青島市海洋發(fā)展局 王桂青

重金屬污染是指人類活動(dòng)導(dǎo)致重金屬排放入環(huán)境中，致使環(huán)境中的重金屬含量遠(yuǎn)高于原有濃度，從而對(duì)人類健康造成潛在或現(xiàn)有的威脅。重金屬污染主要產(chǎn)生于工業(yè)活動(dòng)、交通、生活這三個(gè)途徑，如金屬開采和冶煉、能源和燃料生產(chǎn)、化肥和農(nóng)藥工業(yè)及應(yīng)用等，這些重金屬一旦進(jìn)入環(huán)境，就會(huì)累積在土壤和水產(chǎn)品中，通過(guò)食物鏈的富集，被人體攝入，從而對(duì)人體健康造成危害，重金屬污染一旦產(chǎn)生，其治理難度大，潛在危害巨大。

食品安全是人們最基礎(chǔ)的安全需求，在食品安全危險(xiǎn)中，重金屬污染最嚴(yán)重的危害是重金屬超標(biāo)的食物或者水被攝入到人體后，重金屬物質(zhì)通過(guò)食物鏈在體內(nèi)累積，當(dāng)其含量達(dá)到一定程度后會(huì)損害神經(jīng)、心肺、肝臟及內(nèi)分泌等系統(tǒng)，甚至?xí)l(fā)癌變。

一、重金屬污染概述

重金屬是指密度大于5.0g/cm3的金屬，砷(As)、硒(Se)是非金屬，但它們的毒性、性質(zhì)與重金屬相似，也屬于重金屬。作為環(huán)境不可分割的一部分，重金屬在自然界中無(wú)處不在，一些重金屬是生物體必需的微量營(yíng)養(yǎng)素，這些元素的缺乏會(huì)使得健康人致病。然而，過(guò)量攝入這些元素也可能對(duì)健康產(chǎn)生不利影響，鉛(Pb)和汞(Hg)是神經(jīng)毒素，主要通過(guò)海鮮、蔬菜和糧食攝入，Hg在環(huán)境中具有累積性和毒性，主要存在于魚類產(chǎn)品中，長(zhǎng)期食用高水平Hg對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)可以產(chǎn)生永久性損害;研究表明，低水平接觸Hg也可導(dǎo)致組織器官受損。在人體中，Pb中毒的主要靶器官是中樞神經(jīng)系統(tǒng)，少量便可導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，如神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙、貧血、生殖功能障礙、發(fā)育障礙等。鎘(Cd)的靶器官可能為肺部、腎臟、乳房和前列腺，Cd具有致癌、神經(jīng)毒性和氟醚毒性，會(huì)導(dǎo)致骨骼紊亂、肝臟損傷、心血管疾病、性腺功能障礙，并破壞體內(nèi)的礦物質(zhì)平衡。As具有致癌、神經(jīng)毒性(聽力障礙)和遺傳毒性作用，并引起心血管疾病、周圍血管疾病、貧血和生殖系統(tǒng)功能障礙，無(wú)機(jī)砷(i－AS)可引起皮膚癌、膀胱癌和肺癌。重金屬離子往往會(huì)在生物體內(nèi)積聚。與其他污染物不同，重金屬離子不易降解，可通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)富集。Cd、Pb、Hg、As等在較低的濃度下具有較強(qiáng)的毒性。由于重金屬離子對(duì)環(huán)境和人類健康有嚴(yán)重影響，所以其檢測(cè)技術(shù)一直是關(guān)注的焦點(diǎn)和研究熱點(diǎn)。

二、水質(zhì)檢測(cè)分析中重金屬檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用意義

由于目前水產(chǎn)品污染問(wèn)題日益嚴(yán)重以及水資源浪費(fèi)等因素。使得很多地區(qū)出現(xiàn)了不同程度上水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，因此需要對(duì)國(guó)內(nèi)外檢測(cè)分析工作進(jìn)行分析研究并且提出合理建議以供參考借鑒，同時(shí)結(jié)合具體環(huán)境情況來(lái)設(shè)計(jì)出符合我國(guó)實(shí)際國(guó)情的重金屬污染物監(jiān)測(cè)方案及方法,以便能夠有效地防止水產(chǎn)品中污染物超標(biāo)和水產(chǎn)品惡化帶來(lái)的危害性事件發(fā)生。

