收稿日期:2022-12-07；修订日期:2023-04-18
作者简介：许㊀旺(1982 )，男，博士，高级工程师，研究方向：生态环境监测技术㊂
基金项目：国家重点研发计划项目(2022YFF1301101)；东江流域水生态监测调查项目(20210904)㊂∗通信作者：余欣繁(1991 )，女，硕士，工程师，研究方向：生态环境㊂E -mail:376055758@qq㊂ 第41卷㊀第4期2023年8月
江㊀㊀西㊀㊀科㊀㊀学
JIANGXI㊀SCIENCE
Vol.41No.4Aug.2023
㊀㊀doi :10.13990/j.issn1001-3679.2023.04.011
许㊀旺1，张茜容2，王伟民1，黎栩霞1，吴申浩3，李会亚1，孙㊀萍1，陈伊梦1，王㊀飞2，余欣繁1∗
(1.深圳生态环境监测中心站,518049，广东，深圳;2.暨南大学环境学院,510000，广州;
3.深圳市环境科学研究院，国家环境保护饮用水水源地管理技术重点实验室,518001，广东，深圳)摘要：为调查研究东江流域鱼体内重金属的污染状况,2021年12月和2022年7月对东江流域34个采样点通过地笼㊁刺网和本地渔民购买等方式进行了鱼类样品采集，共获取鱼类样品100种，隶属于12目32科78属㊂通过分析，确定了东江流域鱼类落结构空间分布情况，同时选取分布较广的6种鱼类(粲魚㊁鲮鱼㊁马口鱼㊁莫桑比克罗非鱼㊁齐氏罗非鱼㊁细鳞鲴鱼)测定鱼体内Zn ㊁Cu ㊁As ㊁Cd ㊁Mn ㊁Cr 和Ni 7种重金属的浓度，采用单因
素污染指数法㊁总污染指数法和目标危害比法评估了鱼类的重金属含量及其食用风险性，并进行了皮尔逊(Pearson )相关性分析，以确定鱼类中各种重金属之间的相关性㊂结果表明，东江流域鱼体内Zn ㊁Cu ㊁As ㊁Cd ㊁Mn ㊁Cr 和Ni 的含量范围分别为nd ~49.99㊁nd ~1.82㊁nd ~0.09㊁nd ~0.32㊁nd ~43.92㊁0.47~1.72和nd ~ 1.14mg /kg ，平均值分别为2
2.74㊁1.01㊁0.03㊁0.05㊁20.6㊁0.97和0.22mg /kg ，均未超出‘食品安全国家标准
食品中污染物限量“中的限量标准㊂单因子污染指数和综合污染指数结果表明，细鳞鲴的重金属污染等级为轻污染水平，其余5种鱼类均为无污染状态㊂东江鱼类的单一重金属危害系数和多重重金属复合危害系数结果显示,7种重金属中Cr 的危害系数最高，说明应加强对鱼类中Cr 重金属污染的管控㊂关键词：
东江；鱼类；重金属污染；健康风险评价
中图分类号:X502㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1001-3679(2023)04-678-07
Heavy Metal Pollution Characteristics and
Health Risk Assessment of Fish in Dongjiang River
XU Wang 1,ZHANG Qianrong 2,WANG Weimin 1,LI Xuxia 1,WU Shenhao 3,
LI Huiya 1,SUN Ping 1,CHEN Yimeng 1,WANG Fei 2,YU Xinfan 1∗
(1.Shenzhen Ecological and Environmental Monitoring Center,518049,Shenzhen,Guangdong,PRC;
2.School of Environment,Jinan University,510000,Guangzhou,PRC;
3.State Environmental Protection Key Laboratory of Drinking Water Source Management and Technology,
Shenzhen Key Laboratory of Drinking Water Source Safety Control,
Shenzhen Academy of Environmental Sciences,518001,Shenzhen,Guangdong,PRC)
Abstract :In December 2021and July 2022,fish samples were collected from 34sampling sites in the Dongjiang river basin,which collected by cage,gill net and local fishermen.A total of 100fish samples were collected,belonging to 12orders,32families and 78genera.The spatial distribution of fish community structure in the Dongjiang River basin was determined through NMDs analysis.And six widely distributed fishes (Hemiculter leucisculus ,Cirrhinus molitorella ,Opsariichthys
