單紅，高天珩，夏越勇，吳丹，周國勤

（1. 南京市水產(chǎn)科學(xué)研究所，江蘇 南京 210036；2. 河海大學(xué)海洋學(xué)院，江蘇 南京 210098）

長江江豚（Neophocaena asiaeorientalis），主要分布于長江中下游干流及洞庭湖和鄱陽湖兩大通江湖泊[1-2]，在白鱀豚功能性滅絕后，是長江現(xiàn)存的唯一淡水鯨類[3-4]。2013 年，長江江豚被列為IUCN 紅色名錄極危物種，在2018 年被列為IUCN/SSC 極度瀕危級(jí)，現(xiàn)已被證實(shí)已成為江豚獨(dú)立的進(jìn)化支系[1]。由于漁業(yè)捕撈、航運(yùn)干擾、水體污染和食物資源減少等因素的影響，長江江豚生存現(xiàn)狀日益惡化[5]。因此，保護(hù)長江江豚成為近幾年一項(xiàng)重要的課題，其中就地保護(hù)是瀕危珍稀動(dòng)物保護(hù)的最根本途徑[6]。南京長江江豚省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，位于江蘇省南京市長江江段，西起蘇皖省界，東至南京長江大橋，總面積86.92 km2。為了有效保護(hù)江豚，南京江豚保護(hù)區(qū)內(nèi)也采取了徹底禁漁措施，來保護(hù)長江江豚及其餌料魚類，但是就地保護(hù)不能完全杜絕人類活動(dòng)的干擾，水質(zhì)等環(huán)境因素也會(huì)影響江豚的生存。

近年來，由于長江沿岸地區(qū)工農(nóng)業(yè)與城市的迅速發(fā)展，通過各種途徑進(jìn)入長江水域的重金屬不斷累積，并通過水體轉(zhuǎn)移被魚類吸收，產(chǎn)生生物毒性效應(yīng)[7-8]。銅（Cu）和鋅（Zn）被認(rèn)為是必需元素，在生

物體內(nèi)有著重要的生物學(xué)功能，如作為酶的成分、激活劑等，但攝入過量也會(huì)產(chǎn)生毒性；鉛（Pb）、鎘（Cd）和砷（As）則屬于強(qiáng)毒性非必需元素，超過一定含量對(duì)生物體生長和發(fā)育會(huì)帶來嚴(yán)重危害[9-11]。總體來看，在長江下游不同江段，江蘇段重金屬含量最高，而南京段因經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集，成為了江蘇段主要的重金屬污染排放區(qū)[8，11]。水體中的一些重金屬易被水生生物經(jīng)食物鏈傳遞，可能對(duì)高營養(yǎng)級(jí)生物的生長發(fā)育產(chǎn)生威脅[12-14]。根據(jù)張慧婷等[15]研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)，長江口魚蝦的重金屬污染存在加重的趨勢，威脅洄游入海的中華鱘幼魚生長發(fā)育。目前關(guān)于長江南京段江豚的餌料魚類重金屬含量的研究較少。因此，該研究通過測量南京長江江豚自然保護(hù)區(qū)內(nèi)5 種常見魚類重金屬含量，了解江豚受重金屬污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以期為合理規(guī)劃、整治和管理保護(hù)區(qū)水生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)布設(shè)

2018 年6 月、9 月、12 月在南京長江江豚自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行3 次采樣，在江心洲和新濟(jì)洲兩島周圍設(shè)置采樣點(diǎn)，此區(qū)域均有江豚出沒，采樣點(diǎn)分布如圖1 所示。

1.2 魚類樣品采集

該研究利用復(fù)合流刺網(wǎng)（網(wǎng)高2 m，網(wǎng)長30 m）進(jìn)行捕撈。對(duì)采集到的魚類在現(xiàn)場進(jìn)行種類鑒定，并測量體長、體質(zhì)量等生物學(xué)特征，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。即將所有樣品于-20 ℃冷凍保存。選取長江南京段漁獲物中數(shù)量較多的鳊、鱖、、鰱和鯽等5 種江豚餌料魚類[16]，每次每種魚類采集5尾，采集后立即放入清潔的聚乙烯袋中，做好標(biāo)記并密封，放入冷藏箱內(nèi)0～4 ℃保存，帶回實(shí)驗(yàn)室立