水產(chǎn)品檢測(cè)分析中重金屬檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用意義重大,它不僅能夠?yàn)闄z測(cè)工作提供參考依據(jù),還能有效地預(yù)防重金屬污染事件發(fā)生。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重,尤其是重金屬污染物對(duì)人類以及其他生物造成了極大危害，因此有必要加強(qiáng)對(duì)水產(chǎn)品檢測(cè)分析工作。針對(duì)目前我國(guó)對(duì)于水產(chǎn)品中重金屬含量研究較少且不夠深入的現(xiàn)狀提出合理化建議和處理方案以及未來(lái)工作方向。

三、水產(chǎn)品中重金屬污染現(xiàn)狀

（一）重金屬的主要來(lái)源

水產(chǎn)品當(dāng)中的重金屬含量超標(biāo)，在很大程度上與現(xiàn)代社會(huì)城市化發(fā)展進(jìn)程有著密切關(guān)聯(lián)，有兩大主要原因，一是外界因素導(dǎo)致水質(zhì)受到了比較嚴(yán)重的污染，這對(duì)于水產(chǎn)品養(yǎng)殖帶來(lái)了極為不利的影響。二是養(yǎng)殖本身的問(wèn)題。在實(shí)際的水產(chǎn)品養(yǎng)殖過(guò)程中，需要向水源中撒入大量的肥料、藥物等，在一定程度上也會(huì)使得水資源受到影響。如果長(zhǎng)期處在這樣的環(huán)境當(dāng)中，重金屬污染會(huì)進(jìn)一步在水產(chǎn)品中蔓延。此外，如果在相對(duì)特殊的自然環(huán)境中，出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的重金屬污染現(xiàn)象，也很有可能是因?yàn)橥临|(zhì)本身就含有大量的重金屬元素。

（二）重金屬的主要種類與危害

最常見的是鉛元素。鉛元素主要來(lái)源于工業(yè)產(chǎn)品，工業(yè)廢水的隨意排放，以及受到雨水沖刷的影響，都會(huì)直接影響到水產(chǎn)品質(zhì)量。含有大量鉛元素的水產(chǎn)品一旦進(jìn)入人體，會(huì)直接影響心血管系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等。長(zhǎng)期食用鉛元素含量過(guò)高的水產(chǎn)品，也會(huì)導(dǎo)致人體免疫系統(tǒng)能力下降，對(duì)人民群眾的身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。

（三）汞元素在水產(chǎn)品中也是比較常見的重金屬

汞元素大多數(shù)都是來(lái)自煤炭燃燒、儀表電氣等制造，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楣I(yè)廢水的不合理排放而導(dǎo)致水質(zhì)污染。水中的厭氧生物能夠很好地將無(wú)機(jī)汞轉(zhuǎn)化成為含有劇毒的甲基汞。由于這種甲基汞有著強(qiáng)大的脂溶性特點(diǎn)，在水生生物生長(zhǎng)過(guò)程中，吸收大量營(yíng)養(yǎng)成分，對(duì)于最終的食物鏈轉(zhuǎn)移也帶來(lái)了不利的影響。如果汞元素長(zhǎng)期在水中活躍，會(huì)使得每一個(gè)水生生物中都含有一定成分的甲基汞，會(huì)對(duì)人體的健康狀況帶來(lái)威脅。由于汞元素對(duì)人體是一種慢性的損害，大多數(shù)都是經(jīng)過(guò)日積月累而導(dǎo)致最終身體機(jī)能下降，大多數(shù)表現(xiàn)在神經(jīng)受損、肌肉運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)等，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)中樞神經(jīng)汞中毒的病癥。

四、水產(chǎn)品中重金屬污染的主要檢測(cè)技術(shù)

（一）電感耦合等離子體發(fā)射光譜

該方法在檢測(cè)時(shí)，每一種樣品都需要通過(guò)大量的霧化方式，保證離子體能夠進(jìn)入相應(yīng)的管道中。如果長(zhǎng)期處在相對(duì)高溫的環(huán)境當(dāng)中，就容易出現(xiàn)氣體蒸發(fā)、霧化、原子化、電離等現(xiàn)象。因此，應(yīng)該分析與研究其中不同形態(tài)的光譜線，為重金屬含量的精準(zhǔn)測(cè)定奠定更為完善的基礎(chǔ)條件。電感耦合離子體發(fā)射光譜方式適用于恒量以及常量元素的分析。

（二）電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法是在氬氣的傳導(dǎo)下，推動(dòng)水溶液當(dāng)中氣溶膠的形成，讓其能夠在經(jīng)過(guò)離子體的過(guò)程中，更好地形成離子化現(xiàn)象。在不同強(qiáng)度的離子運(yùn)行環(huán)境下，通過(guò)詳細(xì)的數(shù)據(jù)計(jì)算，能夠了解到電子脈沖在水產(chǎn)品中的基本形態(tài)。電感耦合等離子體質(zhì)譜法能夠分析數(shù)據(jù)變化情況，保證動(dòng)態(tài)線型范圍能夠在一定的空間內(nèi)，減少其中不利因素出現(xiàn)的可能性。該方法的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在外界干擾因素較小、數(shù)據(jù)分析的速度較快、線型范圍比較廣泛。

