巢湖水产品体内重金属含量的测定和评价

1、本科生毕业论文题 目: 巢湖水产品体内重金属含量的测定和评价 姓 名: 肖月阳 学 院: 生命科学学院 专 业: 生物科学 班 级: 二零零八届二班 学 号: 1303080230 指导教师: 鲍方印 职称: 副教授 2012年 04月 20日安徽科技学院教务处制目 录引言.1 材料与方法1.2 试剂与仪器. .1.2.1 试剂.1.2.2 仪器 . 1.3 试验方法.1.3.1 湿法消解.1.3.2 原子吸收光谱分析1.3.3 标准溶液的配制.1.3.4 测量步骤.1.3.4.1 标准曲线的测定.1.3.4.2 样品重金属的测定.2 测定结果.2.1 银鱼体内重金属含量分布.2.1.1 肌肉

2、中重金属含量.2.1.2 肝脏中重金属含量.2.1.3 鱼鳃中重金属含量.2.1.4 鱼鳍中重金属含量.2.2 白虾体内重金属含量分布.2.2.1 虾肌肉中重金属含量.2.2.2 虾壳中重金属含量.2.3 田螺体内重金属含量分布.2.3.1 田螺壳中住金属含量.2.3.2 田螺肌肉中重金属含量.2.3.3 田螺肝脏中重金属含量.3. 分析与讨论.3.1 高营养级生物比低营养级生物重金属含量高.3.2 相同的金属在生物体不同组织的含量不同.3.3 相同组织不同重金属含量不同.3.4 必须元素的含量大于非必须元素含量.3.5 其他. 致谢. 参考文献. 巢湖水产品体内重金属含量的测定和评价生物科学

3、二班 肖月阳指导教师 鲍方印摘要 采用湿法消解的方法对巢湖湖水中银鱼、白虾、田螺3种水产动物进行消化，采用火焰原子吸收法检测其中重金属（Cu、Pb、Cd、Fe）的含量。结果表明重金属在3种水产动物中的分布情况为Fe和Cu的含量比Pb和Cd较高；在同一组织的不同重金属含量不相同,且在不同组织中同一重金属的分布也不同（其中内脏中重金属含量较高，虾类和贝类的外壳中重金属含量较高，而肉中重金属含量较低）。通过对各种重金属的含量以及在机体内的分布的研究，得出了巢湖的鱼虾贝体内含有极微量的重金属，显示巢湖水产品有轻度的重金属污染。关键词 重金属；污染；巢湖。重金属在自然界乃至生命体内都是以极少量存在的，人

4、们把这些在自然生态系统内以低浓度存在的元素称为微量元素1。近年来，随着人们生活水平的逐渐提高和对生命健康越来越重视。对于这些微量金属的研究也在不断深入。在现在重金属研究领域中，砷(As) 、氟(F)、硒(Se)虽是非金属元素，但在环境污染研究中通常被当作重金属对待，因为其化学性质及环境表现行为与其他重金属相似2。生物体内的重金属元素可分为必需的和非必需的两类。必需的微量元素生物体内必不可少，但是当这些金属的含量过高的时候便会对人体有毒害作用。非必需元素对生物体是有毒的，称为有毒元素3。重金属进入人体后，能干扰酶的功能，破坏和影响正常的代谢系统。重金属是典型的难降解、累积性污染物，可通过食物链传

5、递并在生态系统中积累，在某些条件下还可转变为毒性更大的金属有机化合物4。美国环保局(EPA)把铜、锌、铅、镉、汞列入环境优先污染物名单5。巢湖是我国五大淡水湖之一，它在我国的淡水体系中占有重要的地位。巢湖盛产银鱼白虾等水产品。巢湖被巢湖市合肥市环抱，由于其特有的地理位置，它成为了江北的“鱼米之乡”。近年来，由于长江上游的污染以及巢湖地方经济的发展，工业“三废”，农业排水和生活污水的排放量正在不断地增加，这些排放物可以导致有机污染，无机污染和重金属污染，威胁着水生生物的生存和以这些水产品为食的人类的生命健康6。 其中重金属的污染会因为生物的富集作用而更加严重7。特别是巢湖闸的设立，阻碍了巢湖水系

6、和其它水系的交流，降低了巢湖水系的自净能力，加重了巢湖的污染。目前国内外学者已对重金属在水生物体内富集和分布做过一些研究。如ITOW等8研究了重金属对马蹄蟹步足再生的影响，SVOBODOVA等9 研究了重金属汞在11种鱼体内的富集情况，NOGAMI等10研究了食物中的镉对罗非鱼的生长的影响。关于巢湖市鱼虾贝类重金属富集的研究已有不少，如童军华等的巢湖水体重金属污染评价11。本研究以巢湖银鱼、白虾、田螺作为样品，研究Cu，Pb，Cd和Fe四种重金属在鱼虾贝类体内富集、分布规律，以了解巢湖水产品体内重金属含量污染的现状和变化趋势，为巢湖重金属污染的监控和防治提供一定的依据和参考。1 材料与方法11