圖1 江蘇南京長江江豚自然保護(hù)區(qū)采樣點(diǎn)分布圖

1.3 魚類重金屬含量測定

魚類樣品在室溫條件下自然解凍后，選取個(gè)體大小相近的同種魚，用去離子水洗凈、晾干。將魚背鰭下方去皮肌肉組織用勻漿機(jī)打勻后作為測試樣品。

稱取0.5 g 待測樣品至溶樣杯中，加入12 mL濃HNO3，置于120 ℃電子控溫加熱板上預(yù)消化40 min左右，直到NO2排放完全，再進(jìn)行微波消解。樣品消解后，再置于控溫加熱板上進(jìn)行趕酸濃縮加熱處理，冷卻后用去離子水定容至25 mL 備用。

重金屬測量采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法ICP-MS（Perkin Elmer 公司，型號(hào)ELAN DRC-e）測定樣品中Pb、Cd、As、Cu 和Zn 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，同時(shí)測定試劑空白液及標(biāo)樣。

1.4 數(shù)據(jù)處理與評(píng)價(jià)分析

1.4.1 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)X=[（A1-A2）×V×1 000]/（M×1 000）計(jì)算所測樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。式中，X 為樣品中重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg/kg），A1為樣品所測得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（μg/mL），A2為空白對(duì)照所測得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（μg/mL），V 為樣品處理后的總體積（mL），M 為稱量的樣品實(shí)際重量（g）。數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2016 初步整理后，采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），并用Duncan’s 檢驗(yàn)魚類在不同季節(jié)重金屬含量的差異，P＜0.05 表示差異具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.4.2 評(píng)價(jià)分析 采用單項(xiàng)污染指數(shù)法評(píng)價(jià)魚體內(nèi)某一種重金屬污染情況[17]，計(jì)算公式如下：

式中：Pi 為第i 種重金屬的單因子污染指數(shù)，Ci 為第i 種重金屬的實(shí)測值，Si 為第i 種重金屬的標(biāo)準(zhǔn)值。因GB2762—2017《食品中污染物限量》未對(duì)Cu和Zn 在食品中的限量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定，故該研究僅對(duì)Pb、Cd 和As 進(jìn)行重金屬單因子評(píng)價(jià)，Pb、Cd 和As 分別取0.5、0.1 和0.5 mg/kg 作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。以單因子污染指數(shù)作為某重金屬是否對(duì)魚類產(chǎn)生污染的評(píng)價(jià)指標(biāo)，Pi＜0.5 為未受重金屬污染水平，0.5≤Pi＜1 為輕度污染水平，Pi≥1 為重度污染水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同魚類體內(nèi)重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

在不同季節(jié)捕撈的5 種江豚餌料魚類體內(nèi)重金屬含量如表1 所列。Cu 和Zn 兩種元素在不同季節(jié)不同魚體內(nèi)富集的量均較多；Pb 元素在鳊魚體內(nèi)含量顯著高于鱖、和鰱，而夏季捕撈的鯽與冬季捕撈的鳊體內(nèi)Pb 含量無差異；Cd 在5 種魚類體內(nèi)的含量基本一致；As 在鳊魚體內(nèi)含量最低，在體內(nèi)含量最高，其次是鰱和鯽。由此可見，保護(hù)區(qū)內(nèi)的5 種魚類均容易積累Cu 和Zn 兩種元素，尤其以Zn的累積量最高，而、鰱和鯽相對(duì)鳊更容易積累As元素，但對(duì)Pb 元素的積累能力相對(duì)較弱。

表1 不同季節(jié)魚體內(nèi)重金屬含量（干重）mg/kg

2.2 不同季節(jié)魚體內(nèi)重金屬污染評(píng)價(jià)

5 種魚體內(nèi)3 種重金屬污染情況的評(píng)價(jià)結(jié)果如表2 所示，在3 個(gè)季節(jié)捕撈的鯽均受到Cd 輕度污染（0.5≤Pi＜1），而僅是在夏季捕撈時(shí)發(fā)現(xiàn)受到As輕度污染（0.5≤Pi＜1），其他魚類均沒有受到Pb、Cd和As 污染。由此可見，保護(hù)區(qū)水域中的鳊、鱖、鰱3種重要魚類尚未受到Pb、Cd 和As 的污染體內(nèi)As的污染含量僅處于輕度污染水平，相比而言，鯽受Cd 的污染較為嚴(yán)重，尤其是冬季捕撈的鯽受Cd 的污染指數(shù)已達(dá)到0.7。

