当前世界环境

介绍

在过去的几十年里，人们对确定海洋环境中的重金属水平越来越感兴趣，并注意测量公共食品，特别是鱼类的污染水平。^{1 - 3}虽然重金属是一个定义松散的术语，⁴它被广泛认可并通常应用于广泛分布的陆地和淡水生态系统污染物。重金属的一些例子包括铅、锌、镉、铜和锰。这些重金属中有许多在低浓度下对生物体有毒。^{5 - 6}

生物可利用形式的金属的浓度不一定与金属的总浓度成正比。由于农业、家庭和工业废水，空气、水和土地中各种元素的浓度可能超过其自然水平。这些物质在排放到环境中时被称为“污染物”。⁶在水中，不溶性重金属可能与细小的泥沙颗粒结合。悬浮物或溶液中的金属和其他河流污染物只是顺流而下，它们与其他化合物形成复合物沉淀到水底，被植物和动物吸收或被沉积物吸附。⁷因此，水生生物可能通过鳃或食物链机制直接从水中获取体内的重金属。⁸

已经提出了关于纳萨拉瓦州纳萨拉瓦河和安托河的水、沉积物和鱼类中的重金属浓度的工作，以确定这些水生生态系统中重金属污染的程度及其最终被水生生物吸收的程度。利用鱼的不同部位(头、腮、肠和肉)，通过干燥鱼的这些部位和沉积物样品，采用湿消化法和原子吸收法，测定了鱼的这些部位和沉积物中的金属含量。预处理后用原子吸收光谱法测定了水中金属的含量。结果显示，所有样品中均检测到金属，但均低于有害水平。^5、9

水和沉积物是水体生态系统污染状况的常用指标。¹⁰乌克河(Uke)流经城镇中心，这条河的水用于家庭生活和灌溉农业，来自该水体的水生生物(鱼)是该地区民众蛋白质的主要来源之一。然而，在河流沿线的一些地区，这条河流也成为生活垃圾的排放点，农田的径流总是在不同的地方流入河流。

水生动物(包括鱼类)长期在组织中生物积累大量重金属，该地区的民众依赖该水体提供生活用水，并依赖其水生生物(鱼类)作为蛋白质来源，因此，鉴于横跨食物层的健康影响，有必要评估该水生生态系统中的重金属水平。

本研究报道了从Uke溪中捕获的部分鱼以及溪水和沉积物中Pb、Zn、Fe、Cd、Cu和Mn的含量，以确定这些金属在水生生物(鱼)中的生物积累与这些金属在溪水和沉积物中的分布和浓度之间的关系。这样做的目的是为了确保这个生态系统的安全，以造福于Uke及其周边地区的居民。

材料与方法

样本收集

水样采集采用塑料容器，在指定地点取地表以下的水，适当混合后储存在用0.01N硝酸漂洗的塑料容器中，并在分析前深度冷冻保存。¹¹沉积物样本是用塑料勺从取水点上舀取的，风干后保存等待分析。现有鱼类样本(claria gariepinus和Synodontis绍尔对)，都是从溪地渔民处购买的。它们被妥善仔细地清洗并存放在4号⁰C等待分析。这些样本都是在当地时间7点采集的，同时在采集点测量水温(28ºC)。

样品处理

5(5.0)厘米^3.浓盐酸加入250.0 cm^3.的水样，蒸发至25.0厘米^3.。将浓缩物转移到50.0 cm^3.标准烧瓶，用去离子水稀释至标记。¹¹用15.0 cm消化5.0 g制备的沉积物样品^3.硝酸，20.0 cm^3.高氯酸和15.0厘米^3.氢氟酸，放在热板上加热3小时。冷却后，将消化液过滤到100.0 cm的容器中^3.容量瓶，用蒸馏水调至标记。¹²鱼的不同身体部位(头、腮、肠和肉)在105华氏度的烤箱中干燥⁰C，直到获得恒定重量并混合。按批准的方法称量和消化混合鱼片2.0 g。¹³

