巢湖水產品體內重金屬含量的測定和評價

1、本科生畢業(yè)論文題 目: 巢湖水產品體內重金屬含量的測定和評價 姓 名: 肖月陽 學 院: 生命科學學院 專 業(yè): 生物科學 班 級: 二零零八屆二班 學 號: 1303080230 指導教師: 鮑方印 職稱: 副教授 2012年 04月 20日安徽科技學院教務處制目 錄引言.1 材料與方法1.2 試劑與儀器. .1.2.1 試劑.1.2.2 儀器 . 1.3 試驗方法.1.3.1 濕法消解.1.3.2 原子吸收光譜分析1.3.3 標準溶液的配制.1.3.4 測量步驟.1.3.4.1 標準曲線的測定.1.3.4.2 樣品重金屬的測定.2 測定結果.2.1 銀魚體內重金屬含量分布.2.1.1 肌肉

2、中重金屬含量.2.1.2 肝臟中重金屬含量.2.1.3 魚鰓中重金屬含量.2.1.4 魚鰭中重金屬含量.2.2 白蝦體內重金屬含量分布.2.2.1 蝦肌肉中重金屬含量.2.2.2 蝦殼中重金屬含量.2.3 田螺體內重金屬含量分布.2.3.1 田螺殼中住金屬含量.2.3.2 田螺肌肉中重金屬含量.2.3.3 田螺肝臟中重金屬含量.3. 分析與討論.3.1 高營養(yǎng)級生物比低營養(yǎng)級生物重金屬含量高.3.2 相同的金屬在生物體不同組織的含量不同.3.3 相同組織不同重金屬含量不同.3.4 必須元素的含量大于非必須元素含量.3.5 其他. 致謝. 參考文獻. 巢湖水產品體內重金屬含量的測定和評價生物科學

3、二班 肖月陽指導教師 鮑方印摘要 采用濕法消解的方法對巢湖湖水中銀魚、白蝦、田螺3種水產動物進行消化，采用火焰原子吸收法檢測其中重金屬（Cu、Pb、Cd、Fe）的含量。結果表明重金屬在3種水產動物中的分布情況為Fe和Cu的含量比Pb和Cd較高；在同一組織的不同重金屬含量不相同,且在不同組織中同一重金屬的分布也不同（其中內臟中重金屬含量較高，蝦類和貝類的外殼中重金屬含量較高，而肉中重金屬含量較低）。通過對各種重金屬的含量以及在機體內的分布的研究，得出了巢湖的魚蝦貝體內含有極微量的重金屬，顯示巢湖水產品有輕度的重金屬污染。關鍵詞 重金屬；污染；巢湖。重金屬在自然界乃至生命體內都是以極少量存在的，人

4、們把這些在自然生態(tài)系統(tǒng)內以低濃度存在的元素稱為微量元素1。近年來，隨著人們生活水平的逐漸提高和對生命健康越來越重視。對于這些微量金屬的研究也在不斷深入。在現(xiàn)在重金屬研究領域中，砷(As) 、氟(F)、硒(Se)雖是非金屬元素，但在環(huán)境污染研究中通常被當作重金屬對待，因為其化學性質及環(huán)境表現(xiàn)行為與其他重金屬相似2。生物體內的重金屬元素可分為必需的和非必需的兩類。必需的微量元素生物體內必不可少，但是當這些金屬的含量過高的時候便會對人體有毒害作用。非必需元素對生物體是有毒的，稱為有毒元素3。重金屬進入人體后，能干擾酶的功能，破壞和影響正常的代謝系統(tǒng)。重金屬是典型的難降解、累積性污染物，可通過食物鏈傳

5、遞并在生態(tài)系統(tǒng)中積累，在某些條件下還可轉變?yōu)槎拘愿蟮慕饘儆袡C化合物4。美國環(huán)保局(EPA)把銅、鋅、鉛、鎘、汞列入環(huán)境優(yōu)先污染物名單5。巢湖是我國五大淡水湖之一，它在我國的淡水體系中占有重要的地位。巢湖盛產銀魚白蝦等水產品。巢湖被巢湖市合肥市環(huán)抱，由于其特有的地理位置，它成為了江北的“魚米之鄉(xiāng)”。近年來，由于長江上游的污染以及巢湖地方經濟的發(fā)展，工業(yè)“三廢”，農業(yè)排水和生活污水的排放量正在不斷地增加，這些排放物可以導致有機污染，無機污染和重金屬污染，威脅著水生生物的生存和以這些水產品為食的人類的生命健康6。 其中重金屬的污染會因為生物的富集作用而更加嚴重7。特別是巢湖閘的設立，阻礙了巢湖水系