（三）電化學(xué)分析法

該方法能夠從電極、溶液內(nèi)的化學(xué)性質(zhì)等層面上進(jìn)行詳細(xì)分析，其中最常見的電化學(xué)分析法就是伏安法和極譜法。這兩種方法在實(shí)際的電解過(guò)程當(dāng)中，都能夠很好地對(duì)電流、時(shí)間曲線、電位等進(jìn)行詳細(xì)分析，提升污染檢測(cè)的整體效率。極譜法是通過(guò)表面上周期更新的方式對(duì)電極進(jìn)行合理劃分，伏安法則是通過(guò)吸附溶出、陰極溶出等方式。

作為水產(chǎn)品檢驗(yàn)中的常用方式，電化學(xué)法在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛，其能有效測(cè)定污水中的重金屬元素。從水質(zhì)檢驗(yàn)過(guò)程來(lái)看，水體遭受重金屬污染后，水產(chǎn)品中金屬元素的組成不同，且不同元素的電化學(xué)性質(zhì)具有較大的差異，基于電化學(xué)法可以檢驗(yàn)水中重金屬元素的電化學(xué)性質(zhì)，便于對(duì)重金屬元素進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。使用電化學(xué)法檢驗(yàn)水中重金屬元素時(shí)，首先應(yīng)注重水源的規(guī)范取樣，然后將取樣水放入化學(xué)池，在設(shè)置好相關(guān)測(cè)試參數(shù)后，即可規(guī)范開展檢驗(yàn)工作。相比于其他檢驗(yàn)方式，電化學(xué)法本身具有操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，而且檢驗(yàn)周期較短，能有效滿足對(duì)銅、鎳等重金屬元素的測(cè)量需要。現(xiàn)階段，除極譜法與離子選擇性電極法外，溶出伏安法也是電化學(xué)檢驗(yàn)水中重金屬污染的重要方式。其中，極譜法與離子選擇性電極法需要在試樣消解后，在酸性介質(zhì)條件下進(jìn)行污染離子電活性的檢測(cè)，最后，通過(guò)示波極譜儀記錄峰電流，這樣即可完成水中重金屬的有效檢測(cè)。要注意的是，該方法雖然具有較高的檢出限，但其重現(xiàn)性效果較差，故而還需對(duì)檢驗(yàn)方法進(jìn)一步優(yōu)化。溶出伏安法在測(cè)試靈敏度方面具有突出優(yōu)勢(shì)，并且抗干擾能力良好，該方法的應(yīng)用范圍極為廣泛，其能實(shí)現(xiàn)鉛、鋅、鎘等元素的有效檢測(cè)。

（四）原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是目前測(cè)定水產(chǎn)品中重金屬的常用方法。其基本工作原理是金屬材料中隨機(jī)激發(fā)的原子對(duì)同震輻射源進(jìn)行消化吸收，根據(jù)其消化吸收程度可以測(cè)定元素的種類和含量。一般來(lái)說(shuō)，原子光譜圖的繪制有3種關(guān)鍵方法，即氫化物發(fā)生法、高純石墨爐法和火焰法。

氫化物生成方法基于以下事實(shí)：化學(xué)元素氫化物在室溫下為蒸汽，且耐熱性較差。在檢測(cè)過(guò)程中，通常使用稀有氣體作為介質(zhì)。首先，將金屬氫化物引入石英加熱管，然后使用氧化劑產(chǎn)生化學(xué)變化，使金屬氫化物發(fā)生分解反應(yīng)。最后，根據(jù)原子的特性，通過(guò)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)完成檢測(cè)。高純石墨爐法利用連續(xù)高溫來(lái)提高原子溫度。相應(yīng)的原子轉(zhuǎn)化曲線是一條具有最高值的變化曲線。可根據(jù)每個(gè)周期的溫度和維護(hù)持續(xù)時(shí)間分析相應(yīng)的元素。火焰法使用電子陰燃將試驗(yàn)對(duì)象的水溶液噴射到點(diǎn)火頭中。在持續(xù)高溫下，試驗(yàn)對(duì)象可能會(huì)干燥和易怒，然后會(huì)發(fā)生熱開裂和恢復(fù)。此時(shí)，隨機(jī)激發(fā)的金屬材料原子將消化吸收同震輻射源，完成測(cè)量。這三種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)各有優(yōu)缺點(diǎn)。采用火焰法測(cè)量時(shí)，砷、鉛、鐵、硒等因素的最佳分析線位于近紫外光區(qū)，極易引起環(huán)境消化吸收，從而對(duì)檢測(cè)精度造成影響。然而，當(dāng)化學(xué)元素的最佳分析線較遠(yuǎn)時(shí)，整個(gè)研究過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，速度較快。高純石墨爐法加熱速度快，在稀有元素檢測(cè)中具有很大優(yōu)勢(shì)。氫化物發(fā)生法更適合檢測(cè)具有最佳分析線間距的因素。