表2 不同季節(jié)魚體內(nèi)重金屬污染指數(shù)

種類 季節(jié) 單因子污染指數(shù)Pi Pb Cd As鰱夏季 0.122 0.38 0.414秋季 0.126 0.44 0.294冬季 0.110 0.49 0.362鯽夏季 0.256 0.51 0.350秋季 0.138 0.54 0.402冬季 0.184 0.70 0.302

3 討論

長江江豚位于淡水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的頂端，目前有關(guān)其攝食餌料魚類的研究結(jié)果較少，有學(xué)者認(rèn)為江豚對(duì)餌料魚類具有一定的選擇性，根據(jù)江豚潛水深度和游泳速度推測其主要攝食底層魚類[18]，但是也有研究根據(jù)江豚與不同水層魚類出現(xiàn)的一致性及同位素手段推測其可能更加偏愛捕食中上層魚類[17-21]。該研究通過分析處在不同水層魚類的重金屬積累含量，了解江豚及人類受重金屬影響的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[22-23]。

重金屬在魚體內(nèi)與主要生物酶類的氫硫基中的硫結(jié)合形成難溶性的硫醇鹽類，從而抑制魚體內(nèi)生物酶的活性，影響魚類正常生理代謝，嚴(yán)重的可導(dǎo)致魚類死亡；此外，重金屬通過與體表黏液結(jié)合形成的蛋白質(zhì)復(fù)合物，可覆蓋整個(gè)體表，使魚類窒息而亡[7，24]。Pb、Cd 和As 不是魚類生殖生長必需的營養(yǎng)元素，體內(nèi)含有Pb、Cd 和As 對(duì)其沒有積極的生理作用[25-26]。研究發(fā)現(xiàn)，Cu 和Zn 作為生物體所必需的兩種金屬元素，保護(hù)區(qū)5 種魚類的Cu 和Zn 均具有較高的積累量，尤其以Zn 的含量最為突出，可能是因?yàn)轸~類對(duì)于必需重金屬元素的吸收作用較強(qiáng)[27-29]。而該研究中5 種不同的重金屬（Pb、Cd、As、Cu 和Zn）在魚類體內(nèi)的含量存在差異，可能是由于這些重金屬元素在魚類體內(nèi)的半衰期不同，同時(shí)也與重金屬元素在保護(hù)區(qū)水體環(huán)境中的背景值有關(guān)[30-31]。

一般而言，在自然生態(tài)環(huán)境中，生物體內(nèi)重金屬的富集水平隨生物體營養(yǎng)級(jí)升高，產(chǎn)生逐級(jí)放大的效應(yīng)，但也存在一些重金屬元素并不隨食物鏈逐級(jí)放大[12-13，32]?？紤]到重金屬進(jìn)入魚體后，難以通過生物代謝方式排出體外，造成在魚體內(nèi)的累積[33-34]，因此餌料魚類體內(nèi)重金屬含量也可以作為評(píng)價(jià)江豚暴露在水域環(huán)境中受重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)的間接指標(biāo)。重金屬單因子污染指數(shù)顯示，夏季捕撈的體內(nèi)As 的污染含量已處于輕度污染水平，而鯽受Cd的污染更為嚴(yán)重，尤其是冬季捕撈的鯽受Cd 的污染指數(shù)已達(dá)到0.7，Cd 和As 的污染程度較高，同時(shí)Cd 對(duì)鱖和的污染也應(yīng)該引起重視，這意味著位于食物鏈頂層的江豚也可能會(huì)受到Cd 和As 不同程度污染，相比而言，保護(hù)區(qū)江豚重要餌料魚類受Pb污染可以忽略。江豚保護(hù)區(qū)鳊、鱖、、鰱和鯽體內(nèi)的重金屬可通過被捕食進(jìn)入江豚體內(nèi)，最終對(duì)江豚的生長發(fā)育構(gòu)成威脅。因此，關(guān)注江豚保護(hù)區(qū)水域中重要魚類體內(nèi)重金屬污染狀況對(duì)江豚保護(hù)具有重要作用，同時(shí)江豚對(duì)重金屬的積累及其生理效應(yīng)有待深入研究。