6、和其它水系的交流，降低了巢湖水系的自凈能力，加重了巢湖的污染。目前國內外學者已對重金屬在水生物體內富集和分布做過一些研究。如ITOW等8研究了重金屬對馬蹄蟹步足再生的影響，SVOBODOVA等9 研究了重金屬汞在11種魚體內的富集情況，NOGAMI等10研究了食物中的鎘對羅非魚的生長的影響。關于巢湖市魚蝦貝類重金屬富集的研究已有不少，如童軍華等的巢湖水體重金屬污染評價11。本研究以巢湖銀魚、白蝦、田螺作為樣品，研究Cu，Pb，Cd和Fe四種重金屬在魚蝦貝類體內富集、分布規(guī)律，以了解巢湖水產品體內重金屬含量污染的現(xiàn)狀和變化趨勢，為巢湖重金屬污染的監(jiān)控和防治提供一定的依據(jù)和參考。1 材料與方法11

7、 材料及處理1.1.1 材料銀魚（Heemisalanx prognathus Regan），白蝦（Exopalaemon modestus），田螺（Cipangopaludina fluminalis），所有材料均采于巢湖（見表1）。表1 樣品各指標分組Table 1 samples each index and packet packet水產品種類樣品數(shù)（ind）體長（cm）干重（g）銀魚（?。〩eemisalanx prognathus Regan102.03.01.73.2白蝦（?。〦xopalaemon modestus101.63.01.12.1田螺（?。〤ipangopaludi

8、na fluminalis102.03.13.04.0銀魚（大）Heemisalanx prognath Regan104.18.22.04.0白蝦（大）Exopalaemon modestus104.95.41.32.3田螺（大）Cipangopaludina fluminalis104.75.25.06.0 1.1.2 材料處理分別在巢湖的四周隨機捕捉新鮮的銀魚、白蝦、田螺放分組（分組方法見表1）后凍存（溫度控制在-20左右）。實驗時從冰柜取出樣品，室溫融化，用蒸餾水沖洗干凈，吸水紙吸干水分，用不銹鋼解剖刀解剖：取銀魚的魚肉、魚鰓，背部兩側肌肉、內臟；取白蝦的蝦殼和肌肉；取田螺的外殼、肌肉

9、和內臟。裝入保鮮袋中，冷凍保存待用12。1.2 試劑與儀器1.2.1試劑（分析純）硝酸（國藥集團化學試劑有限公司）、高氯酸（國藥集團化學試劑有限公司）、鹽酸（國藥集團化學試劑有限公司）、氫氧化鉀（國藥集團化學試劑有限公司），硝酸鉛（國藥集團化學試劑有限公司）、硫酸銅（國藥集團化學試劑有限公司）、氯化鎘（國藥集團化學試劑有限公司）、氧化鐵（國藥集團化學試劑有限公司）。1.2.2儀器(1)火焰原子吸收光譜儀和適合的乙炔?；鹧嬖游諆x器（AA370MC型 北京瑞利分析儀器有限公司）。乙炔鋼瓶：提供乙炔氣體，壓力是0.07MPa空氣壓縮機：提供空氣,壓力是0.07MPa(2)鼓風烘箱，能維持105&

10、#177;2。(3)AED一1型自控電熱消化器（北京博瑞賽科技有限公司）。(4)FA2004型電子分析天平（上海精科實業(yè)有限公司）。(5)其它儀器：容量瓶：100ml 、1000ml、250ml、500ml。滴定管：1ml、5ml、10ml、20ml。燒杯：100ml。 消化管 滴管 漏斗 解剖刀 鑷子 托盤 鐵架臺 剪刀 玻璃棒 研缽 移液管等。1.3實驗方法采用濃混酸濕法消解，用火焰原子吸收法測銅(Cu)，鉛(Pb)和鎘(Cd)，鐵(Fe)的含量。1.3.1濕法消解又稱濕灰化法或濕氧化法13，在適量的食品中加入氧化性強酸，并同時加熱消煮，使有機物質分解氧化成CO2，水和各種氣體，為加速氧化