7、 材料及处理1.1.1 材料银鱼（Heemisalanx prognathus Regan），白虾（Exopalaemon modestus），田螺（Cipangopaludina fluminalis），所有材料均采于巢湖（见表1）。表1 样品各指标分组Table 1 samples each index and packet packet水产品种类样品数（ind）体长（cm）干重（g）银鱼（小）Heemisalanx prognathus Regan102.03.01.73.2白虾（小）Exopalaemon modestus101.63.01.12.1田螺（小）Cipangopaludi

8、na fluminalis102.03.13.04.0银鱼（大）Heemisalanx prognath Regan104.18.22.04.0白虾（大）Exopalaemon modestus104.95.41.32.3田螺（大）Cipangopaludina fluminalis104.75.25.06.0 1.1.2 材料处理分别在巢湖的四周随机捕捉新鲜的银鱼、白虾、田螺放分组（分组方法见表1）后冻存（温度控制在-20左右）。实验时从冰柜取出样品，室温融化，用蒸馏水冲洗干净，吸水纸吸干水分，用不锈钢解剖刀解剖：取银鱼的鱼肉、鱼鳃，背部两侧肌肉、内脏；取白虾的虾壳和肌肉；取田螺的外壳、肌肉

9、和内脏。装入保鲜袋中，冷冻保存待用12。1.2 试剂与仪器1.2.1试剂（分析纯）硝酸（国药集团化学试剂有限公司）、高氯酸（国药集团化学试剂有限公司）、盐酸（国药集团化学试剂有限公司）、氢氧化钾（国药集团化学试剂有限公司），硝酸铅（国药集团化学试剂有限公司）、硫酸铜（国药集团化学试剂有限公司）、氯化镉（国药集团化学试剂有限公司）、氧化铁（国药集团化学试剂有限公司）。1.2.2仪器(1)火焰原子吸收光谱仪和适合的乙炔。火焰原子吸收仪器（AA370MC型 北京瑞利分析仪器有限公司）。乙炔钢瓶：提供乙炔气体，压力是0.07MPa空气压缩机：提供空气,压力是0.07MPa(2)鼓风烘箱，能维持105&

10、#177;2。(3)AED一1型自控电热消化器（北京博瑞赛科技有限公司）。(4)FA2004型电子分析天平（上海精科实业有限公司）。(5)其它仪器：容量瓶：100ml 、1000ml、250ml、500ml。滴定管：1ml、5ml、10ml、20ml。烧杯：100ml。 消化管 滴管 漏斗 解剖刀 镊子 托盘 铁架台 剪刀 玻璃棒 研钵 移液管等。1.3实验方法采用浓混酸湿法消解，用火焰原子吸收法测铜(Cu)，铅(Pb)和镉(Cd)，铁(Fe)的含量。1.3.1湿法消解又称湿灰化法或湿氧化法13，在适量的食品中加入氧化性强酸，并同时加热消煮，使有机物质分解氧化成CO2，水和各种气体，为加速氧化

11、进行，可同时加入各种催化剂，这种破坏样品中有机物质释放重金属的方法就叫做湿法消化。在本次实验中是对含有大量有机物的生物样品进行消解，所以采用HNO3-HClO4（4:1）体系的湿法消解。消化管中出现白色烟雾即是消解终点,最后再加蒸馏水赶酸。1.3.2原子吸收光谱分析原子吸收光谱法是一种基于物质产生的原子蒸气对特定谱线(通常是待测元素的特征谱线)的吸收作用来进行定量分析的一种方法。以空心阴极灯作为光源，可以发射一定波长的特征光，当特征光通过一定厚度的原子蒸气时部分被蒸气中基态原子吸收而减弱。通过单色器和检测器得到特征光被减弱的程度，即可求得试样中金属离子的含量。本实验需要对Cu、Pb、Cd、Fe

12、四种重金属进行分析（分析方法见表2）。 表2 Cu、Pb、Cd、Fe四种重金属的原子吸收分析中的各项参数Table 2 Cu, Pb, Cd, Fe four heavy metal atomic absorption analysis of parameters重金属波长(nm )电流（mA）光谱带（nm）乙炔量(L/min )空气(L/min )燃烧器高度（nm）回收率Cu324.830.40.751096-99%Pb283.330.40.751098-100%Cd228.820.40.851099-101%Fe248.840.20.65 10 98-100%1.3.3标准溶液的配制使用分

