类鲫（Carassius auratus）为研究对象，通过暴露试验
目标风险系数（target hazard quotient，THQ）被
［1］
一 。镉是一类非典型的过渡重金属，它的各种形式 研究镉在鲫体内的累积分布规律，并研究不同水流
用 于 评 估 重 金 属 对 鱼 类 的 非 致 癌 健 康 风 险 。 当
如氧化镉、碳化镉、硫酸镉等均可对环境造成不同程 流速对鲫体内镉的清除效果，同时对鲫可食用部分 1.水流方向；2.增氧气泡石；3.集污器；4.潜水泵。1.Water flow THQ≥1 时，认为该重金属对人体存在潜在的非致
［2］
度的污染 。 进行膳食非致癌风险评估，以期为了解重金属镉在 direction；2. Oxygen device；3. Waste collecting device；4. Sub⁃ ［12-13］
merged pump. 癌风险 ，计算公式如下：
水环境中的镉可通过生物富集和生物放大作用 鱼体内的累积情况提供理论依据，给鱼体内重金属
图1 环形循环水流装置 F × C
［2］
在鱼体内不断累积 ，鱼类吸收镉主要通过鳃与水体 镉富集的问题提供经济、安全、快速的解决方案。 Fig.1 Circulating water device THQ= R × B （4）
中的镉直接接触，鳃中的氯细胞会吸收镉离子，而后 1 材料与方法 1.3 水体及鲫组织中镉浓度测定 其 中 ，F（food ingestion rate）为 鱼 肉 日 均 摄 入
由于鳃具有巨大的表面积以及鳃部血液障碍较弱， 1）水体中镉浓度测定。使用滴管直接吸取适量水 量，根据 2016 年中国居民膳食指南，我国居民人均
使得镉能够通过血液循环作用转移至体内各个组织 1.1 试验鱼及试验设计 样于 15 mL 塑料离心管中，摇匀，采用美国珀金埃尔 每天水产品摄入量为 40~75 g，取平均值 57.5 g/
［14］ ；C 为 鱼 肉 中 所 测 重 金 属 的 含 量 ，mg/kg；R
［3］
中 ；或通过摄食作用在胃肠道内吸收 ［4-5］ 。另一方 本研究所用鲫购自湖北省武汉市白沙洲水产市 默公司的电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定。 d
面，鱼类也会通过自身的净化作用，例如排泄、分泌 场，在华中农业大学水产学院实验室的 500 L 聚乙烯 2）组 织 中 镉 浓 度 测 定 。 将 鲫 放 入 含 MS-222 （oral reference dose）为 重 金 属 的 参 考 剂 量 ，mg/
等途径向水环境中释放镉，使鱼体内镉的累积和清 塑料桶中暂养 14 d，使其适应实验室养殖环境：水温 （100 mg/L）的水中进行麻醉，使用手术剪从鲫的泄 （kg·d），Cd 的 R 值为 0.001 ［15］ ；B（body weight）为人
除始终处于相对平衡的状态，从而维持内环境的稳 （21.2±1.0）℃、溶解氧＞6.0 mg/L、pH（7.1±0.2）， 殖孔插入并剪至下颌处，打开体腔，分离肝、肾、肠、 体质量，kg（成人按60 kg，儿童按30 kg计算）。
［6］
定 。适宜的水流刺激可提高鱼类的代谢速率、免疫 暂养期间对试验鱼投喂商业饲料（鲫、暂养水体、商 胆，去除皮肤后取背部、腹部肌肉，剪取头部两侧鳃 1.7 数据分析
丝，以及去除鳃后的整体头部。取上述各组织适量 采用 Excel 2019、SPSS 26.0 软件进行数据的整
收稿日期：2022-05-11 于 15 mL 塑料离心管中，加入适量硝酸浸泡 12 h，待 理及分析，统计数据均以“平均值±标准差”（Mean±
基金项目：中央高校基本科研业务费专项（2662021SPPY001）
样本完全溶解后转入石英管，加入 1.0 mL 硝酸，将其 SD，n=3）表示，采用单因素方差分析（One-way Ano⁃
卫丹秋，E-mail：1294750159@qq.com
通信作者：张学振，E-mail：xuezhen@mail.hzau.edu.cn 放入石墨消解仪，经低温消解至溶液清亮，取出冷却 va analysis）及最小显著差数法（least significant differ⁃