当前世界环境

介绍

水生生态系统中金属的存在源于水、沉积物和大气之间的自然相互作用(Kalay和Canil, 2000;Sankar et al. 2006)。重金属可能从不同的自然和人为来源进入水生生态系统，包括工业或生活污水、暴雨径流、垃圾填埋场的浸出、航运和港口活动以及大气沉积物(Nair等，2006年)。生物各部分重金属污染的确定主要表明环境污染水平(Canbek etal . 2007)。由于人为影响，水生生物被广泛用于监测环境健康(Hellawell, 1986;Evans et al. 1993;·拉希德,2001;Rajeshkumar and Munuswamy, 2011)。

在许多水生生物中，鱼类是一种有价值的环境污染生物监测员(Padmini和Usha, 2008)。海洋环境中重金属和有机污染物的长期污染是一个严重的问题，特别是在河口。这促使人们对这些污染物对水生生物的生物功能，特别是对鱼类的防御机制的影响进行了许多调查(Wood, 1991年)。鳃的复杂性和与外界环境的不断接触使其成为水生污染物的首要目标(Mallatt, 1985;Perry and Laurent, 1993;Fracacio et al. 2003)。一些研究分析了不同污染物对鳃和肝脏造成的生化和形态变化的影响(Monterio et al. 2005;Garcia-Santos等人，2006;Romao et al. 2006;Fernandes et al. 2007)。 Several studies were done to measure and determine the effects of heavy metals and trace elements on ecosystem and human. The studies showed that decreased content of antioxidative elements, such as Zn, Se and Mn and increased content of some elements including Cu, Co and As, which probably elevate the oxidative stress, can cause some inflammatory diseases and cardiac functional disorders (Barandier et al. 1999; De-lorgeril et al. 2001; Salehifar et al. 2008; Shokrzadeh et al. 2009; Topuzoglu et al. 2003). On the other hand, Pb toxicity can lead to growth retardation, neuronal defects and anemia in children. Also, hepatotoxicity, nephrotoxicity and neurotoxicity can be occurred following Pb chronic toxicity (Tabari et al. 2010).

离子形态下的铜₂ ⁺、铜₂哦⁺和CuOH⁺对鱼类有毒(Ashraf et al. 2006)。锌存在于许多参与重要生理功能(如蛋白质合成)的酶中，约占成人体重的33 ppm (Ashraf et al. 2006)。铅中毒通常被列为最常见的环境健康危害(Goyer, 1994)。铅的吸收可能对公众健康构成严重威胁。铅可能导致儿童认知发育和智力表现下降，成人血压升高和心血管疾病。在过去十年中，由于人们认识到铅是一个健康问题，并为减少铅的排放作出了与来源有关的努力，食品中的铅含量已显著下降(supin等人，2005年)。

扎里瓦尔湖(ZL)是位于伊朗北部库尔德斯坦省北部北纬35°-30′至35°-35′，东经46°-06′至46°-09′的淡水湖，面积约750公顷，平均水深4-5米(图1)。扎里瓦尔湖是一个典型的生态系统，在生物多样性和审美价值方面具有重要意义。湖中最常见的鱼类有鲤科鱼(Cyprinus carpio)、Ctenopharyngodon idella、Hypophthalmichthys molitrix、Capoeta damascina、Pseudorasbora parva、Chalcalburnus sp、Carassius auratus、Gambusia affinis和Mastacembelus Mastacembelus。以往的研究表明，转移到ZL的污染物，从污染产生的强度来看，与农业活动有关的面源污染排在第一位，其次是社区废水、固体废物、草地污染和森林污染。这些污染直接转移到湿地，威胁到ZL的生物系统(Ghaderi和Ghafouri, 2006)。

