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文档简介
引言塑料——以单体为原料,通过加聚反应或者缩聚反应聚合而成的高分子化合物。塑料制品具有易于加工,价格低廉等优点,被广泛应用到工业、农业、科研以及日用品等多个领域,市场广大[1]。据报道,全球每年生产的塑料超过3亿吨左右[1]。然而,塑料在方便了我们生活的同时,也带来了难题。在物理、化学、生物等共同作用下,大片的塑料被分解成较小的塑料。国际上,通常将环境中粒径小于5mm的塑料称为微塑料。一般而言,微塑料又可分为初生微塑料和次生微塑料。所谓初生微塑料,指的是工业生产过程中原初就被制备成为纳米级的小粒径塑料颗粒,如牙膏和化妆品中添加的塑料微珠等。次生微塑料则指大型塑料在环境中分裂或者分解而成的塑料微粒或碎片[1]。由于它们的化学性质较为稳定,可在环境中存在上百甚至是上千年。微塑料具有颗粒比表面积大、疏水性强等特点,易吸附持久性有机物及重金属等污染物。鱼类富含对人体健康有益的高蛋白、低饱和脂肪酸和欧米伽脂肪酸[14]。它是我们日常生活中补充蛋白质的重要来源。因其营养丰富,廉价易得,受到世界各地消费者们的喜爱。然而,鱼类也被视为极易吸收微塑料和重金属的生物体之一。这些微塑料一旦被鱼类摄入便很难排出体外。当微塑料进入消化系统后,会引起消化系统细胞发生一些重要的组织学变化,并且引发炎症反应、粒细胞血症的形成和溶酶体失稳。鱼类吸收了重金属也很难排出体外,造成重金属在鱼体中的存留与积累,产生潜在的致癌、致畸、致突变风险。此外,微塑料和重金属两者可以通过食物链传递效应在生物体内富集,最终可能会危及人类的健康。目前,不同水体中鱼类重金属的相关资料有很多,主要集中在长江流域[15]、珠江三角洲[13]等。它们从不同程度上揭示了各研究区域中鱼类体内的重金属含量及富集特征,具有非常重要的理论意义和现实意义。然而,有关鱼类体内微塑料的相关资料却少之又少。已有的研究结果表明,在饶河-鄱阳湖龙口入湖段湿地的底泥中检测到了微塑料和重金属的存在[6],这可能对生活在该区域的鱼类造成影响。但是,目前有关该地区的此类研究尚未缺乏,因此,研究鱼体内的微塑料和重金属污染物的富集特征迫在眉睫。本研究以我国最大的淡水湖饶河-鄱阳湖龙口入湖段作为研究地点,以不同鱼类作为研究对象,通过监测鱼体内鳃部和消化道微塑料丰度和肌肉组织里重金属(Cu、Cd、Pb、Zn、Cr)含量,初步讨论不同来源的鱼类其体内微塑料和重金属污染物的富集特征,为相关部门了解本地区鱼类中微塑料和重金属污染物的富集特征提供科学依据。2.材料与方法2.1研究区域概况鄱阳湖位于北纬28°22′至29°45′,东经115°47′至116°45′,地处江西省北部、长江中下游南岸,既是我国第一大淡水湖,也是国际上最重要的湿地之一,对长江流域发挥着调蓄洪水和保护生物多样性等重大生态功能。鄱阳湖龙口段地理位置十分重要,是鄱阳湖五大水系之一饶河注入鄱阳湖的关键区域。近年来,由于饶河-鄱阳湖段受工业污染物排放、垃圾倾倒、无序采砂等人类各种活动的影响极其频繁,龙口已成为鄱阳湖典型湿地受污染极严重的区域,同时龙口又是长江江豚省级自然保护区所在区域,因此选择龙口作为本文的研究区域具有重要的生态意义[6]。