bidens,Oreochromis mossambicus,Tilapia zillii and Xenocypris microlepis)were selected to de-termine the concentrations of seven heavy metals in fish.The levels of Zn,Cu,As,Cd,Mn,Cr and Ni in fish from the Dongjiang River Basin were measured in order to understand the heavy metal contamination in fish from the basin.Then the single-factor contamination index method,the inte-grated contamination index method,and the target hazard factor approach were used to estimate the heavy metal contamination in fish and their danger of consumption,and the Pearson correlation anal-ysis was used to ascertain the relationships between the various heavy metals found in fish.The re-sults showed that the levels of Zn,Cu,As,Cd,Mn,Cr and Ni in fish from the Dongjiang basin ranged from nd~49.99,nd~1.82,nd~0.09,nd~0.32,nd~43.92,0.47~1.72and nd~1.14, with mean values of22.74,1.01,0.03,0.05,20.6,0.97and0.22mg/kg,respectively.And none of these heavy metals exceeded the limits in the National Food Safety Standards for Contami-nants in Food.The fine-scale catfish had
a low degree of heavy metal contamination,and the remai-ning five fish species were uncontaminated,according to the results of the single-factor contamina-tion index and the combined contamination index.Cr had the highest hazard factor among the eight heavy metals,according to the results of the single and multiple heavy metal hazard factors for Dongjiang fish,indicating that measures to control Cr heavy metal pollution in fish need to be strengthened.
Key words:Dongjiang river;fish;heavy metal pollution;health risk assessment
0㊀引言
东江是珠江水系三大干流之一，发源于江西寻乌县，流经广东惠州㊁东莞等市最后进入珠江三角洲在虎门汇入海洋，作为广东省的主要饮用水源之一，担负着超3000万人供水的责任[1-2]㊂随着城市工业化的快速发展，人类的频繁活动加上污染物的排放，导致东江流域的水环境和水生生物的生态环境受到较大影响[3]㊂鱼肉含有丰富的蛋白质㊁不饱和脂肪酸和人体需要的微量元素，是人类补充蛋白质的重要来源之一[4]㊂但随着水环境被污染，鱼类可通过水环境吸收富集重金属[5-6]，进而对食用鱼类的人体产生一定的影响，危害人体健康[7-8]㊂
