重金属污染对鱼类的影响

一、前言

1.我国水资源受重金属污染现状

水环境主要包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘等。水受重金属污染情况，是指水体中的重金属物质超出了水的净化循环能力，使水的构成及其性质产生变化，从而使水环境中生物发育活动提前发生恶化。

近年来，中国每年增加的污水排放量呈上升趋势，每天将近1.54亿m3，其中75%的全国生活污水及工业废水未经处理直接排入水域。据监测，几乎所有污染物在大连湾中全部超标。渤海锦州湾底泥中重金属Zn、Pb、Cd和Hg等超标达150倍以上，导致底栖生物体内有毒重金属含量严重高出国家食品卫生标准[1]。水域中重金属严重负荷，大量鱼类等水生生物发育缓慢、畸形并发生死亡。

2.重金属与鱼类的关系

重金属与鱼类的生长发育有着密不可分的关系。一些重金属离子是鱼体所必需的微量金属元素，在多重代谢过程中起着重要作用，一旦缺乏，会引发各种病症。但是由于重金属可以在鱼类体内沉积，水体中的重金属Zn、Cu、Mn、Hg、Cd、Pb等剂量超过标准会对机体产生毒害作用，因此在日益严峻的环境污染下，研究并缓解重金属污染对鱼类的危害，已势在必行。

鱼类受重金属的危害程度主要在于重金属的种类及在天然水体中重金属的浓度。水中重金属浓度是决定生活在中、上层鱼类体内重金属存积量的重要因素。而水和沉积物中的重金属浓度则决定了底栖鱼类体内的重金属积累量[2]。不同重金属种类和浓度可引起重金属在鱼体内蓄积，更可使鱼的免疫功能、呼吸强度、生理生化受到严重损害。

二、重金属污染对鱼类的危害

1.重金属对鱼类呼吸强度的影响

呼吸强度是指生物在一定时间内和一定的环境条件下CO2的释放量或O2的消耗量，它是生物生理代谢的一个重要特征。因此，呼吸强度常作为生物受环境变化影响的重要指标。重金属污染会导致鱼类呼吸强度明显下降。通过查阅相关文献可知：不同种重金属对鱼类呼吸强度的危害不同。其中Cu的效果最为明显，其次为Hg、Zn、Pb。

2.重金属对鱼类生长的影响

陈荣等罗非鱼为试验对象，采用电生理学方法研究四种不同浓度的Hg2+、Cd2+污染液对罗非鱼嗅觉功能和嗅觉器官结构的损伤[4]，结果表明：Hg2+、Cd2+均可抑制罗非鱼EOG反应，抑制效应随污染时间的延长和离子浓度的升高而增大，且Cd2+的抑制效应大于Hg2+。光镜研究显示，分别浸浴在10 μg/L、50 μg/L的Hg2+或Cd2+污染液15 d后的罗非鱼嗅上皮均有不同程度的损伤，在低浓度组，损伤主要是非感觉区粘液细胞出现增生现象。高浓度组的嗅上皮局部出现空泡化，嗅上皮边缘出现缺口并有细胞溢出，在含80 μg/L Hg2+或Cd2+混合组中，嗅上皮基本无损伤。

住院药房系统具有药品管理、医嘱审核及计费、药品查询、统计等功能。HIS系统自带的PIVAS模块，将其作为一个独立的药房，除具有PIVAS管理功能外，也具备了上述功能。为整合两个系统，我院一体化信息系统保留了住院药房系统原有功能，并设定其为一级系统，PIVAS系统为二级系统，大幅度修改其功能：一体化信息系统保留PIVAS内部流程管控功能，取消其药品管理、计费功能；医嘱审核功能两个药房均保留；在药品查询功能方面，以住院药房为主；统计功能则根据两个药房的特点，单独设置，各有侧重点。功能划分见表1。

3.重金属对鱼类嗅觉器官及功能的影响

吴贤汉等[3]研究了不同剂量的重金属对体长为1.8～2.2 cm的文昌鱼的毒性影响，结果表明，重金属对文昌鱼产生敏锐反应，如果重金属超过一定的浓度可能引起文昌鱼中毒乃至死亡，但微量的重金属能促进文昌鱼的生长。