图1研究区采样点位置图Locationmapofsamplingpointsinthestudyarea2.2鱼类样品的采集本研究选取了饶河-鄱阳湖龙口入湖段(BS,116°29′47″E,29°01′01″N)典型和常见的8种鱼类:鲶鱼(Silurusasotus)、鲫鱼(Carassiusauratus)、黄颡鱼(PelteobagrusFulvidraco)、乌鳢(Channaargus)、鳜鱼(Sinipercachuatsi)、鲤鱼(Carassiusauratus)、长颌鲚(CoiliaectenesJordan)、鲦鱼(HemicculterLeuciclus)。采集于当地市场或渔民。本研究于2018年10月采集,采集完成后保存于冰盒,送至实验室。置于-20℃冰箱保存。2.3鱼体内微塑料分离与鉴定2.3.1微塑料分离浮选将鱼解冻,并采用过滤双蒸水进行洗净,采用游标卡尺分别测量其体长和体重,然后用实验解剖刀解剖获取鱼的消化道(包括肠、胃和食道)和鳃部,分别称量消化道和鳃部并做好记录。随后,对其体内的微塑料进行分离。具体方法如下:将已处理好的消化道和鳃部分别置于250ml锥形瓶中,为与消化道和鳃部充分反应,本实验根据鱼体消化道和鳃部重量按照1:30(w/v)的比例加入不同的消解液(30%H2O2和65%HNO3以1:3比例混合)。在恒温振荡箱下60~95℃震荡16小时,观察不同消解液处理的实验现象。紧接着,采用两步分离法(NaCl-NaI饱和溶液)进行浮选分离。首先,按照1:2(消解后溶液:浮选液)的比例往锥形瓶中加入饱和的NaCl溶液,以350rpm转速震荡5分钟后转至离心管以4000rpm/min离心3分钟,上清液使用真空抽滤装置(GM-0.33A)进行抽滤,在抽滤过程中用60~95℃的表面活性剂溶液(十二烷基硫酸钠溶液)冲洗和抽滤得到脱脂的微塑料,滤膜采用孔径为5μm的醋酸-纤维素滤膜。其次,按照1:2(剩余残渣:浮选液)的比例往上一步残渣中加入NaI溶液(1.6g/ml),离心和抽滤流程同上。将抽滤的滤膜放入玻璃培养皿中,加盖避光自然风干。2.3.2微塑料形貌特征镜检将培养皿置于倒置生物显微镜(XD-202)下对微塑料进行识别、计数和拍照。微塑料的判定标准如下:无组织或细胞结构,颜色均匀且不易被镊子夹断裂。按照形状、颜色和粒径大小等特征对观察到的微塑料进行分类,采用NanoMeasuer1.2软件统计各样点微塑料的丰度值(n·kg-1,每kg沉积物干重中微塑料的数量),微塑料粒径以最长一边的长度记为粒径大小。2.3.3傅里叶红外光谱检测(Nicolet6700)将抽滤好的滤膜超声到10ml的超纯水中,静置12小时,吸取1ml上清液,在80℃下烘干至约0.2ml,得到浓缩的微塑料样品。取适量溴化钾固体颗粒研磨至粉末状,加入浓缩的样品液体,与粉末一起研磨,在红外干燥器中干燥3分钟,利用压片模具制成待测药片,再干燥1分钟,上机测试。聚丙烯和聚氯乙烯均在1400cm-1有特征峰,而聚乙烯、聚苯乙烯和聚四氟乙烯等常见的微塑料则在此处没有特征峰。2.3.4扫描电镜观察选取各类型的典型微塑料置于电镜样品台上,采用型号为S-3400N台式扫描电镜(SEM,日本日立电子)观察微塑料的形貌,放大倍数5~30000倍,加速电压为15kv,图像储存像素为640×480。2.4重金属含量测定2.4.1样品制备测定前将样品置于室温下解冻,用离子水冲洗两遍后晒干,再用不锈钢剪刀剪碎,放入组织破碎器中匀浆,然后冷冻干燥并用研钵研磨成粉末。称取适量鲜0.5g左右于消解罐中,加8ml硝酸,2mlH2O2采用微波消解仪进行消解。消解结束后,将消解液定容至50ml,并用超纯水润洗定容,4℃冷藏待测。