13、析纯的试剂，并且要遵守实验室用水规格（GB6682）纯度为2级的水（双重蒸馏水），盐酸。标准液配置所使用的药品为硫酸铜，硝酸铅,氯化镉，氧化铁(1) 每升含1g铅的标准储备溶液和每升含100mg铅的标准溶液：称取1.598g(准确至1mg)硝酸铅（先在105干燥2小时）于1000ml容量瓶中，用盐酸溶液溶解，并稀释至刻度，充分摇匀。量取1ml此标准储备溶液含1mg铅，用移液管将100ml标准储备溶液移入1000ml容量瓶中，用盐酸溶液稀释至刻度，并充分摇匀。1ml此标准溶液含100ug铅。此溶液应在使用的当天配制。(2)每升含1g镉的标准储备溶液和每升含0.1mg的标准镉溶液：（配制过程参照标

14、准铅储备液和标准液配制过程）(3)每升含1g铜的标准铜储备溶液和每升含0.1mg的标准铜溶液：（配制过程参照标准铅储备液和标准液配制过程）(4)每升含1g铁的标准铁储备溶液和每升含0.1mg的标准铁溶液：（配制过程参照标准铅储备液和标准液配制过程）1.3.4测量步骤1.3.4.1标准曲线的测定(1) 镉标准曲线的测定（y=5.7275x+0.0045，R2=0.9988） 图1镉的标准曲线Fig.1 The standard curve of cadmium(2) 铅标准曲线的测定 （y=95.687x+0.1323，R2=0.9980）图2铅的标准曲线 Fig.2 The standard

15、curve of plumbum(3) 铁标准曲线的测定（y=14.248x+0.0342，R2=0.9988） 图3铁的标准曲线 Fig.3 The standard curve of ferrum(4) 铜标准曲线的测定 （y=12.288x+0.0315，R2=0.9983）图4铜的标准曲线 Fig.4 The standard curve of cuprum1.3.4.2样品测量步骤(1) 从冰箱里取出样品，称量1-2g样品于消化管中称重，向每个消化管(设两个空白管)中加入提前配好的硝酸和高氯酸的混合液(4:1)10ml后，过夜，并于第二天放入电子控温加热板上，于120下加热消化。消化

16、过程中如出现炭化现象，需再加入酸混合液14。待样品充分消解，大约余下0.5ml左右后移下，降到室温。(2) 加入少量超纯水，倒入事先准备好的刻度比色管中，用少许超纯水清洗消化管2-3次，倒入比色管中，定容至10ml。(3) 用AA370MC型原子吸收分光光度计测量样品中的Cu、Pb、Cd、Fe的含量。每个样品测量3次，取其平均值2 测定结果(见表4-5)表4 水产品重金属含量分析结果 Table 3 Analysis results of heavy metal content in aquatic product muscle w(g/g)种类组织CuPbCdFe肌肉62.47±1

17、.2401.79±0.0483.88±0.32130.33±2.206银鱼（小）Heemisalanx prognatus Regan鱼鳃63.35±1.3412.13±0.0518.88±0.93131.43±2.132内脏71.01±1.5522.88±0.04610.05±0.93134.10±2.001虾壳72.01±1.5622.29 ±0.0617.43±0.93320.99±2.011白虾（小）Exopalaemon modestu

18、s肌肉58.21±1.4241.66±0.0426.88±0.81217.85±2.000内脏60.01±1.3121.78±0.0477.32±0.78319.87±2.012肌肉65.01±1.2012.00± 0.0745.09±0.82118.85±2.011田螺（小）Cipangopaludina fluminalis壳73.65±1.2323.28± 0.0878.17±0.99726.65±2.232内脏 67.08

19、77;1.23 3.01±0.0607.18± 0.954 19.73±2.011表5 水产品重金属含量分析结果Table 4 Analysis results of heavy metal content in aquatic product muscle w(g/g)种类组织CuPbCdFe肌肉64.47±1.2401.79±0.0483.88±0.32130.33±2.206银鱼（大）Heemisalanx prognatus Regan鱼鳃66.12±1.3412.13±0.0518.88

20、7;0.93131.43±2.132内脏77.78±1.5622.88±0.04610.05±0.93134.10±2.001虾壳67.78±1.2132.32 ±0.0677.45±0.94322.99±2.041白虾（大）Exopalaemon modestus肌肉59.21±1.4121.76±0.0326.89±0.81117.87±2.010内脏62.23±1.3351.88±0.0497.42±0.78020.87±

21、;2.013肌肉67.01±1.2072.08± 0.0845.39±0.83118.75±2.011田螺（大）Cipangopaludina fluminalis壳74.32±1.4213.98± 0.0898.37±0.98726.25±2.212内脏69.08±1.334.01±0.1608.18±0.85418.73±2.1233. 分析与讨论 通过对实验结果的观察可以发现以下几点规律：删除 3.1 高营养级生物内体内重金属含量比低营养级生物高。 由于重金属在生物体内