（五）生物化學(xué)分析法

目前，生物化學(xué)分析法可分為豁免分析法和酶分析法兩種。前者是高度敏感的，后者是高度選擇性的。根據(jù)抗原體與抗原體之間的相互作用，進(jìn)一步檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)元素和重金屬。其原理是將重金屬正離子與其對(duì)應(yīng)的絡(luò)合正離子緊密配合，生成空間規(guī)劃，然后將抗原體或抗原體安裝在結(jié)構(gòu)類型中，使它們之間產(chǎn)生非特異性反射，然后進(jìn)行定性研究。該方法的主要內(nèi)容是混合重金屬正離子和復(fù)合正離子是否能產(chǎn)生速度特異性抗體。如果無(wú)法檢測(cè)到，則表示此方法無(wú)效。此外，酶分析法是指工人將重金屬正離子與處于酶反應(yīng)中間位置的琉球基團(tuán)結(jié)合，從而使酶反應(yīng)核心的特征和框架發(fā)生一定的變化。同時(shí)，可以改變其他化合物的電導(dǎo)率、鉻黑T色調(diào)和pH值，進(jìn)行相應(yīng)的定性分析。

（六）重金屬熒光分析檢測(cè)法

重金屬熒光分析法是針對(duì)熒光燃料對(duì)環(huán)境的污染而開發(fā)的一種重金屬檢測(cè)技術(shù)。根據(jù)相應(yīng)的光源機(jī)器和設(shè)備，指示待檢測(cè)的水質(zhì)，水產(chǎn)品中的重金屬化學(xué)物質(zhì)會(huì)發(fā)出不同的光，從而判斷水中重金屬的類型和含量。該過(guò)程主要用于檢測(cè)受熒光環(huán)境污染的自然環(huán)境水質(zhì)。采用此方法后，水產(chǎn)品中的熒光濃度將增加，并將提供必要的光源機(jī)械和設(shè)備。因此，盡管技術(shù)檢測(cè)準(zhǔn)確高效，但在自然環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)中仍很少使用。由于在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中必須向水產(chǎn)品中添加一定量的熒光物質(zhì)，檢測(cè)本身也存在一定的污染性。

（七）光譜法

步入新時(shí)期以來(lái)，光電技術(shù)獲得了快速發(fā)展，在其中，光譜法作為一種全新的檢驗(yàn)技術(shù)在水產(chǎn)品重金屬污染中得到了廣泛應(yīng)用。從本質(zhì)上講，光譜法屬于光學(xué)技術(shù)，其不僅包含原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法，而且涉及原子熒光光譜法。采用原子吸收光譜法能實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品情況的高效檢測(cè)。現(xiàn)階段，水產(chǎn)品重金屬污染狀況較為明顯，除鉛、汞等元素外，鎘、鎳、銅等都是極為重要的重金屬污染類型。這些重金屬元素會(huì)使人體發(fā)生中毒反應(yīng)，威脅人體的生命健康。在原子吸收光譜法應(yīng)用中，依托光譜技術(shù)，在APDC和MIBK的支撐下可實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品中重金屬元素的有效萃取，這對(duì)于重金屬元素的檢驗(yàn)具有積極作用?，F(xiàn)階段，原子吸收光譜法在鉛元素檢驗(yàn)中的應(yīng)用較多，在汞元素檢驗(yàn)中，還應(yīng)在光譜法應(yīng)用的基礎(chǔ)上，結(jié)合使用濾膜技術(shù)完成檢驗(yàn)。基于原子發(fā)射光譜法進(jìn)行水產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)被激發(fā)離子發(fā)射特征光譜的有效檢驗(yàn)，而且能深層次分析譜線強(qiáng)度與元素含量之間的比例關(guān)系，這對(duì)于水產(chǎn)品中重金屬元素的量化檢驗(yàn)具有積極作用。要注意的是，該方法在具體應(yīng)用中對(duì)設(shè)備的要求較高，整體操作成本將大大增加。作為一種先進(jìn)的分析方式，原子熒光光譜法能在輻射作用下，將熒光發(fā)射初期，從作用機(jī)理來(lái)看，其在具體測(cè)量中需要基于特定頻率輻射使得待測(cè)元素產(chǎn)生特定熒光，最后，通過(guò)對(duì)熒光強(qiáng)度的檢測(cè)即可實(shí)現(xiàn)待測(cè)元素含量的檢驗(yàn)。從整體檢驗(yàn)效果來(lái)看，該方法檢驗(yàn)過(guò)程靈活，操作簡(jiǎn)單，具有較高的靈敏性。