本研究的目的是提供ZL三种鱼类肌肉组织中重金属(Cu, Pb和Zn)污染的基线信息，以确定这些金属是否在人类食用的允许限度内。

图1:扎里瓦尔湖的位置 在伊朗西部的马里万市 点击这里查看图

材料与方法

化学及试剂

所有化学试剂均为分析试剂级，购自德国默克公司。所有溶液均用双重蒸馏水配制。铜(II)，铅(II)，锌(II)标准溶液(1000mg L)¹)在双蒸馏水中溶解适量的金属盐，并在容瓶中稀释至1,000 ml。以0.1 M醋酸-乙酸缓冲液(pH= 4.5)作为支撑电解质。

装置

所有伏安测量使用极谱处理器，型号746 VA (Metrohm)，结合极谱架型号747 VA (Metrohm)进行。电极架由悬挂式滴汞电极(HMDE)作为工作电极，双结Ag/AgCl (3 M KCl、饱和AgCl、桥中3 M KCl)作为参比电极，以及比HMDE表面积大得多的铂丝作为辅助电极组成。所有引用的电位都是相对于Ag/AgCl参比电极的。搅拌是由一个大的特氟龙路与2000转/分钟的速度进行。780 pH计(Metrohm)，配备了一个组合Ag/AgCl玻璃电极用于pH测量。使用埃彭多夫参考变量微移液器对微升体积的溶液进行移液。所有玻璃器皿在10% (v/v)的硝酸中浸泡过夜，然后用10% (v/v)的盐酸洗涤，用双重蒸馏水冲洗并干燥后使用。

样品制备

虽然伏安技术本质上是精确和准确的，但由于样品处理和制备不当造成的污染，使用这些技术获得的结果可能无效。因此，对痕量分析应常规使用严格的条件。在这项研究中，鱼样本用蒸馏水清洗，然后解剖。每条鱼取2克肌肉组织进行称重分析。为了估计重金属含量，每个组织取2克在一个100毫升的硼硅烧杯中。加入2ml的HNO_3.和1ml盐酸₄在100°C的热板上进行消化，直到完全消化。确保消化后获得的残渣不含作为金属分析杂质的有机物(Sobhanardakani etal . 2011a)。

样品分析

为了分析鱼(Hypophthalmichthys molitrix、Cyprinus carpio和Ctenopharyngodon idella)肌肉中Cu(II)、Pb(II)和Zn(II)的浓度，将每种样品溶液5 ml和醋酸缓冲溶液1 ml转移到电化学电池中，用双蒸馏水稀释至10 ml。通过纯氮对溶液进行脱氧5min。将沉积电位控制在(Cu, Pb和Zn分别为-0.25，-0.75和-1.0)，并在溶液搅拌时施加于新鲜的汞滴。在沉积步骤和10 s(平衡时间)后，记录伏安图。向电池中加入不同浓度的标准金属离子。每穗后用氮气搅拌和净化1分钟。最后，采用标准加成法计算样品溶液中Cu(II)、Pb(II)和Zn(II)的浓度(Sobhanardakani et al. 2011a;Sobhanardakani et al. 2011b)。

统计分析

采用SPSS 15.0版本(SPSS Inc.， Chicago, IL, USA)统计软件包进行统计分析。数据按物种分组。采用单因素方差分析检验组织金属浓度的差异。在分析前对数据进行对数变换以改善正态性，以满足方差分析的基本假设;因此，给出的值是几何平均值。采用t检验分析不同种属金属浓度的差异。小于0.05的可能性被认为有统计学意义(p < 0.05)。

结果与讨论

由于阳极溶出伏安法灵敏度高，本方法可用于鱼(Hypophthalmichthys molitrix、Cyprinus carpio和Ctenopharyngodon idella)肌肉组织中Cu、Pb和Zn的测定。

鱼类中Cu、Pb、Zn的浓度及统计参数见表1。对所有鱼类的数据进行统计分析表明，所有样本之间存在显著差异。图2显示了不同鱼类中铜、铅和锌的比较水平。可以看出，草鱼中Cu的平均浓度比普通鲤鱼高2倍以上。同样，草鱼的铅含量也比普通鲤鱼高得多。另一方面，草鱼的平均锌含量远低于普通鲤鱼。通过方差分析和Tukey检验对不同鱼类中每种元素的浓度进行统计分组，见表1。结果表明，各评价品牌内部和品牌之间存在显著差异(p<0.05)。