11、進行，可同時加入各種催化劑，這種破壞樣品中有機物質釋放重金屬的方法就叫做濕法消化。在本次實驗中是對含有大量有機物的生物樣品進行消解，所以采用HNO3-HClO4（4:1）體系的濕法消解。消化管中出現(xiàn)白色煙霧即是消解終點,最后再加蒸餾水趕酸。1.3.2原子吸收光譜分析原子吸收光譜法是一種基于物質產生的原子蒸氣對特定譜線(通常是待測元素的特征譜線)的吸收作用來進行定量分析的一種方法。以空心陰極燈作為光源，可以發(fā)射一定波長的特征光，當特征光通過一定厚度的原子蒸氣時部分被蒸氣中基態(tài)原子吸收而減弱。通過單色器和檢測器得到特征光被減弱的程度，即可求得試樣中金屬離子的含量。本實驗需要對Cu、Pb、Cd、Fe

12、四種重金屬進行分析（分析方法見表2）。 表2 Cu、Pb、Cd、Fe四種重金屬的原子吸收分析中的各項參數(shù)Table 2 Cu, Pb, Cd, Fe four heavy metal atomic absorption analysis of parameters重金屬波長(nm )電流（mA）光譜帶（nm）乙炔量(L/min )空氣(L/min )燃燒器高度（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標準溶液的配制使用分

13、析純的試劑，并且要遵守實驗室用水規(guī)格（GB6682）純度為2級的水（雙重蒸餾水），鹽酸。標準液配置所使用的藥品為硫酸銅，硝酸鉛,氯化鎘，氧化鐵(1) 每升含1g鉛的標準儲備溶液和每升含100mg鉛的標準溶液：稱取1.598g(準確至1mg)硝酸鉛（先在105干燥2小時）于1000ml容量瓶中，用鹽酸溶液溶解，并稀釋至刻度，充分搖勻。量取1ml此標準儲備溶液含1mg鉛，用移液管將100ml標準儲備溶液移入1000ml容量瓶中，用鹽酸溶液稀釋至刻度，并充分搖勻。1ml此標準溶液含100ug鉛。此溶液應在使用的當天配制。(2)每升含1g鎘的標準儲備溶液和每升含0.1mg的標準鎘溶液：（配制過程參照標

14、準鉛儲備液和標準液配制過程）(3)每升含1g銅的標準銅儲備溶液和每升含0.1mg的標準銅溶液：（配制過程參照標準鉛儲備液和標準液配制過程）(4)每升含1g鐵的標準鐵儲備溶液和每升含0.1mg的標準鐵溶液：（配制過程參照標準鉛儲備液和標準液配制過程）1.3.4測量步驟1.3.4.1標準曲線的測定(1) 鎘標準曲線的測定（y=5.7275x+0.0045，R2=0.9988） 圖1鎘的標準曲線Fig.1 The standard curve of cadmium(2) 鉛標準曲線的測定 （y=95.687x+0.1323，R2=0.9980）圖2鉛的標準曲線 Fig.2 The standard

15、curve of plumbum(3) 鐵標準曲線的測定（y=14.248x+0.0342，R2=0.9988） 圖3鐵的標準曲線 Fig.3 The standard curve of ferrum(4) 銅標準曲線的測定 （y=12.288x+0.0315，R2=0.9983）圖4銅的標準曲線 Fig.4 The standard curve of cuprum1.3.4.2樣品測量步驟(1) 從冰箱里取出樣品，稱量1-2g樣品于消化管中稱重，向每個消化管(設兩個空白管)中加入提前配好的硝酸和高氯酸的混合液(4:1)10ml后，過夜，并于第二天放入電子控溫加熱板上，于120下加熱消化。消化