两侧的石壁各有一个陈列架，整齐地摆放着各朝代的石器陶器，以及观音佛像。这些古人的随葬品在暗淡的油灯下发出阴惨惨的幽光，透着墓穴的腥味儿。陶器上的图案，一些粗糙拙朴，状若孩童的简笔画，一些则十分精美，线条灵动，图案繁复。

三、重金属对鱼的作用结果

1.重金属在鱼体内积累的种类及含量

SPSS 21.0统计学软件为数据处理工具，其中的计数资料和计量资料分别以（%）和（±s）表示并录入，且对以上不同类别数据的比较，分别采取χ2检验和t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

 

表1　天然水体中鱼体内积累的重金属

  

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重塑对象型分类最为经典。这种分类方式根据理论创始人Wrzesniewski和Dutton的观点，将工作重塑行为分为任务重塑、关系重塑和认知重塑三种类型，每种类型又细分为三种策略，总共九种策略。其中，任务重塑的策略包括增加任务、强调任务和重设任务;关系重塑的策略包括构建关系、重建关系和适应关系;认知重塑的策略则包括拓展认知、聚焦认知和联系认知。Niessen和Weseler基于这种分类方式先后开发了工作重塑行为量表，并在后续的研究中得到应用。⑫

鱼体内堆积的重金属含量差异，取决于水中的重金属浓度和沉积物中的重金属浓度。不同水域中的鱼类体内所含重金属不同（见表1）。

 

表2　鱼体各组织器官重金属含量

  

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2.几种重金属的毒性比较

杨丽华等[7]采用静水法生物测试研究了Cu、Zn、Cd和Cr对丰产鲫幼鱼的急性毒性，结果表明：Cu、Zn、Cd和Cr对鲫鱼的安全质量浓度分别为 0.009 mg/L、0.59 mg/L、24.41 mg/L和2.23 mg/L。4种重金属毒性大小顺序依次为Cu＞Cd＞Zn＞Cr。但对真鲷幼鱼和黑鲷幼鱼的毒性顺序则为锌大于Cd[8]。

3.重金属污染对鱼类呼吸强度的作用

重金属污染的生态修复法是指利用人为构建的微生态系统来去除水体中的重金属，除了利用人工生态系统中生物的重金属富集作用之外，也包括了一些媒介的物化吸附、化学沉淀等。吴长淋[13]则就人工湿地去除重金属的原理与影响因素两方面出发，阐述了人工湿地去除重金属的现状。

 

表3　重金属种类与泥鳅幼鱼呼吸强度的关系（浓度6.0mg/L）

  

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四、重金属污染的治理技术研究进展

随着我国人民生活物质水平逐渐提高，水产养殖以及各种水环境资源的污染引起了人们的高度重视。但现今我国国内对重金属污染去除的研究还不够完善，目前水产养殖相关的重金属去除技术，大概有以下几种：

1.化学沉淀法

化学沉淀法是指向含重金属废水中加入氢氧化物、硫化物、碳酸化物及磷酸化物等物质和游离态的重金属离子反应生成难溶于水的化合物从而达到固液分离的目的。如李琳等[10]研究利用橡单宁去除水中重金属离子 Pb2+、Cd2+、Cr3+、Zn2+、Mn2+、Fe2+的情况，结果表明最佳去除率分别可达80.6%、92.2%、85.3%、91.4%、85.0%、86.0%。由此可见化学沉淀法可有效清除水体中重金属离子。

重金属在鱼体内各类不同器官中的分布是不平衡的。陆超华[5]对我国南海北部海域的经济鱼类中重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni)等的含量和分布进行了研究，结果表明：肌肉中重金属含量最低。杨美兰[6]等分析了24种主要经济鱼类体中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni的含量分别在北部湾东北部388—389鱼区和东南部490—512鱼区，结果表明：鱼体各组织、器官重金属含量呈非均匀分布，鳞、鳃、骨部位重金属含量较高、肌肉重金属含量最低（见表2）。