2.4.2样品测定方法采用原子吸收火焰法测定重金属元素(Cu、Cd、Pb、Zn、Cr)测定过程中,采用粉状盲样(黄鱼粉)及平行双样进行质量控制,其中平行双样的相对偏差均小于15%,粉状盲样测定值均达到允许误差。2.5统计分析2.5.1微塑料的统计分析采用Excel2010、SPSS20.0软件进行数据的整理及统计分析,数据使用平均值表示。采用单因素方差分析及q检验法多重比较不同来源的鱼类其消化道内和鳃部中微塑料含量的差异,数据均以p<0.05作为差异显著性的标准。2.5.2鱼类重金属的污染评价采用Excel2010、SPSS20.0软件进行数据的整理及统计分析,数据使用平均值±标准差表示,采用单因素方差分析及q检测法多重比较不同来源的鱼类体内Cu、Cd、Pb、Zn、Cr含量的差异,数据均以p<0.05作为差异显著性的标准。依据《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》(NY5073-2006)对水产品中Cu、Pb、Cd、Zn和Cr含量水平、食用安全进行评价。评价模式采用单因子评价法和综合质量指数法进行评价。
单项质量指数法:其公式为Pi=Ci/Si(其中,Pi为第i项污染因子的质量分指数,Ci为第i项污染因子的检测数据,Si为第i项污染因子的评价标准值),对水产品中的重金属含量水平进行评价。一般认为,Pi≤1.0,符合生物质量,可以安全食用,Pi>1.0生物质量超标,不能安全食用。综合质量指数法采用内梅罗指数法。公式:式中:maxPij为生物体质量指数最大值,avePij为各质量指数的平均值。水产品重金属允许限量标准(Si)列于表2,综合污染指数分级标准见表3。表2水产品重金属允许限量标准(Si)mg/kg鲜重Table2theMaximumResidueLimitsofheavymetalsinaquaticproduct(mg/kgfreshweight)种类鱼类CuCdPbZnCr500.100.50502表3综合污染指数分级标准Table3TheclassificationcriterionofcomprehensivepollutionindexP综P综>32<P综≤31<P综≤2P综≤1划分等级ⅠⅡⅢⅣ污染程度重度污染中度污染轻污染无污染3.结果分析3.1不同来源的鱼类的生物学指标表1显示了不同来源的鱼类的生物学指标,其中鱼消化道的平均重量范围为0.60~5.70g/条,消化道的总平均重量为2.28g/条。鱼鳃部的平均重量范围为1.30~3.97/条,鳃部的总平均重量为2.38g/条。表1鱼类的生物学指标Table1Fishes`biologicalindicators鱼类鱼体长(cm)鱼体重(g)消化道重量(g)鳃重量(g)鲶鱼鲫鱼黄颡鱼乌鳢鳜鱼鲤鱼长颌鲚鲦鱼平均19.0015.0010.5031.0018.0019.0027.0021.5020.1341.7045.108.70206.8099.8065.4032.0073.7071.632.001.300.605.703.301.801.801.802.282.902.502.962.443.971.301.501.502.38通过观察表格,可以看出乌鳢的消化道重量最大,其次为鳜鱼,黄颡鱼的消化道重量最小。鳜鱼的鳃部重量最大,其次为黄颡鱼,鲤鱼的鳃部重量最小。3.2微塑料富集特征分析3.2.1不同来源的鱼体内微塑料的丰度8种鱼类体内均检测出微塑料。不同来源的鱼类消化道中的塑料丰度如图2所示。