16、過程中如出現(xiàn)炭化現(xiàn)象，需再加入酸混合液14。待樣品充分消解，大約余下0.5ml左右后移下，降到室溫。(2) 加入少量超純水，倒入事先準備好的刻度比色管中，用少許超純水清洗消化管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計測量樣品中的Cu、Pb、Cd、Fe的含量。每個樣品測量3次，取其平均值2 測定結果(見表4-5)表4 水產品重金屬含量分析結果 Table 3 Analysis results of heavy metal content in aquatic product muscle w(g/g)種類組織CuPbCdFe肌肉62.47±1

17、.2401.79±0.0483.88±0.32130.33±2.206銀魚（?。〩eemisalanx prognatus Regan魚鰓63.35±1.3412.13±0.0518.88±0.93131.43±2.132內臟71.01±1.5522.88±0.04610.05±0.93134.10±2.001蝦殼72.01±1.5622.29 ±0.0617.43±0.93320.99±2.011白蝦（?。〦xopalaemon modestu

18、s肌肉58.21±1.4241.66±0.0426.88±0.81217.85±2.000內臟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（?。〤ipangopaludina fluminalis殼73.65±1.2323.28± 0.0878.17±0.99726.65±2.232內臟 67.08

19、77;1.23 3.01±0.0607.18± 0.954 19.73±2.011表5 水產品重金屬含量分析結果Table 4 Analysis results of heavy metal content in aquatic product muscle w(g/g)種類組織CuPbCdFe肌肉64.47±1.2401.79±0.0483.88±0.32130.33±2.206銀魚（大）Heemisalanx prognatus Regan魚鰓66.12±1.3412.13±0.0518.88

20、7;0.93131.43±2.132內臟77.78±1.5622.88±0.04610.05±0.93134.10±2.001蝦殼67.78±1.2132.32 ±0.0677.45±0.94322.99±2.041白蝦（大）Exopalaemon modestus肌肉59.21±1.4121.76±0.0326.89±0.81117.87±2.010內臟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殼74.32±1.4213.98± 0.0898.37±0.98726.25±2.212內臟69.08±1.334.01±0.1608.18±0.85418.73±2.1233. 分析與討論 通過對實驗結果的觀察可以發(fā)現(xiàn)以下幾點規(guī)律：刪除 3.1 高營養(yǎng)級生物內體內重金屬含量比低營養(yǎng)級生物高。 由于重金屬在生物體內

22、很難被代謝掉，所以會隨著生物體生命的延長而在生物體內富集，因而理論上來猜測，高營養(yǎng)級生物的重金屬含量應該高于低營養(yǎng)級的15。本實驗在處理銀魚的時候有意將個體較大的銀魚分為一組，個體較小的分為一組，結果表明，個體較大的一組體內重金屬含量明顯高于個體較小的一組。這是因為銀魚特殊的生活特性決定的。通過翻閱資料得知，幼小的銀魚主要是以水藻為食，屬于低營養(yǎng)級，而成年銀魚卻是肉食性動物屬于高營養(yǎng)級16。實驗結果驗證了這種猜測。 3.2 相同的金屬在生物體不同組織的含量不同。 實驗結果顯示，內臟特別是肝腎腮中重金屬的含量要明顯高于其他部位。蝦和螺螄的殼中含有的重金屬含量比其他部位要高。因為肝臟等內臟是生命體

23、代謝的主要場所，重金屬的代謝富集過程也是在內臟中進行的。重金屬在肝臟和腎臟中的富集主要與重金屬誘導肝臟、腎臟中金屬硫蛋白的合成并與之結合有關15。腮更是大多數(shù)水生生物的呼吸器官和過濾器官，直接與外界進行物質交換。鰓的特殊結構有利于水中離子滲透，使鰓成為水生動物直接從水中吸收重金屬的主要部位16。蝦和螺的殼中重金屬含量偏高則因為不溶的重金屬鹽是殼的重要組成部分。 3.3 相同組織不同重金屬含量不同。 結果顯示即使在相同的組織相同部位中，不同的重金屬含量也大不相同。原因可能是由于這些組織所處的外環(huán)境的差異性導致的。這種差異性主要表現(xiàn)在外環(huán)境中不同重金屬含量的不同。當然，相同組織對不同的重金屬的吸收

