随着工业化进程的加快，经济社会的快速发展，工业及生活废水的排放量不断增加，人们对于重金属污染的关注也不断加强^{[1, 2]}.与其他污染物不同，重金属不能被降解而消除，水体中重金属铬通过食物链的浓缩和放大作用，在生物体内累积到一定程度就会产生毒害作用^[3],最终威胁人类的健康。重金属铬是一类有蓄积毒性的重金属^[4],它虽然是人体必需的微量元素之一，但摄入过多会对人类健康造成危害，通过消化道、呼吸道系统最终积累在肝脏、肾脏等器官。研究证实，过量的三价铬也可与染色体结合，影响DNA的复制^[5],同时六价铬早已被国际癌症研究机构（IARC）列为第一类致癌物^[6].

太湖是我国第三大淡水湖，近二十年来，由于人类围湖造田以及周边重工业的发展，导致太湖水质污染严重。2007年太湖蓝藻爆发后，尽管相关的治理举措使水质得到一定的改善，但一些学者研究指出，目前太湖水体中重金属铬对水生生态系统具有一定的生态风险^[7],即便太湖沉积物中重金属铬的生态风险较低^{[8, 9]},作为人类可食用部分的鱼类的重金属研究却很少。因此，对太湖鱼体重金属铬的生态风险评估研究十分必要。本文以太湖鱼类为研究对象，分析了其肌肉组织中重金属铬的含量，评价了食用太湖鱼类对人体健康存在的潜在危险，进而对评估太湖水环境质量及水产品安全提供一定的科学依据。 1 材料与方法 1.1 仪器与试剂

仪器：WFX-210原子吸收分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）,DigiBlock ED54电热消解仪（北京莱伯泰科仪器股份有限公司）,电子分析天平（梅特勒-托利多仪器有限公司） 试剂：硝酸，30%双氧水（国药集团化学试剂有限公司）,铬单元素标准溶液（GBW 08614,环境保护部标准样品研究所）,铬环境标准样品（GSB 07-1187-2000,环境保护部标准样品研究所）

实验所用玻璃和塑料仪器先用洗涤剂和清水清洗，再用10%硝酸浸泡24 h以上，用去离子水冲洗干净。所用试剂均为优级纯。 1.2 样品采集

采用传统捕捞形式的鱼类资源调查方法，于2014年4-6月在太湖11个领域（包括大雷山、大浦、贡湖、横山、科实站、漫山、平台山、汤溇、沈家尧、长兜港、竺山湖）采集鱼类样本401尾，装入样品袋中加冰块用保温箱带回实验室，在-20 ℃冰柜中保存，直至分析时取出。 1.3 样品处理和分析

样品处理：鱼样在室温下自然解冻，测量体长、体重基本数据。用不锈钢剪刀和镊子取鱼背部肌肉，用分析天平称1 g左右放入酸洗过的消解管中，加入浓HNO3 5 mL,盖上盖子并摇匀，室温下预消解过夜；置于恒温电热板上110 ℃加热3 h,冷却后加入1 mL H2O2,于110 ℃加热30 min;冷却后用去离子水定容至25 mL,混匀备用。同时设置不加样品的空白及加标处理。

样品分析：使用原子吸收分光光度计对样品进行检测，所作标准曲线相关性在99.5%以上，回收率在80%~120%之间，检测限在0.087~4.740 μg·kg^-1.每个样品进行两次平行测试，仪器自动扣除试剂空白，两次结果的相对标准偏差均小于10%,说明所用的分析方法对鱼体肌肉中铬元素的测定具有较高的精度。 1.4 评价标准与方法 1.4.1 鱼体中重金属铬含量规定的标准 不同水产品以及不同的产业对鱼体中重金属含量的要求不同。表 1为水产品作为食品或添加剂铬的限量标准，据此将其认定为不得高于2 mg·kg^-1.