不同来源的鱼类其消化道中含有1~7个微塑料,平均丰度为3.13个微塑料/条。鱼类消化道中微塑料丰度最大值出现在鲦鱼中,微塑料丰度最小值出现在鲫鱼、鳜鱼和长颌鲚中。鲦鱼和鲶鱼消化道中的微塑料丰度显著高于其他6种鱼类(p<0.05)。ababab图2鱼类消化道内的微塑料丰度Fig.2Abundanceofmicroplasticsinthedigestivetractoffishes注:小写字母表示不同来源的鱼类间差异显著,p<0.05,下同。a,b,cmeansfishesfromdifferentsourcesdiffersignificantlyfromoneanother,p<0.05不同来源的鱼类鳃部中的塑料丰度如图3所示。不同来源的鱼类鳃部中含有1~9个微塑料,平均丰度为2.25个微塑料/条。鱼类鳃部中微塑料丰度最大值出现在黄颡鱼中,其次为鲫鱼和长颌鲚;黄颡鱼鳃部中的微塑料丰度显著高于其他7种鱼类(p<0.05)。aa图3鱼类鳃部中的微塑料丰度Fig.3Abundanceofmicroplasticsinfishes`cheek3.2.2不同来源的鱼类体内微塑料的形貌特征根据形状差异,不同来源的鱼类体内微塑料可分为纤维、碎片、薄膜和发泡4类(图4)。如图5所示,鱼类体内的微塑料以纤维类最多,所占比例为51.40%,其次是碎片类,所占比例为24.30%,而薄膜类和发泡类所占比例较少。babadcdc图4鱼类体内微塑料形状Fig.4Microplasticshapesinfishes纤维类;b.碎片类;c.薄膜类;d.发泡类fibersb.fragmentsc.filmsd.foams图5鱼类体内微塑料各类型百分比图Fig.5Percentageofmicroplasticshapesinfishes不同来源的鱼类体内微塑料的颜色分布如图6所示。白色微塑料所占比例最高(33.30%),其次为透明微塑料(28.20%)、彩色微塑料(23.10%),黑色微塑料最少,仅为15.40%。不同来源的鱼类体内微塑料颜色比例差异较大,其中透明微塑料在乌鳢和鲤鱼中所占比例为50.00%,而在鳜鱼和长颌鲚中并未检测到其存在。图6鱼类体内微塑料颜色百分比图Fig.6Colorpercentageofmicroplasticsinfishes不同来源的鱼类体内微塑料粒径大小如图7所示,不同来源的鱼类体内的微塑料丰度随微塑料粒径增大呈现出递减的趋势,其中,粒径在1~5mm的微塑料丰度最高,所占比例为32.50%,其次是0.5~1mm的微塑料,所占比例为27.50%,粒径大于5mm的微塑料所占比例最少,仅为17.50%。图7鱼类体内微塑料粒径大小Fig.7Thesizeofmicroplasticparticlesinfishes3.2.3不同来源的鱼类体内微塑料成分鉴定分析选择上述4类典型的微塑料进行傅里叶变换红外光谱分析,将所得到的结果与系统自带谱库进行对比,鉴定其聚合物成分。鉴定结果如图8所示,图8a为碎片类微塑料的红外光谱图,其成分主要为聚乙烯;图8b为薄膜类微塑料的红外光谱分析图,其成分主要为聚丙烯;图8c为纤维类微塑料的红外光谱图,成分主要为低密度聚乙烯;图8d为发泡类微塑料的红外光谱图,成分主要为聚苯乙烯。因为不同类型的微塑料其来源具有差异性,故本研究仅挑选每类微塑料中较有代表性的对其进行红外鉴定。因此,下述图片中所列举的红外光谱图并不能完全代表其所对应的类型中全部微塑料的聚合物成分。