24、能力也不盡相同。 3.4 必須元素的含量大于非必須元素含量。 重金屬鹽雖然是很難被生物體分解的，但是并不是完全不能被代謝掉的。在本實驗中，必須元素如銅，鐵在樣品中的含量則遠大于其它重金屬含量。這是因為銅鐵是生物體的必須元素。這些元素被生物體吸收后直接轉化為機體的組分或者參與代謝活動。而非必須元素含量則會因為生物體對重金屬有限的代謝作用而降低。因此，才會導致必須元素的含量大于非必須元素的情況。4 結論 通過對整個實驗結果的分析,筆者提出以下建議：盡量不要吃水產品以及其他疑似重金屬污染動物的內臟，特別是肝腎；縮短養(yǎng)殖魚的生長周期和適量縮短捕撈周期，減少魚類的富集作用；與其他地區(qū)污染程度17比較，巢

25、湖魚蝦貝類的重金屬污染較輕，但是不能因為這就掉以輕心。相信隨著經濟不斷發(fā)展，重金屬以及其他污染是有可能嚴重起來的，所以要加強防控，防患于未然。致謝本論文是在鮑方印教授的指導下完成的。論文選題、資料查詢、樣本采集、開題及論文撰寫的每一個環(huán)節(jié)都得到鮑老師的指導與幫助，在此表示衷心地感謝。試驗中還得到了崔峰老師和其他老師的指導以及陳云松同學的大力支持，在此一并向他們表示感謝！參考文獻1不破敬一郎(王子亮等譯).生物體與重金屬M.北京:中國環(huán)境科學出版社.1985，11-14，45，20.2弗斯特納U，維特曼GTW，(王忠禹，姚重華譯).水環(huán)境的金屬污染M.北京:海洋出版社.1988，1-327.3謝

26、建春.水體污染與水生動物J.生物學通訊，2001，36(6):10-11.4李少著，王桂忠.重金屬對日本對蝦仔蝦存活及代謝酶活力的影響叮J.臺灣海峽.1998，17(2):115-120.5曾麗漩，陳桂珠，余日清，等.水體重金屬污染生物監(jiān)測的研究進展J.環(huán)境監(jiān)測管理與技術， 2003，15(3):12-15.6刁維萍，倪吾鐘，倪天華，等.水環(huán)境重金屬污染的現(xiàn)狀及其評價J.廣東微量元素科學，2004，11(3):1-5.7廖自基.環(huán)境中微量重金屬元素的污染危害與遷移轉化M.北京:科學出版社.1989，72，165.8 ITOW T，IGARASHI T，BOTTON M L，et al Heav

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

28、ogy and Environmental Safety，1999，43 ( 3 ) : 231-24010 NOGAMI E M，KIMURA C，RODRIGUES C，et al Effects of dietary cadmium and its bioconcentration in Tilapia Oreochromis niloticusJ Ecotoxicology and Environmental Safety，2000，45( 3) : 291-295 11童軍華，黃祥明，陳勇，等巢湖水體重金屬污染評價 J.安徽農業(yè)科學，2006,0612 劉丹赤，邵長明魚體內重金屬含量

29、測定及其分布狀況的研究J中國測試技術，2007，33(4)： 121-122，13213侯天平，王松君，曹林等.微波消解ICP-AES法檢測動物毛被中微量元素的方法研究J.光譜學與光譜分析，2008,28（8）：1933-1937.14 董緒燕，孫智達，戚向陽，等武漢淡水魚中重金屬含量分析及安全性初步研究J衛(wèi)生研究，2006，35(6)：719-72115 劉長發(fā)，陶澍，龍愛民金魚對鉛和鎘的吸收蓄積J水生生物學報，2001，25(4)：344-34916 魏泰莉，楊婉玲，賴子尼，等 珠江口水域魚蝦類重金屬殘留的調查J，中國水產科學，2002，9( 2) : 172-17617 董緒燕，孫智達，戚向陽，等 武漢淡水魚中重金屬含量分析及安全性初步研究J 衛(wèi)生研究，2006，35( 6) : 719-721Chaohu Lake Several Aquatic Animal in Vivo Study on Content of Heavy Metal格式幫你改過，翻譯不恰當，還要改Student