表 1 水产品作为食品或添加剂铬的限量标准 Table 1 Standard limits for chromium in fishes as food or additives

表选项

采用单因子污染指数法对鱼体中不同重金属污染程度进行分析。其公式为：

P_i>1表示鱼体已经受到该重金属的污染，P_i越小表明鱼体受重金属的污染越轻，环境质量越好。依据王化泉关于“海洋生物污染评价标准”的探讨^[14]:当P_i < 0.2时，表明重金属浓度符合正常范围，处于未污染水平；0.2 ≤P_i≤0.6 时，表明处于轻污染水平；0.6 < P_i < 1.0 时，为中度污染水平；P_i≥1.0 则为重污染。 1.4.3 食用安全性评价

对于鱼类食用安全评价，国内外一些学者^{[15, 16, 17]}将检测到的重金属含量仅与国家规定标准作对比，这只能定性判断食用鱼类的安全性。鱼类重金属的膳食评估则应该而且可以更准确地评估鱼类的食用安全性，确保人类的健康。参照部分研究文献^{[2, 18, 19]},我们将计算的居民每周鱼类摄入量与世界卫生组织-食品添加剂联合专家委员会提出的暂定每周可耐受摄入量（PTWI）进行比较，来检测太湖鱼类重金属铬的食用安全性。

上海地区居民人均每周鱼类摄入量0.438 9 kg^[20],成年人体质量取65 kg,根据鱼体重金属含量计算出居民每周实际可摄入重金属铬的量，再与PTWI标准作对比，Cr的PTWI为0.006 7 mg·kg^{-1 [21]},以该量值来评价食用太湖鱼类的安全性。 1.5 数据处理

采用Excel对数据进行初步分析，结果用x±SD表示。运用GraphPad Prism 5和JMP7软件对数据进行分析。 2 结果与评价 2.1 鱼样的生物统计数据

本次试验共采得鱼类样本量401个，种类数22种，杂食性鱼类有315条，肉食性鱼类有49条，草食性鱼类有37条，其中以蓝藻为食的鲫鱼的样本数占总数的一半，占有绝对优势。试验采集鱼样种类繁多，不同食性及生活层次的鱼都有涉及，基本可以反映太湖中鱼类重金属含量水平（表 2）.22种鱼类中有一半为杂食性鱼类且大多生活在底层区域，可以推断出底层杂食性鱼类已经成为太湖鱼类的优势种。

表 2 捕获鱼类的基本数据 Table 2 Basic data of captured fishes

表选项

从表 2可以看出，试验所采集鱼类的体长主要集中在40 cm以下，以20 cm（甚至10 cm左右）占主要部分。同样，鱼类的体重主要集中在150 g以下，且50 g左右的占了相当大一部分。同时，小型鱼类的体长与体重呈现良好的二次拟合，而体型较大的“四大家鱼”则不符合此规律且数量较少。根据采样情况可以看出，随着环境的恶化、湖泊的富营养化，太湖鱼类正在向小型化趋势发展。这与刘恩生等的研究相同，即太湖鱼类组成的均匀程度不断下降，表现为以小型鱼类鲚为绝对优势种的逐渐增加^[22]. 2.2 太湖鱼体内重金属铬的含量

对太湖鱼类肌肉中Cr元素分析可知，Cr的含量在ND～5.21 mg·kg^-1之间，中位数为0.248 5 mg·kg^-1,未检出的有8条鱼，检出率为98%.从图 1可知，黄颡鱼、似鱎和鲤鱼的Cr含量整体略高，所有鱼类Cr含量的中位数水平相差不大，但是麦穗、鲫鱼、革条鱊和鲢鱼的个别条数的Cr含量明显高于大众水平。鲤鱼、鲢鱼和鲫鱼体内的重金属铬含量都偏高。

图 1 重金属Cr在鱼体内的分布 Figure 1 Distribution of Cr content in fish muscles

图选项

针对不同食性的鱼肌肉组织中铬含量水平进行分析发现：杂食性鱼类肌肉中铬含量水平显着高于（P < 0.05）草食性鱼类肌肉中的含量，而与肉食性鱼类之间没有差异（图 2）.草食性、肉食性和杂食性鱼类肌肉中重金属铬的含量分别为0.231 8、0.342 8、0.429 5 mg·kg^-1.

图 2 不同食性鱼体内重金属Cr含量 Figure 2 Content of Cr in different edible fishes

图选项

采用单因子污染指数法对鱼体中重金属铬污染程度进行分析（图 3）可知，总体来说，鱼体受到铬元素的污染程度较低，有376条鱼处于微污染和未污染水平。鱼体受到铬重污染的有12条，超标率为2.99%.鲫鱼、革条鱊、鲢鱼和麦穗4种鱼类超标，且均为杂食性鱼类。这可能与杂食性鱼类受水中各种物质的直接影响有关，因杂食性鱼类摄食底栖动物较多，而底栖生物重金属含量高于鱼类^[23].