（八）流動(dòng)注射分析法

該方法是將一定數(shù)量的合格試樣以一定的流速引入流動(dòng)性承重物體中。只有樣品以反射面為基礎(chǔ)，介質(zhì)及其試件才能大范圍集成，進(jìn)行大范圍的合成，介質(zhì)和樣品檢測(cè)試劑產(chǎn)品可以通過(guò)一定的檢測(cè)器排出，從而進(jìn)一步地精確測(cè)量，相關(guān)管理人員可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)有機(jī)化學(xué)提供的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的定性研究。該方法使重金屬檢測(cè)技術(shù)趨于自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以進(jìn)一步提高效率，而且可以解決制冷、加熱等更復(fù)雜的操作過(guò)程控制模塊。檢測(cè)完成后，工作人員將其注入流路系統(tǒng)進(jìn)行非平衡檢測(cè)和驗(yàn)證，從而在很大程度上提高分析速度和準(zhǔn)確度，從而合理減少對(duì)實(shí)驗(yàn)試劑的需求，防止過(guò)度消耗。

（九）電位分析法

主要就是針對(duì)電池自身的電極、動(dòng)能等進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試與分析。電位分析法是通過(guò)對(duì)溶液進(jìn)行點(diǎn)到值測(cè)量，獲取相應(yīng)的離子濃度，這樣也能夠很好地保證電導(dǎo)法測(cè)量的精準(zhǔn)與有效性。

五、水產(chǎn)品生存環(huán)境中重金屬的生物修復(fù)

（一）植物修復(fù)

植物修復(fù)是重要的修復(fù)方式。以鳳眼蓮為例，這種植物在生長(zhǎng)過(guò)程中含有發(fā)達(dá)的纖維狀根系，能夠很好地吸附水中的鎘、鉻、銅等重金屬含量。植物修復(fù)方式，對(duì)于水產(chǎn)品中重金屬含量超標(biāo)有著全面的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為凈化水環(huán)境提供了更為有效的支撐與引導(dǎo)。

（二）動(dòng)物修復(fù)

動(dòng)物修復(fù)是基礎(chǔ)的修復(fù)方式。很多水生動(dòng)物都習(xí)慣于居住在土壤含量相對(duì)密集的地方，而這些地方通常含有大量的重金屬元素，這些水生動(dòng)物也能夠吸收以及降解重金屬，最大限度去除重金屬元素等有毒物質(zhì)。此外，在有機(jī)生物的幫助下，能夠改善水產(chǎn)品中富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，這樣也能夠極大程度上改善水產(chǎn)品中重金屬污染的現(xiàn)象。

（三）微生物修復(fù)

隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，微生物在重金屬的吸附、沉淀等方面發(fā)揮重要作用。通過(guò)微生物降解方式，真正意義上實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品中基本物質(zhì)含量的合理性，改善重金屬含量超標(biāo)的現(xiàn)象，營(yíng)造出更加良好的水產(chǎn)品養(yǎng)殖環(huán)境。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，重金屬污染問(wèn)題在一定層面上直接威脅著人民群眾以及水生物的健康狀況。如果長(zhǎng)期處在這樣的發(fā)展環(huán)境當(dāng)中，必然會(huì)導(dǎo)致我國(guó)水產(chǎn)品質(zhì)量受到嚴(yán)重制約。水產(chǎn)品中重金屬含量超標(biāo)，在很大程度上與工業(yè)污染有著緊密關(guān)聯(lián)，如果想要全面改善這種現(xiàn)象，應(yīng)該積極地通過(guò)現(xiàn)代化的技術(shù)手段，通過(guò)更為科學(xué)、合理的技術(shù)檢測(cè)方式，保證重金屬檢測(cè)的精準(zhǔn)與有效性。同時(shí)，采取有效的生物修復(fù)方式，更好地改善我國(guó)現(xiàn)階段的水產(chǎn)品中重金屬含量較高的現(xiàn)象。