矿物分析

在鱼的身体部位样本中测定了铅、锌、铜、铁、锰、镉和汞claria gariepinus和Synodontis绍尔对用计算机控制的原子吸收分光光度计(AAS VGB 210系统)测定水和沉积物。仪器设置和操作条件按照厂家的说明书进行。所有测定均为三份。

统计分析

所得结果进行统计评价。评价参数为均数、标准差(SD)和变异系数(CV %)。

结果与讨论

表1给出了水和沉积物的平均金属浓度、均数、标准差和变异系数百分比。水样中测定的金属平均浓度为0.023 - 7.51 mg/L，沉积物中测定的金属平均浓度为0.095 - 8.78 mg/g。测定的金属为Pb、Zn、Fe、Cd、Cu、Mn和Hg，水中的平均浓度分别为0.040、3.19、7.51、0.023、0.95、0.51 (mg/l)，沉积物中的平均浓度分别为0.095、4.79、8.78、0.035、1.34、0.24和(mg/g)，水和沉积物样品中均未检出Hg。样品中Fe、Zn和沉积物中Cu的浓度均较高(> 1.0 mg/L)。沉积物中铁的浓度最高，与拉芬马拉姆河沉积物中重金属的报告结果一致¹⁰但其在水中的含量，亦高于安头河水质及鱼类重金属含量报告所记录的含量。⁵然而，沉积物和水中铁的浓度在一定程度上是由河岸土壤的性质决定的¹⁴从那里它被浸出到水体和沉积物中。所记录的Zn值低于纳萨拉瓦河水体、沉积物和鱼类中重金属报告的结果，而Cu的浓度与纳萨拉瓦河水体中相同，沉积物中较高。⁹锌广泛用于制造油漆、染料、橡胶、木材防腐剂以及陶瓷和眼泪;这些来源的锌被排放到环境中。虽然植物和动物的正常生长需要锌，但高浓度的锌是有毒的。¹⁵

表1:平均金属浓度 水中(mg/L)和沉积物(mg/g) 点击这里查看表格

表2:国家和国际标准 点击这里查看表格

在Keffi用于灌溉的水体上进行的工作所获得的Cd和Pb浓度在水中较低，而在沉积物中较高。¹⁰水中沉积物中锰的浓度比在塔玛河上进行的工作中得到的浓度低和高。¹¹Cu, Pb和Mn是由于使用含有Cu, Mg, Mn, Pb和Zn等重金属的农用化学品而从农田径流进入水生生态系统的一些金属。¹⁶地表水中镉的可能来源包括镍镉电池的浸出、使用磷肥的农业土壤的径流和其他废物。^17、18

所有测定的金属都超过了世界卫生组织(WHO)的安全标准、食品和药物管理局(FDA)表2和美国环境保护局(USEPA)的最大值¹⁹但水中的铜含量在世卫组织建议的范围内，高于其他监管机构建议的范围。然而，沉积物中的锌含量在EPA建议的范围内。^20.铁虽然高于世卫组织的安全标准，但它仍然是安全的，因为它对生物体有好处，虽然非常高浓度的铁如果与人体接触并留在组织中会导致结膜炎、慢性炎和视网膜炎，但镉是一种有毒金属，对人类和水生生物群没有代谢益处。²¹它出现在水生生态系统的任何隔间都表明受到了污染。

这些金属在水和沉积物样品中的高水平是由于雨季农田径流和沿河流长度的不同点倾倒在水体中的生活废物造成的，因为已知它们含有重金属，如as, Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Ni和Zn，这些重金属最终会进入这个水生生态系统。²²

其中铁在沉积物和水中的浓度最高，平均为8.78 mg/g和7.51 mg/l, Zn次之，分别为4.79 mg/g(沉积物)和3.19 mg/l(水)，Cd在沉积物和水中的浓度最低，分别为0.035 mg/g和0.023 mg/l。这些结果与发现Cd在沉积物和水中浓度最低的结果一致。根据计算的变异百分率系数(CV %)，当比较水和沉积物中的金属含量时，铅的变异率最高，而镉的变异率最小。