表1:重金属含量 (μg g−1)，供各种鱼类食用 点击这里查看表格

图2:的比较水平 鱼类中选定的重金属 点击这里查看图

鱼类的重金属水平取决于许多因素，如鱼类接触水中污染物的时间、每种鱼类的摄食习惯、水柱中污染物的浓度、水的化学性质、处理和加工过程中对鱼类的任何污染以及鱼类的性别、体重和季节(Kagi和Schaffer, 1998年;Boadi et al. 2011)。

众所周知，海鲜是膳食铜的良好来源，铜是人体必需元素，但摄入量非常高(>120 μg)^{− 1})可再次造成不利的健康问题，例如肝和肾损害(卫生组织，1996年;Aucoin et al. 1999;Ikem and Egeibor, 2005)。而联合国粮农组织(1983年)和世界卫生组织(1996年)规定的最大允许铜含量为30微克⁻¹20 μg⁻¹根据MAFF(1993)，文献值为0.23 ~ 9.49 μg⁻¹对于来自马尔马拉海的鱼类肌肉(Keskin et al. 2007)， 0.7-27 μg^{− 1}布迪湖鱼的肌肉(Tapia等，2006年)，0.74-2.24 μg^{− 1}Iskenderun湾鱼类肌肉含量为0.32-6.48 μg^{− 1}来自马尔马拉、爱琴海和地中海的鱼类肌肉(土库曼等人，2006年;Turkmen et al. 2008)， 0.15-5.06 μg^{− 1}土耳其海的肌肉和整鱼(Tepe et . 2007)，分别为0.001-6.29、0.001-57.3、0.001-15.9和0.08-32.9 μg^{− 1}亚得里亚海克罗地亚水域的凤尾鱼、红鲻鱼、鲭鱼和picarel的肌肉组织(Bilandzˇic´et al. 2011)分别为0.157和1.206 μg^{− 1}Sobhanardakani等报道，在印度Kaattuppalli岛污染较轻和污染地点的乳鱼肌肉组织中(Rajeshkumar和Munuswamy, 2011)，五种鱼类(Otolithes ruber, Pampus argenteus, Parastromateus niger, Scomberomorus commerson, Onchorynchus mykiss)的肌肉组织中Cu含量在0.007-0.23 μg之间^{− 1}(Sobhanardakani et al. 2011b)。

世界卫生组织(WHO) 1996年规定的最大铅含量为2.0 μg^{− 1}， 0.5 μg^{− 1}由FAO(1983)和2.0 μg^{− 1}由财政部(1995年)。Eboh等人(2006)报告称，尼日利亚五种常见的商业鱼类(鲶鱼、罗非鱼、ilisha、bonga和弹涂鱼)的肌肉、鳃和肝脏组织中的铅含量在0.001-0.002 μg之间^{− 1}但在鲑鱼和鲭鱼中未发现重金属残留。另一方面，铅的平均浓度为4.27 ~ 6.12 μg^{− 1})， Rajeshkumar和Munuswamy(2011)报道了印度Kaattuppalli岛污染较少和污染较严重的奶鱼肌肉组织中Pb含量在0.035和0.058 μg之间^{− 1}Bilandzˇic ' et al.(2011)报道亚得里亚海克罗地亚水域的凤尾鱼、红鲻鱼、鲭鱼和picarel肌肉组织中的Pb含量分别为0.001-0.34、0.001-0.27、0.002-0.24和0.001-0.46 μg^{− 1},分别。Tabari et al.(2010)报道，伊朗里海南部12个渔场的三种鱼类(鲤科(Cyprinus carpio)、Mugila auratus和Rutilus frisikutum)肌肉组织中Pb浓度在53.7 ~ 168.9 μg之间^{− 1}Sobhanardakani等(2011)报道，5种鱼类(Otolithes rubber、Pampus argenteus、Parastromateus niger、Scomberomorus commerson、Onchorynchus mykiss)肌肉组织中的Pb含量在0.007-0.09 μg之间^{− 1}。

