重金属在水生环境鱼体中积累及分布

重金属在水生环境鱼体中积累及分布

一、实验目的与要求

1．通过本实验了解重金属在水生环境鱼体中的迁移、积累及分布特征，加深对环境污染物在生态环境中迁移转化的理解。

2．学习生物样品的重金属测定方法（样品的制备，消化前处理、火焰原子吸收分光光度计的原理及使用方法等）。

二、实验方案

1．实验药品

（1）Cr标准贮备溶液

（2）浓硝酸

（3）高氯酸

2．实验仪器

（1）鱼缸

（2）不锈钢解剖刀（3）勺子

（4）直尺

（5）烧杯

（6）移液管

（7）电子天平（8）研磨碗及研磨棒（9）比色管

（10）剪刀

（11）冰柜，冷冻干燥机（12）原子吸收分光光度计（13）电热板

3．实验步骤

（1）测定鱼的体重及体长；

（2）用三把解剖刀对鱼进行解剖，避免相互污染，取用鱼的肉、鳞及肝脏作为样本，并且用刀及研磨用具将肉及内脏匀浆，用剪刀将鱼鳞尽量剪碎；

（3）准备三个烧杯，称量空干烧杯的重量，记为G杯，以及加入样品后的湿重，记为G 湿，在-20℃冰柜中冷冻24h，然后置冰冻干燥机冰冻干燥48—72h 后称重，记为G干，计算含水率；

（4）称取大约1g干样于50ml高型烧杯中，加入10ml浓硝酸，在电热板上加热到没有泡沫，取下，在加入10ml浓硝酸，在电热板上加热到近干，然后在加入5ml高氯酸，在电热板上加热到白烟冒尽，转移到50ml比色管中，定容到刻度线，摇匀，静置。

三、实验结果与数据处理

1．数据分析列表：

表一第一大组第二小组数据记录表

2：计算步骤

计算含水率【含水率%=（G湿-G干）/( G湿-G杯)*100%】

第一大组（第2小组）草鱼各部位的含水率计算如下：

鱼肉：含水率%=[（44.36-41.40）/(44.36-40.45）] *100%=76%

内脏：含水率%=[（41.96-38.84）/(41.96-37.57 )] *100%=71%

鱼鳞：含水率%=[（47.40-46.00）/(47.40-43.31) ] *100%=34%

求富集系数【BCF=Cr测定值/0.05】

综合科学1、2班各组各种鱼的各部位对重金属Cr的富集系数计算如下：福寿鱼

鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 0.9175/0.05=18.35

鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 1.235/0.05=24.7

内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.415/0.05=28.3

草鱼

鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 0.9275/0.05=18.55

鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 1.27/0.05=25.4

内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.42/0.05=28.4

白鲫鱼

鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 0.6904/0.05=13.808

鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 0.95/0.05=19

内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.326/0.05=26.52

鲤鱼

鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 0.52/0.05=10.3333333

鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 0.9266670.05=18.53333

内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.32/0.05=26.52

大头鱼

鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 1.19/0.05=23.8

鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 1.37/0.05=27.4

内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.7175/0.05=34.35

图一各种鱼以及各部位富集系数图

求方程【C=aGb】

求解方法：通过确立关系式logC=blogG+loga，求解参数a、b，再来确定C=aGb的关系，具体步骤如下：

以鲤鱼为研究对象，从实验数据中可提取出鲤鱼鱼肉的重金属Cr浓度C与鱼重G，进而分析其关系，具体如表3-2和图3-2所示。

图二鲤鱼体重G与鱼肉铬含量C关系图

由图表分析可知，存在线性关系：y = 0.725x - 2.1489（R2 = 0.9983，相关性较好），即logC= 0.725logG-2.1489，所以可解得a=0.007097，b=0.725。所以可得草鱼鱼体重量对鱼肉重金属的富集影响的数学模型：

C=0.007097G0.725

其中：C——鱼肉中重金属Cr的含量，mg/kg；

G——鱼体重量，g；

图三鲤鱼身长L与鱼肉铬含量C关系图

由图表分析可知，存在线性关系：y = 2.045x – 3.2297（R2 = 0.9548，相关性较好），即logC= 2.045logG-3.2297，所以可解得a=0.00058925，b= 2.045。所以可得草鱼鱼体重量对鱼肉重金属的富集影响的数学模型：

C=0.00058925G2.045

其中：C——鱼肉中重金属Cr的含量，mg/kg；

G——鱼体长度，cm。

四、结论

1．数据可靠性

本实验通过对重金属Cr在水生环境鱼体中的积累和分布的研究和分析发现：

（1）重金属Cr在鱼体不同部位的积累系数BCF的分布状况为：内脏>鱼鳞>鱼肉，由此可见在鱼体中内脏对重金属Cr的富集作用是最强的，鱼鳞次之，鱼肉相对较低。这是与其生理功能密切相关的。鱼体内的重金属主要来源于鱼生活的水体，鱼通过内脏吸收进入体内，鱼体不同的部位对重金属的积累分布是不同的。

（2）由实验结果分析可知，一般情况鱼体内的重金属富集量随鱼体重量的增加而增加。本实验通过对鲤鱼各部位及其不同重量对其富集重金属Cr的异同的研究，分析可得重金属Cr浓度（C，mg/kg）与鱼重（G，g）的关系： C=0.007097G0.725，重金属Cr浓度（C，mg/kg）与鱼长（L，cm）的关系此方程式C=0.00058925G2.045,表明了不同重量的鲤鱼对重金属Cr的富集规律。这与鱼体的代谢有关，一般鱼体的重量越大，其代谢速率越大。也就是说鱼体对重金属Cr的吸收能力越强，但是一旦它进入鱼体内就被积存在鱼体组织中，代谢和被清除的速度缓慢，所以就被累积下来。

（3）不同鱼种对重金属Cr的积累规律如下：大头鱼>草鱼>福寿鱼>白鲫鱼>鲤鱼。这主要与鱼在水体中的生活习惯有关，越是靠近水体底层，重金属积聚越多，浓度越大，生活在靠近水体底层的鱼类对重金属的吸收能力和适应能力都比较强，所以在其体内重金属累积会越大。

（4）不同鱼种的含水率的规律如下：大头鱼>鲤鱼>草鱼>白鲫鱼>福寿鱼，鱼体中不同部位的水分分布状况如下：鱼肉>内脏>鱼鳞。一般含水率越高的鱼价格也越高。

2．预防措施

由于农药、抗生素、磺胺及其他药剂的使用仍是目前防治动植物病虫害，促进畜禽及农作物生长的重要措施之一，这些化学药剂在农牧渔业中的继续使用是不可避免的，而且使用的品种和数量还在不断地增加。工业“三废”对环境的污染仍然是一个严重问题。因此，为了保护环境，防止对动物性食品的污染，需要采取防治措施，主要措施可归纳为以下几方面：

（1）积极治理工业“三废”消除其对动物性食品的有毒化学物质污染，有关工矿企业要积极改革工艺。把工业“三废”消灭在生产过程中。同时，要积极开展环境分析和食品卫生检测工作。

（2）加强对剧毒农药生产、使用的管理停止使用汞、砷制剂农药。积极研制高效、低毒、低残留农药新品种，以减少水产品中的药物残留量。