图8鱼类体内微塑料红外光谱图Fig.8Infraredspectraofmicroplasticsinfishes碎片类;b.薄膜类;c.纤维类;d.发泡类a.fragments;b.films;c.fibers;d.foams3.3重金属的富集特征3.3.1不同来源的鱼类体内重金属含量分析饶河-鄱阳湖龙口入湖段采集的8种野生鱼类样本重金属含量的分析结果见表4。结果表明,采集来的8种野生鱼类其体内重金属的平均含量分别为Cu:1.90mg/kg,Cd:0.07mg/kg,Pb:0.38mg/kg,Zn:9.10mg/kg,Cr:0.55mg/kg。其中,Cu在鳜鱼体内的含量要显著高于其它鱼类,鲶鱼次之,Cu的平均含量依次为鳜鱼>鲦鱼>鲶鱼>黄颡鱼>鲤鱼>长颌鲚>鲫鱼>乌鳢。Cd在乌鳢体内的含量显著高于鳜鱼,Cd的平均含量依次为乌鳢>鲶鱼=鲦鱼>鲤鱼>长颌鲚>黄颡鱼>鲫鱼>鳜鱼。Pb在乌鳢体内的含量显著高于鲫鱼,Pb的平均含量依次为乌鳢>鳜鱼>鲤鱼>鲦鱼>黄颡鱼>长颌鲚>鲶鱼>鲫鱼。Zn在长颌鲚体内的含量和其在鲦鱼体内的含量差异不显著,但是明显显著高于其它鱼类,Zn的平均含量依次为鲦鱼>长颌鲚>鲤鱼>黄颡鱼>鲶鱼>鳜鱼>鲫鱼>乌鳢。Cr在鲫鱼体内的含量和在黄颡鱼体内的含量明显显著高于其在乌鳢体内的含量,Cr的平均含量依次为鲫鱼>黄颡鱼>鲤鱼>长颌鲚>鲦鱼>鲶鱼>鳜鱼>乌鳢。表4鱼类体内重金属Cu、Cd、Pb、Zn和Cr的平均含量Table4TheaveragecontentofCu、Cd、Pb、ZnandCrinfishes类别重金属含量(mg/kg鲜重)CuCdPbZnCr鲶鱼2.23±0.29ab0.09±0.03ab0.33±0.11c9.23±2.31b0.52±0.12b鲫鱼1.26±0.78c0.04±0.01bc0.26±0.13d8.74±1.76bc0.64±0.24a黄颡鱼2.04±0.56b0.06±0.02bc0.35±0.09bc9.45±2.45ab0.62±0.21a乌鳢1.26±0.34c0.10±0.03a0.51±0.21a8.07±1.56c0.45±0.19c鳜鱼2.50±0.44a0.04±0.01c0.45±0.23b8.78±1.56bc0.50±0.25bc鲤鱼2.00±0.79b0.07±0.02b0.44=±0.24b9.46±2.52ab0.57±0.23ab长颌鲚1.57±0.58bc0.07±0.02b0.34±0.08c9.52±3.00a0.56±0.18ab鲦鱼2.33±0.22ab0.09±0.03ab0.38±0.16bc9.56±2.78a0.53±0.22b3.3.2不同来源的鱼类重金属的食用安全评价对参与调查的鱼类重金属含量与允许限量标准进行比较分析,计算出不同来源的鱼类重金属的综合污染指数和污染程度见表5。通过观察表格,可得出:8种鱼类中,Cd和Pb的平均值高于我国水产品重金属质量相关限量标准6~7倍,而Cu、Zn、Cr的平均值均远低于我国水产品重金属质量相关限量标准。8种鱼类中,除乌鳢外,其它鱼类的重金属综合污染指数Pi<1.0,无污染,情况良好,可以被安全食用。乌鳢的Pi=1.118,属于轻污染,为安全起见,不建议食用。调查的8个品种中,鲦鱼(Pi=0.99)、鲤鱼(Pi=0.98)、鳜鱼(Pi=0.96)的重金属综合污染指数最高,潜在污染风险较大。8种鱼类各品种间重金属综合污染指数由高到低依次为:乌鳢>鲦鱼>鲤鱼>鳜鱼>黄颡鱼>长颌鲚>鲶鱼>鲫鱼。