重金属具有很强的累积效应和毒性，通过食物链摄取富含重金属的鱼类可能会危及人类健康，例如汞对肾脏会产生毒性危害作用，铅则会导致人体免疫力降低，而镉会毒害肾脏和骨骼等[9-10]㊂目前，对于
东江重金属的污染状况主要集中在对水环境及表层沉积物进行研究，仅有的对东江中鱼类重金属研究也主要集中在某支流段，暂无对整个东江流域的鱼类重金属状况进行研究㊂基于这些研究空白，在本项目研究中，对整个东河流域的主要鱼类粲魚㊁鲮鱼㊁马口鱼㊁莫桑比克罗非鱼㊁齐氏罗非鱼㊁细鳞鲴的Zn㊁Cu㊁Cd㊁Cr㊁Ni和As进行了测量，以确定重金属污染的状况，并采用目标危害系数法来了解鱼类中重金属膳食摄入的健康风险，同时通过Pearson相关性分析不同重金属之间的相关性，目的在于维护好东江流域的生态环境，并保护好鱼类资源及保障其食用的安全性㊂
1㊀材料与方法
1.1㊀设备与试剂
试剂：浓硝酸(分析纯，广东广式试剂科技有限公司),30%过氧化氢溶液(优级纯，广东广式试剂科技有限公司),Zn㊁Cu㊁Cd㊁Cr㊁As标准溶液(1000μg/mL，坛墨质检科技股份有限公司), Ni㊁Mn标准溶液(100μg/mL，国家有金属及电子材料分析测试中心)㊂
设备：冷冻干燥机仪(宁波新芝生物科技股份有限公司，型号Scientz-18N)，微波消解仪(培安㊃CEM微波化学(中国)技术中心，型号Mars6)，高效液相-电感耦合等离子体质谱联用仪LC-ICP-MS(美国Perkinelmer公司，型号Nex-ION350)㊂
1.2㊀方法
1.2.1㊀样品采集㊀2021年12月和2022年7月自东江发源地至入海口之间的东江主干道及各支流共布置34个采样点，通过地笼㊁刺网和本地渔民购买等方式进行鱼样采集，共获取鱼类样品100种，隶属于12目32科78属㊂选取6种广布
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第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀许㊀旺等：东江鱼类重金属污染特征及健康风险评价
种鱼类样品检测体内重金属浓度，被检测鱼类样品信息见表1㊂所有鱼类样品现场采集后放入加有生物冰袋的保温箱，用于检测的鱼类样品单独
装入保鲜袋，运回实验室后储存于-20ħ冰箱中
备用㊂
表1㊀检测鱼类样品信息
样品种类
数量/条体长/cm
湿重/g
范围平均值中位数范围平均值中位数粲魚309.10~16.2312.7012.50 3.65~24.1312.9611.82鲮612.8~298.864.3718.7523.13~224.42104.3792.72马口68.50~14.3010.629.50 5.03~28.3011.15 6.23莫桑比克罗非299.82~23.5016.4016.5019.02~246.8091.0066.49齐氏罗非47.50~23.5014.5313.557.82~279.02107.78132.60细鳞鲴
6
8.32~14.56
10.19
9.09
3.19~17.95
6.87
3.97
1.2.2㊀样品处理㊀将鱼样自然解冻，然后用纯水洗净，用不锈钢刀解剖鱼样并去除内脏部分，保留
的鱼肉再用搅拌机搅碎，将搅拌后的样品进行冷冻干燥处理㊂将干燥后的样品研磨均匀，装入封口袋密封储存待用㊂
称量0.1g 的样品于消解罐中，再于消解罐中加入4mL 浓硝酸和3mL 的30%过氧化氢溶液，然后进行消解㊂消解完全后进行赶酸，将酸赶
尽至近干后冷却，再将消解罐中的溶液转移至PP 塑料管中并用超纯水定容至25mL，混匀后过滤待测㊂
1.3㊀评价方法
1.3.1㊀重金属污染评价㊀为对东江鱼体内重金属污染状况进行评估，本研究采用单因子污染指数法和综合污染指数法[11]㊂
单因子污染指数法计算公式:
P i =C i
S i
(1)
式中,P i 为鱼类重金属单项污染指数,C i 为重金属i 实际测量浓度(mg /kg),S i 为重金属i 含量的标准值(mg /kg)㊂在GB 2762 2017‘食品安全国家标准食品中污染物限量“中As㊁Pb㊁Cr 和Cd 的标准限量值分别为0.1㊁0.5㊁2和0.1mg /kg [12],Zn㊁Cu㊁Mn 和Ni 在该标准中未查阅到㊂当P i <0.2时，说明无污染；当0.2ɤP i <0.6时，说明轻度污染；当0.6ɤP i <1.0时，说明中度污染；当P i ȡ1.0时，说明重度污染㊂
综合指数污染法计算公式:
P 综=
P 2ave +P 2max
2
(2)
式中,P 综为鱼类重金属综合污染指数,P avc 为鱼类各单项重金属污染指数的平均值,P max 为鱼类各单项重金属污染指数中最大值㊂当P 综ɤ1.0时，说明无污染；当1.0<P 综ɤ2.0时，说明轻度污染；当2.0<P 综ɤ3.0时，说明中度污染；当P 综>3.0时，说明为重度污染㊂
1.3.2㊀重金属健康风险评价㊀采用目标危害系数法[13]对人类通过进食摄入重金属的健康风险进行评估㊂