表3和表4显示了非洲鲶鱼身体各部位(头、腮、肠和肉)的平均金属浓度，claria garipienus和Synodontis绍尔对分别。在鱼的身体部位分析这些金属的存在，可以作为获得这些水生生物(鱼)的水体重金属污染程度的指标。⁹鱼体中重金属含量的测定结果与不同水体中水生生物重金属含量的报告结果一致^23日,24日研究表明，水生动物，包括鱼类在内的生物积累了大量的重金属，由于这些金属不能生物降解，金属往往会在鱼类组织中停留很长时间，一旦食用这些鱼类，重金属就会转移到人体中，导致人体重金属中毒，特别是在重金属浓度较高的情况下。在这两种鱼类中，锌的浓度最高，其次是铁，这与在水和沉积物样品中观察到的这些金属的浓度有关。

表3:体内平均金属浓度 部分非洲鲶鱼(Clarias garipienus)，毫克/克 点击这里查看表格

表4:样品中金属平均浓度(mg/g) 非洲鲶鱼(Synodontis schall)的身体部位 点击这里查看表格

铜是仅次于锌和铁的金属，在两种鱼的不同部位的浓度范围为0.05 - 1.35 mg/g。铅、镉、锰在鱼体各部位分布不同。在这两个物种的任何部位都没有检测到汞，就像在水和沉积物样本中都没有检测到汞一样。锌的变异率最高，分别为147.94%和159.38%claria garipienus和Synodontis绍尔对铅在两种情况下都是最小的。这一结果与对人体器官中金属含量的分析结果一致claria经营从纳萨拉瓦河。⁹

大多数金属在头部(铅和锰)或鳃部(锌、铁和铜)的浓度最高。这是因为鱼鳃有助于呼吸和过滤水。²⁴在肠道中发现了一些相对高浓度的金属，因为肠道是内脏肌肉的一部分，可以集中有毒金属。²⁵锌和铜是矿物质元素，是必需的金属，在酶活性中起着至关重要的作用，铁在血红蛋白的形成中非常重要。铅和镉在极低浓度下是有毒的，并且在生化过程中没有已知的功能。镉的来源包括镉基电池的废物、焚化炉和使用磷肥的农业土壤的径流，因为镉是磷肥中常见的杂质。¹⁸铅主要来源于蓄电池、铅字金属和汽油中的抗爆化合物。²⁶然而，所有检测到的金属含量都低于监管机构建议的浓度。²¹

表5:各种生物浓度因子 克拉利亚鱼身体部位的金属 点击这里查看表格

表6:各种生物浓度因子 金属在滑膜炎的身体部位 点击这里查看表格

的生物浓度因子见表5和表6claria garipienus和Synodontis绍尔对,分别。鱼的各个部位得到的值大多相对较低(< 1)，这表明除了镉(在肠道中)和铜(在鳃中)外，鱼样品中的金属浓度没有生物放大claria garipienus锌(在鳃中)，镉(在肠道中)和铜(在鳃中)Synodontis绍尔对。的不同身体部位的生物浓缩顺序claria garipienusZn > Fe > Cu > Cd > Pb > MnSynodontis绍尔对Zn > Cu > Fe > Cd > Mn > Pb。锌在两种鱼类中变化最大，而锰和铅在两种鱼类中变化最小claria garipienus和Synodontis绍尔对,分别。两种鲶鱼身体部位的金属含量低于水或沉积物中的金属含量。然而，金属在两种鱼类体内的生化存在表明，鱼类相对依赖于水生生态系统中可利用的金属水平。

结论

这项研究提供了来自纳萨拉瓦州Uke镇Uke溪的两种鲶鱼的沉积物、水和身体各部位重金属含量的数据。虽然所得的结果没有显示对食用海产品和该河流的水的消费者构成任何形式的危险，但不能排除长期有害影响的可能性。这是因为这一水体是家庭废物以及经常使用磷肥和其他农用化学品的农田径流的受体。因此，有必要对上述来源的金属对这条河流的污染程度进行持续评估，以期通过教育和公众启蒙来减少污染程度。

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