各重金属指标综合污染指数由高到低依次为:铅(Pi=0.77),镉(Pi=0.67),铬(Pi=0.27),锌(Pi=0.18),铜(Pi=0.04)。表5鱼类体内各重金属因子质量分布指数PiTable5weightdistributionindexofeachheavymetals类别P铜P镉P铅P锌P铬P综污染程度鲶鱼0.050.890.670.190.260.69无污染鲫鱼0.030.440.520.180.320.60无污染黄颡鱼0.040.560.710.190.310.80无污染乌鳢0.030.981.010.160.231.12轻污染鳜鱼0.050.370.900.180.250.96无污染鲤鱼0.040.690.880.190.290.98无污染长颌鲚0.030.670.680.190.280.77无污染鲦鱼0.050.890.770.190.260.99无污染平均值0.040.690.770.180.270.86无污染3.4重金属赋存于微塑料表面由于微塑料具有颗粒比表面积大、疏水性强等特点,易吸附持久性有机物及重金属等污染物。在研究了不同来源的鱼类体内微塑料和重金属污染物的富集特征后,进一步研究了微塑料和重金属之间的联系。以薄膜类微塑料和纤维类微塑料为研究对象,选取某一位置对其进行测定。通过EDS能谱对微塑料表面的元素组成进行分析,如图8和图9显示。在薄膜类微塑料上发现了Mg、Al、Ti和Fe等重金属,而在纤维类微塑料上发现了Cr、Fe、Cu等重金属。说明了微塑料可以吸附重金属。图8薄膜类微塑料局部SEM-EDS图Fig.8SEM-EDSimagesoftheFilmsmicroplastics图9纤维类微塑料局部SEM-EDS图Fig.9SEM-EDSimagesoftheFibersmicroplastics4.讨论4.1不同来源的鱼类体内微塑料的富集特征目前常用的提取生物体微塑料的发那个发主要有:强酸、强碱、氧化剂和生物酶(蛋白酶K)等。研究表明,低浓度酸性溶液处理可能导致聚酰胺(俗称尼龙)和聚对苯二甲酸乙二酯等塑料颗粒聚合物结构受到破坏;蛋白酶K可用于消解浮游生物组织提取微塑料,酶处理法虽然具有损失率低、表面改变小及对人体危害较小等特点,但该方法操作复杂且价格昂贵,使用率较低[9]。本研究采用30%H2O2和65%HNO3以1:3比例混合的方法消解鱼类消化道和鳃部样品,这种方法充分利用了KOH和H2O2两种化学物质对鱼类消化道和鳃部的强消解能力,既对鱼体消化道和鳃部的消解效果好,又不会对塑料颗粒产生腐蚀作用。本研究所检测到的微塑料类型与简敏菲等(2018)在该地检测到了纤维类、碎片类、薄膜类和发泡类4类微塑料的结果具有一致性。而与冉文等(2018)在环渤海潮间带生物体内检测到的纤维类、碎片类、薄膜类、颗粒类4类微塑料的结果有所差异。之所以没有在该地区发现颗粒类微塑料(树脂颗粒),可能是该地区受人为活动的干扰程度较低,周围的运输船只较少。而树脂颗粒等主要是运输船在运输过程中泄漏到水体中形成的[6]。本研究表明,不同来源的鱼类体内的微塑料形状以纤维类最多,其次是碎片类。这与简敏菲等(2018)发现的碎片类微塑料最多,其次是薄膜类微塑料的结果有所差异。出现这样的结果可能有以下3个原因:1.纤维类微塑料主要是渔线和渔网碎裂所造成,该区域是鱼类活动的主要场所,因此捕鱼活动频繁。相应的,渔网上的细小脱落物以及渔民所废弃的渔网易在此地堆积。时间久了就会在环境中碎裂成细小的纤维状残体。2.