单一重金属危害系数
THQ =
E F +E D +F IR ˑC
R FD ˑW AB ˑT A ˑ10-3(3)多重重金属复合危害系数TTHQ =
ðTHQ
(4)
式中,E F 为人暴露的频率(365d /a),E D 为总
暴露时间(70a),F IR 为人均每日食物摄入量(g /(人㊃d )),c 表示食物中重金属的浓度
(mg /kg),R FD 为口服参考剂量(mg /(kg㊃d)),W AB 表示人体的平均体重(kg),T A (E F ˑE D )为非致癌性暴露平均时间㊂Zn㊁Cu㊁Cd㊁Cr 和As 的R FD 分别为0.3㊁0.04㊁0.001㊁0.003和
0.0003mg /kg∙d [14-15]㊂根据广东居民的调查
情况，广东平均年龄为76.79a [16]，成年人平均体
重56kg [17]，成年人每天平均摄入水产品为55g [18]㊂当THQ 值<1时，表明暴露人没有明显的
健康风险隐患；当THQ 值>1时，则表明暴露人存在一定的健康风险隐患㊂
1.4㊀数据处理
采用Excel 和SPSS 26软件对鱼类重金属数
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2023年第41卷
据进行分析㊂
2㊀结果与讨论
2.1㊀鱼类多样性
共获取鱼类样品100种，隶属12目32科78属，其中土著种89种，外来种11种㊂土著种中鲤形目48种，占东江土著鱼类总种数53.93%；鲈形目22种，占24.72%；鲇形目7种，占7.87%；鲱形目3种，占3.37%；鲽形目㊁合鳃鱼目㊁鲻形目各2种；胡瓜鱼目㊁鳗鲡目㊁鲀形目各1种㊂
表2㊀东江鱼类多样性统计表
目科属种
生活史入侵情况
淡水海水本地种外来种
鳗鲡目Anguilliformes鳗鲡科Anguillidae1111
鲱形目Clupeiformes 鲱科Anguillidae1111鳀科Anguillidae1222
鲤形目Cypriniformes
鲤科Anguillidae354646433鳅科Anguillidae4444
爬鳅科Anguillidae1111
脂鲤目Characiformes脂鲤科Anguillidae1111
鲇形目Siluriformes
鲇科Anguillidae23321鲿科Anguillidae2444
甲鲇科Anguillidae1111胡鲶科Anguillidae1111
胡瓜鱼目Osmeriformes胡瓜鱼科Anguillidae1111
鲻形目Mugiliformes鲻科Anguillidae2222
鳉形目Cyprinodontiformes胎鳉科Anguillidae1111
合鳃鱼目Synbgranchiformes 合鳃鱼科Anguillidae1111刺鳅科Anguillidae1111
鲈形目Perciformes
狼鲈科Anguillidae1111
鮨科Anguillidae1222
丽鱼科Anguillidae1333鲾科Anguillidae1111
鲷科Anguillidae1111
鳢科Anguillidae1333
攀鲈科Anguillidae1111
石首鱼科Anguillidae1111
丝足鲈科Anguillidae1111
塘鳢科Anguillidae232121虾虎鱼科Anguillidae57527
鲬科Anguillidae1111
Anguillidae1111
鲽形目Pleuronectiformes 舌鳎科Anguillidae1111鳎科Anguillidae1111
鲀形目Tetraodontiformes鲀科Anguillidae1111总计7810082188911
㊀㊀所有鱼类样品中有淡水鱼类82种，隶属8目21科62属㊂以鲤形目为主，有51种，占淡水鱼类总数的62.20%；其次是鲈形目，有16种，占比19.51%；鲇形目9种，占比10.98%，其余5目仅占比7.32%㊂河口鱼类18种，隶属5目12科15属，以鲈形目为主，有10种，占河口鱼类总数55.56%；其次是鲱形目，有3种，占比16.67%；鲽形目㊁鲻形目占比相同，均为11.11%，鲀形目最低，仅1种，占比5.56%㊂
2次调查共获取鱼类100种，各调查江段(含水库)均分布的种类有12种，包括草鱼㊁赤眼鳟㊁粲魚㊁鲫㊁鲤㊁鲢㊁泥鳅㊁胡子鲇㊁尼罗罗非鱼㊁子陵吻
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第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀许㊀旺等：东江鱼类重金属污染特征及健康风险评价
虾虎鱼㊁斑鳢㊁黄鳝，这些种类大多为杂食性鱼类，具有较广的生态位㊂19个种类仅分布于东江干流下游江段，主要为一些过河口鱼类，在河口区域索饵育肥㊂5条一级支流中西枝江鱼类多样性较