22、很难被代谢掉，所以会随着生物体生命的延长而在生物体内富集，因而理论上来猜测，高营养级生物的重金属含量应该高于低营养级的15。本实验在处理银鱼的时候有意将个体较大的银鱼分为一组，个体较小的分为一组，结果表明，个体较大的一组体内重金属含量明显高于个体较小的一组。这是因为银鱼特殊的生活特性决定的。通过翻阅资料得知，幼小的银鱼主要是以水藻为食，属于低营养级，而成年银鱼却是肉食性动物属于高营养级16。实验结果验证了这种猜测。 3.2 相同的金属在生物体不同组织的含量不同。 实验结果显示，内脏特别是肝肾腮中重金属的含量要明显高于其他部位。虾和螺蛳的壳中含有的重金属含量比其他部位要高。因为肝脏等内脏是生命体

23、代谢的主要场所，重金属的代谢富集过程也是在内脏中进行的。重金属在肝脏和肾脏中的富集主要与重金属诱导肝脏、肾脏中金属硫蛋白的合成并与之结合有关15。腮更是大多数水生生物的呼吸器官和过滤器官，直接与外界进行物质交换。鳃的特殊结构有利于水中离子渗透，使鳃成为水生动物直接从水中吸收重金属的主要部位16。虾和螺的壳中重金属含量偏高则因为不溶的重金属盐是壳的重要组成部分。 3.3 相同组织不同重金属含量不同。 结果显示即使在相同的组织相同部位中，不同的重金属含量也大不相同。原因可能是由于这些组织所处的外环境的差异性导致的。这种差异性主要表现在外环境中不同重金属含量的不同。当然，相同组织对不同的重金属的吸收

24、能力也不尽相同。 3.4 必须元素的含量大于非必须元素含量。 重金属盐虽然是很难被生物体分解的，但是并不是完全不能被代谢掉的。在本实验中，必须元素如铜，铁在样品中的含量则远大于其它重金属含量。这是因为铜铁是生物体的必须元素。这些元素被生物体吸收后直接转化为机体的组分或者参与代谢活动。而非必须元素含量则会因为生物体对重金属有限的代谢作用而降低。因此，才会导致必须元素的含量大于非必须元素的情况。4 结论 通过对整个实验结果的分析,笔者提出以下建议：尽量不要吃水产品以及其他疑似重金属污染动物的内脏，特别是肝肾；缩短养殖鱼的生长周期和适量缩短捕捞周期，减少鱼类的富集作用；与其他地区污染程度17比较，巢

25、湖鱼虾贝类的重金属污染较轻，但是不能因为这就掉以轻心。相信随着经济不断发展，重金属以及其他污染是有可能严重起来的，所以要加强防控，防患于未然。致谢本论文是在鲍方印教授的指导下完成的。论文选题、资料查询、样本采集、开题及论文撰写的每一个环节都得到鲍老师的指导与帮助，在此表示衷心地感谢。试验中还得到了崔峰老师和其他老师的指导以及陈云松同学的大力支持，在此一并向他们表示感谢！参考文献1不破敬一郎(王子亮等译).生物体与重金属M.北京:中国环境科学出版社.1985，11-14，45，20.2弗斯特纳U，维特曼GTW，(王忠禹，姚重华译).水环境的金属污染M.北京:海洋出版社.1988，1-327.3谢

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27、y metalsinhibit limb regeneration in horseshoe crab larvaeJ Archives of Evironmental Contamilation and Toxicology，1998，35 ( 3 ) :457-4639 SVOBODOVA Z， DUSEK L， HEJTMANEK M， et alBioaccumulation of mercury in various fish species from Orlik and Kamyk water reservoirs in the Czeck Republic JEcotoxicol

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29、测定及其分布状况的研究J中国测试技术，2007，33(4)： 121-122，13213侯天平，王松君，曹林等.微波消解ICP-AES法检测动物毛被中微量元素的方法研究J.光谱学与光谱分析，2008,28（8）：1933-1937.14 董绪燕，孙智达，戚向阳，等武汉淡水鱼中重金属含量分析及安全性初步研究J卫生研究，2006，35(6)：719-72115 刘长发，陶澍，龙爱民金鱼对铅和镉的吸收蓄积J水生生物学报，2001，25(4)：344-34916 魏泰莉，杨婉玲，赖子尼，等 珠江口水域鱼虾类重金属残留的调查J，中国水产科学，2002，9( 2) : 172-17617 董绪燕，孙智达，戚向阳，等 武汉淡水鱼中重金属含量分析及安全性初步研究J 卫生研究，2006，35( 6) : 719-721Chaohu Lake Several Aquatic Animal in Vivo Study on Content of Heavy Metal格式帮你改过，翻译不恰当，还要改Student