Turkmen etal .(2009)测定了爱琴海和地中海12种鱼类肌肉中的金属含量，发现鱼类肌肉中的锌含量为3.51-53.5 μg^{− 1}。Sivaperumal等人(2007)报道，从印度国内市场获得的23种鱼类肌肉组织中的锌含量在0.66-39.2 μg之间⁻¹。Yilmaz et al.(2007)分析了在安纳托利亚西南部Saricay捕获的两种鱼类(Leuciscus cephalus和Lepomis gibbosus)肌肉中的锌含量，在6.35-28.55 μg之间^{− 1}。Yilmaz(2009)分析了土耳其KöyceÄŸiz - Mugla湖捕获的三种鱼类(Anguilla Anguilla, Mugil cephalus, Oreochromis niloticus) 127种鱼类样本肌肉中的锌。在他们的研究中，金属含量最低的是在所有物种的可食用部位(肌肉)。然而，锌对O. niloticus;Zn代表鳗鲡;和头头m.s cephalus的锌含量高于土耳其食品法典委员会和世卫组织对鱼类样本可食用部分的人类消费限值，并对人类健康构成风险。Rajeshkumar和Munuswamy(2011年)报告称，在印度Kaattuppalli岛污染较轻和污染较严重的地点发现的乳鱼肌肉组织中的锌含量在0.233和0.324 μg之间^{− 1}Sobhanardakani等(2011b)报道，五种鱼类(Otolithes rubber、Pampus argenteus、Parastromateus niger、Scomberomorus commerson、Onchorynchus mykiss)肌肉组织中锌含量在0.005-0.04 μg之间^{− 1}。Dural et al.(2007)分析了土耳其图兹拉泻湖三种鱼类(Dicentrarchus labrax、Sparus aurata和Mugil cephalus)肌肉组织中的锌含量，结果表明锌含量为8.27±41.50、8.82±99.8和12.2±76.98 μg^{− 1}分别在2001年秋季、冬季和春季。Agusa et al.(2005)报道，在马来西亚沿海地区采集的12种海鱼肌肉中的锌含量在16.4-1730.0 μg之间⁻¹。Cohen等(2001)报道，在加利福尼亚西部的Mugu泻湖、Malibu泻湖和Ballona湿地捕获的6种鱼类(F. parvipinnis、A. affinis、g . mirabilis、L. armatus、M. galloprovincialis和T. californianus)肌肉中的锌含量在12.0 ~ 650.0 μg之间⁻¹。Mormede和Davies(2001)报道，在苏格兰西部的罗克尔海槽大陆斜坡上获得了僧鱼(Lophius piscatorius)、黑鞘鱼(Aphanopus carbo)、蓝鱼(Molva dyp terygia)、蓝白鱼(Micromesistius poutassou)和黑鳕(Merluccius Merluccius Merluccius)肌肉组织中的锌含量为0.37 ~ 3.90 μg⁻¹。

结论

本研究结果表明，三种不同鱼类的金属浓度存在显著差异。此外，从这项研究中获得的分析数据表明，鱼类的金属浓度总体上在粮农组织/世界卫生组织、美国食品和药物管理局和美国环境保护局建议的鱼类限量范围内(表1)。因此，食用所分析鱼类中所研究的三种金属不会造成严重的健康风险。低风险群体(青少年和成年人)和高风险群体(孕妇和儿童)都必须根据所获得的结果减少鱼的消费。因此，许多国家需要对海产品质量进行更多的研究和评估，以提供更多的数据，帮助保障人类健康。

利益冲突

作者没有利益冲突。

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