高，其中上游河段为山区河流，污染较少，有水质要求较高的光倒刺鲃㊁侧条光唇鱼㊁南方白甲鱼等分布，表明受人类活动影响较小㊂其次为秋香江㊁新丰江㊁增江，石马河位于于珠三角经济发达区域，人工影响较大，鱼类种类多样性较低㊂各点位鱼类落非度量多维尺度分析(NMDS)结果如图
1，仅东江干流上游㊁秋香江㊁西枝江落组成情况略有相似，剩余点位落组成均显著不同㊂
-0.10
-0.050.000.050.10N M D S 2
stress=0.047NMDS1
-0.6
-0.3
0.00.3
0.6
东江干流上游东江干流下游东江干流中游增江新丰江
新丰江水库枫树坝水库白盆珠水库石马河秋香江西枝江
图1㊀东江鱼类落结构分布
2.2㊀鱼体内重金属含量分析
2.2.1㊀鱼体内重金属含量状况㊀东江鱼体内重金属含量统计结果(表3)显示,Zn㊁Cu㊁As㊁Cd㊁Mn㊁Cr 和Ni 的含量范围分别为nd ~49.99㊁nd ~
1.82㊁nd ~0.09㊁nd ~0.32㊁nd ~43.92㊁0.47~1.72
和nd ~1.14mg /kg,7种重金属的平均值排序为:Zn>Mn>Cu >Cr >Ni >Cd >As，其中7种重金属中Zn 的含量最高，其次则是Mn㊂这可能是由于Zn 和Mn 是鱼类赖以生存所必须的微量元素，广泛参与机体内的各种代谢活动，所以在鱼体内的含量偏高[19]㊂总体而言，鱼体中所检测的7种重金属含量均满足GB 2762 2017‘食品安全国家标
准食品中污染物限量“标准，均在限定值范围内㊂表3㊀东江鱼类重金属含量统计分析/mg ㊃kg -1
综合性统计
不同河段重金属平均值最小值最大值平均值标准差上游中游下游Zn nd 49.9922.749.6724.0917.2819.87Cu nd 1.82 1.010.400.500.410.73As
nd 0.090.030.010.020.020.03Cd nd 0.32
0.05
0.050.180.04
0.04Mn
nd
43.9220.669.64 5.1410.34 6.41Cr 0.47 1.720.970.300.870.80 1.07Ni
nd 1.140.220.33
0.02
0.040.05
注:nd 表示未检出，计算过程中用0代替㊂
将罗非鱼体内重金属含量与其他文献中不同地区的罗非鱼体内重金属含量进行比较，结果如表4，本研究中罗非鱼体内Cu 和As 的重金属含量远低于新疆等其他5个地区;Cr 的含量略高于玉溪市农贸市场，与广西地区野生罗非鱼的含量相似;Cd 的含量则高于其他5个地区㊂
表4㊀不同地区罗非鱼鱼体内重金属含量比较/
mg ㊃kg -1
区域Zn Cu As Cd Mn Cr 新疆[19]0.3
3.70 1.16--0.11南宁市[20]---0.011--
玉溪市[21]- 1.0480.1210.005-0.356福建[22]--0.030.004-0.33广西[23]--0.2140.004-0.571本研究区域
16.54 1.010.02350.040520.66
0.531㊀㊀对比东江不同河段鱼体中不同重金属含量发现，东江整体河段基本呈现上游重金属均值含量最高，其次是下游和中游的规律，而重金属Mn 的含量则是中游大于上游和下游㊂这可能是由于东江上游段的河源市和龙川县含有丰富的矿产资源[20]，矿产资源的开采提高了水体环境重金属元素的背景值，鱼类通过富集水环境中的重金属导致上游鱼体内重金属含量高于中下游，而东江中游地段的印染漂染和电子电镀行业的废水排放导致水体中Mn 含量较高[21]，从而导致鱼体内重金属Mn 的含量相应增加㊂
2.2.2㊀鱼体内各重金属的相关性分析㊀采用Pearson 相关系数检验法对东江鱼体肌肉中7种重金属含量
进行相关性分析(表5)，研究表明，鱼体中As 和Zn 及Cu 和Mn㊁Ni 在P <0.05时为显著正相关,Ni 和Cr 在P <0.05的情况下为显著正相关,Cu 和Cr 在P <0.01的情况下正相关性显著，而其他重金属之间则不存在显著相关性㊂这说明东江鱼体内Cu 与Cr 之间的含量及来源具有极大的相关性㊂
表5㊀东江鱼体中各重金属含量相关性分析
Zn Cu As Cd Mn Cr Ni
Zn 1Cu -0.077
1
As 0.303∗
-0.133
1Cd 0.050-0.112-0.0431
Mn 0.1480.323∗-0.196-0.0911
Cr 0.308∗0.711∗∗
0.118-0.1510.2211Ni
-0.1700.348∗0.031-0.0550.0070.324∗
1
注:∗表示在0.05级别相关性显著;∗∗表示在0.01级
别相关性显著㊂
㊃
286㊃江㊀西㊀科㊀学2023年第41卷
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