图 3 污染等级 Figure 3 Levels of Cr pollution in fishes

图选项

从Cr占PTWI百分比来分析，有7.48%的鱼类铬值超出标准值100%以上（图 4）,且湖鲚、黄颡鱼、鲫鱼、鲤鱼和鲢鱼都是人类经常食用的鱼品种。因此，食用太湖中的鱼类有一定的铬中毒风险，但风险较低，故建议适量食用太湖鱼类产品。

图 4 Cr占PTWI百分比 Figure 4 Percentages of Cr over PTWI

图选项

本次采样调查的401条鱼中Cr含量结果在ND～5.21 mg·kg^-1之间，中位数为0.248 5 mg·kg^-1,其中超出国家标准2 mg·kg^-1的有12条，超标率为2.99%.Chi等对梅梁湾的鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼和鳙鱼重金属分析表明，只有鲫鱼的Cr含量为（0.387±0.109）mg·kg^-1,其他种类未检出^[24].Hao等调查太湖鱼类重金属Cr含量为鲤鱼0.324 mg·kg^-1、鲫鱼0.286 mg·kg^-1、草鱼0.495 mg·kg^{-1 [25]}.本次调查的样本量多，且与以上两文献的铬含量相差不大，表明太湖鱼体重金属铬含量总体上符合国家标准，但有个别鱼类的铬含量超标。

武汉南湖、野芷湖和东湖的野生淡水鱼类肌肉中重金属铬含量为（0.08±0.01）mg·kg^-1[16];东北三省中鱼的重金属铬含量ND～0.521 mg·kg^-1[26].太湖中鱼类肌肉的铬含量高于以上两个地区。鱼类可以作为指示生物来评估生态系统的重金属污染状况^[27],太湖的重金属铬污染程度要高于武汉和东北地区。 3.2 重金属铬在不同鱼类的差异性分析

对鱼肉重金属铬蓄积程度进行比较，杂食性鱼类的含量显着高于草食性鱼类（P < 0.05）,而与肉食性鱼类之间没有差异。这与谢文平等研究的肉食性鱼类重金属残留大于草食性和杂食性鱼类的结果略有不同^[28],可能由于杂食性鱼类的食物链较长，受影响的因素较多，使其重金属含量偏高。虽然肉食性鱼类的食物链等级较高，但本次研究的鱼类以小型鱼类为主，肉食性鱼类以浮游动植物及水生昆虫为主食，重金属富集能力强显不出来。

普遍认为，重金属在鱼体内的富集程度与鱼的生活层次有关。如曾龄颐等对湘江流域长沙段鱼类肌肉重金属分析结果表明，底栖生活的鱼类重金属大于上层鱼类^[29].本研究发现重金属铬的含量与鱼的生活层次没有相关性，由于本次采集鱼样的范围比较大，受到环境背景值不同的影响亦较大。据Pourang报道，重金属的富集程度与鱼的食性、水质硬度、环境温度、鱼龄、性别等诸多因素相关^[30].就本文而言，也可能因为太湖是浅水湖泊，平均水深只有1.89 m,鱼类生活层次分层不是很明显。 3 结论

（1）太湖中鱼类重金属铬含量在ND～5.21 mg·kg^-1之间，本次调查中样品的超标率为2.99%,其中麦穗、鲫鱼、革条鱊和鲢鱼的含量较高。与武汉和东北地区相比，太湖重金属铬污染程度略高。不同种类鱼体重金属铬的污染特征为杂食性鱼类大于草食性鱼类，与鱼的生活层次没有相关性。

（2）按污染等级分类，太湖中鱼类多数处于未污染与微污染的级别，但仍有2.99%的鱼处于重污染的水平，因此需要对太湖的重金属铬污染范围进行更进一步的研究。

（3）从食用安全性分析，太湖鱼肉有7.48%的铬含量超标，这些鱼类为人们日常食用鱼。因此，食用太湖中的鱼类有一定的铬中毒风险，但风险较低，故建议适量食用太湖鱼类产品。