纤维类微塑料可能主要来源于含有大量衣服纤维的生活污水排放。据统计,在日常清洗衣物过程中,每次清洗可产生1900多个纤维进入废水中。3.微塑料的粒径大小和颜色也会影响鱼类对微塑料的摄取[5]。纤维类微塑料无论是在形状上还是颜色上都与鱼类的食物相似,鱼类误将其当作食物吃进体内,也是造成纤维类微塑料含量最高的一大原因。对傅里叶变换红外光谱仪所鉴定出来的微塑料成分进行分析可知,碎片类微塑料的主要成分为聚乙烯,薄膜类微塑料的主要成分为聚丙烯,纤维类微塑料的主要成分为低密度聚乙烯,而发泡类微塑料的主要成分为聚苯乙烯。这与简敏菲等(2018)在该地区调查的微塑料成分的结果具有相似性。4.2不同来源的鱼类体内重金属污染物富集特征将本研究中所测得的数据同市场售卖的鱼类相比,饶河-鄱阳湖龙口入湖段的鱼类其体内的Cu、Cd、Pb、Zn、Cr的平均含量与北京农贸市场售卖的鱼类其体内的重金属的平均含量[7]相似;除Zn外,其它4种重金属的平均含量均低于安徽蚌埠市场售卖的鱼类体内重金属的平均含量[10]。将本研究中所测得的数据同长江朱杨江段[15]、珠江三角洲[13]等自然水体中的鱼类相比,Cd、Pb的平均含量远低于长江朱杨江段鱼类体内该重金属的平均含量,Cr的平均含量与长江朱杨江段鱼类体内该重金属的平均含量相似;除Zn的平均含量高于珠江三角洲河网区鱼类体内该重金属的平均含量外,其它4种重金属的平均含量远低于珠江三角洲河网区鱼类体内该重金属的平均含量。之所以会出现上述差异,可能与鱼类生活的环境、所采集的鱼类样品的数量以及鱼类自身的生物学特性相关。本研究选取了饶河-鄱阳湖龙口入湖段的8种典型和常见的野生鱼类。通过表2的数据,说明不同的重金属在鱼体中的含量水平差异较大(p<0.05)。平均含量由高到低依次为Zn>Cu>Cr>Pb>Cd,且Zn和Cu的平均含量要远高于其它重金属。这或许是因为,Zn和Cu作为生命活动所必需的微量元素,更容易被鱼类所吸收,因而其在鱼体内的含量偏高。除此之外,鱼类的生活习性、食物来源以及其所处的营养级等都是影响鱼类体内重金属含量的重要因素。本研究中的8种鱼类,它们的生活习性和食物来源不尽相同。尽管鲶鱼、乌鳢、鳜鱼、长颌鲚在食性上均属于肉食性鱼类,但乌鳢和鳜鱼喜水体底层,鲶鱼一般生活在水体的中下层,而长颌鲚喜居于水体的中上层。同样,鲫鱼、黄颡鱼、鲤鱼、鲦鱼在食性上均属于杂食性鱼类,但鲫鱼主要以植物为食,一般生活在水体底层,黄颡鱼主要以动物为食,生活在水体底层,鲤鱼则是“荤素”兼食,生活在水体底层,鲦鱼主要以植物为食,但其居于水体的上层。通常情况下,不同鱼类中重金属含量差异规律表现为:底层鱼类高于中上层鱼类、肉食性鱼类高于杂食性鱼类高于植食性鱼类。本研究中,就其生活习性而言,绝大多数鱼类表现出上述类似规律,但是,就食性而言,杂食性的鱼类其体内的重金属含量反而偏高。之所以会出现上述结果,可能还与鱼类的个头、年龄等因素相关(通常情况下,个头越小、年龄越小,其体内的重金属含量越低)。重金属的化学性质稳定,在生物体内难以分解、无法排出,会随着食物链的延长和营养级的增加不断积累。本研究并未就人类摄食鱼类后重金属的健康风险进行评估,在后续的研究中将把人类的摄入风险作为健康风险评估的内容加以讨论。4.3微塑料和重金属的复合效应本研究发现,当微塑料进入鱼类的消化系统后,会引起消化系统细胞发生一些重要的组织学变化,并且引发炎症反应、粒细胞血症的形成和溶酶体失稳。然而,除微塑料自身的毒性效应之外,其表面结合的毒害污染物——重金属,以及微塑料与重金属的复合体同样对生物体产生了毒害作用。鱼类吸收了重金属之后,也很难将其排出体外,造成重金属在鱼体中的存留与积累,产生潜在的致癌、致畸、致突变风险。此外,微塑料和重金属两者可以通过食物链传递效应在生物体内富集,最终可能会危及人类的健康。5.结论本研究对饶河-鄱阳湖龙口入湖段的8种鱼类体内的微塑料进行了分离、检测和成分鉴定分析,得出了以下结果:1.鱼类消化道中微塑料的平均丰度为3.13个/条,鱼类鳃部中微塑料的平均丰度为2.25个/条;检测出的微塑料主要有纤维类、碎片类、薄膜类和发泡类4类,其中以纤维类塑料含量最高,所占比例为51.40%;微塑料的颜色以白色和透明色为主;微塑料的丰度与其粒径大小之间存在相关性,随其粒径增大,微塑料丰度呈现出递减的趋势;碎片类微塑料的主要成分为聚乙烯,薄膜类微塑料的主要成分为聚丙烯,纤维类微塑料的主要成分为低密度聚乙烯,发泡类微塑料的主要成分为聚苯乙烯。2.8种鱼类其体内的重金属平均含量水平表现为Zn>Cu>Cr>Pb>Cd。不同鱼类中其体内重金属的平均含量有所差异,但总体上表现为底栖鱼类及中下层鱼类高于中上层鱼类;受生活习性、食物来源和所处营养级等因素的影响,不同种类的鱼其综合污染程度具有差异性。所检测到的5种重金属中,Pb和Cd的平均含量超过了我国水产品重金属质量相关限量标准,而Zn、Cu和Cr的平均值则远低于我国水产品重金属质量相关限量标准。3.通过EDS能谱对微塑料表面的元素组成进行分析,确实检测到了重金属的存在。印证了微塑料可以吸附重金属,且微塑料及其复合污染物——重金属能够在不同营养层的生物间传递、富集与放大。参考文献[1]陈斌.海洋塑料微粒来源分布与生态影响研究综述[J].环境保护科学,2018,44(02):90-97.[2]丁金凤,李景喜,孙承君,何昌飞,蒋凤华,高丰蕾,郑立.双壳贝类消化系统中微塑料的分离鉴定及应用研究[J].分析化学,2018,46(05):690-697.[3]高丰蕾,李景喜,孙承君,蒋凤华,王兵,何云红,郑立,王小如.微塑料富集金属铅元素的能力与特征分析[J].分析测试学报,2017,36(08):1018-1022.[4]高丰蕾.海洋微塑料的分离方法建立及对重金属吸附特征研究[D].国家海洋局第一海洋研究所,2018.[5]贾芳丽,孙翠竹,李富云,李锋民.海洋微塑料污染研究进展[J].海洋湖沼通报,2018(02):146-154.[6]简敏菲,周隆胤,余厚平,刘淑丽.鄱阳湖-饶河入湖段湿地底泥中微塑料的分离及其表面形貌特征[J].环境科学学报,2018,38(02):579-586.[7]刘平,周益奇,臧利杰.北京农贸市场4种鱼类体内重金属污染调查[J].环境科学,2011,32(07):2062-2068.[8]刘晓伟,陆维亚,薛敏敏,李忠海.东洞庭湖鲢鱼和鳙鱼中重金属富集差异分析[J].食品与机械,2017,33(12):65-69.[9]冉文,滕佳,刘永亮,吴迪,侯朝伟,王清,刘辉,赵建民.环渤海潮间带长牡蛎微塑料富集特征研究[J].海洋通报,2018,37(05):583-590.[10]盛蒂,朱兰保.蚌埠市场食用鱼重金属含量及安全性评价[J].食品工业科技,2014,35(22):49-52+56.[11]孙浩然.鱼体内微塑料检测方法研究[D].山东师范大学,2018.[12]田强兵,任惠丽,杨元昊,问思恩.陕西省养殖鱼类重
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