物化吸附法是利用多孔性固体物质的吸附作用促使水中的重金属离子吸附在固体吸附剂表面而去除的一种方法，王桂芳等[11]研究了活性炭对水中重金属的去除情况，结果发现：吸附规律可按Freundlich模式和Langmuir模式很好地模拟，重金属的吸附能力依次为Fe3+＞Cu2+＞Ni2+。

2.物化吸附法

熊老并不是富有的人，他资助严济慈纯粹是因为爱才。有一次，熊老实在没有钱了，便脱下身上的皮袍子送去典当，将得款汇给严济慈。工资到手后，熊老才又将皮袍子赎了回来。

3.生物吸附法

生物吸附法是指利用动物、植物、微生物等活体在生命活动过程中对重金属的富集作用而达到去除水体中重金属的目的。渠荣遴等[12]研究表明玉米、向日葵、蓖麻、豌豆等作物，对污水中Cd、Cu、Zn、Pb等重金属均有一定程度的去除效果属。

4.生态修复法

贾秀英[9]研究了Cu、Pb、Hg、Zn 4种重金属对泥鳅幼鱼呼吸强度的影响，试验结果表明，在染毒历时10 min时，泥鳅幼鱼的呼吸强度明显高于对照组(见表3），可见泥鳅幼鱼易受重金属污染的影响，致使呼吸强度在短时间内骤增，原因可能是由于在中毒后，泥鳅依靠消耗大量的氧气来维持机体的生理代谢，从对泥鳅幼鱼的呼吸强度受重金属影响效果来看，其中Cu最为明显，其次为Hg、Zn、Pb。

五、结论

1、导致水污染的重金属离子主要有：Cu、Hg、Pb、Zn、Fe、Cr、Ni、Cd等。

2、鱼类体内受重金属污染最低的是肌肉组织。

3、鱼类受重金属污染的安全浓度：Cu、Zn、Cd和Cr分别为0.009 mg/l、0.59 mg/l、24.41 mg/l和2.23 mg/l。

4、重金属污染导致的危害可进行人工控制和治理。

根据研究结果，肾虚耳鸣患者可采用口服补肾活血通窍活中药汤剂或联合穴位注射治疗，对于穴位注射不耐受（晕针、畏针）患者，可单纯服用补肾活血通窍活中药汤剂治疗。且该疗法便捷、有效、无毒副作用、患者依从性高，值得临床推广。

当前水环境重金属污染问题已十分突出。水体重金属污染在不同程度和不同方面都可以影响鱼类的生长与发育，从而严重影响水产养殖业的发展。故此应人工控制和治理双管齐下。首先应该从生活用水及大小水资源源头入手，保证水环境中重金属含量控制在水体承受范围内。然后对受重金属污染的水域依照相应情况，应用化学沉淀法、物化吸附法、生物吸附法、生态修复法等进行人工治理，有效地保护和利用水产资源。

参考文献

[1]陈祖军，谭显英，韦鹤平.论我国海洋资源与环境的可持续发展[J].水资源保护，2001，(1):7-10.

[2]马桂云，严少华，张振华，唐婉莹.重金属对鱼类污染的研究进展[J].江苏环境科技，2003，16（2）：38.

[3]吴贤汉，江新霁，张宝录，曲艳梅.几种重金属对青岛文昌鱼毒性及生长的影响[J].海洋与湖沼，1999，30(6):604-608.

[4]陈荣，柴民娟.Hg2+、Cd2+对鱼类嗅觉的毒性及Ca2+的解毒作用[J].厦门大学学报（自然科学版），2001，40（3）：726-734.

[5]陆超华.南海北部海域经济鱼类的重金属含量与分布研究[J].中国水产科学，1994，1(2):68-76.

[6]杨美兰，贾晓平.北部湾主要经济鱼体中的重金属[J].海洋通报.1990(5):39-45.

[7]杨丽华，方展强，郑文彪.重金属对鲫鱼的急性毒性及安全浓度评价[J].华南师范大学学报(自然科学版)，2003，(2).

[8]杨玻莉，郑微云，陈明达，庄峙夏，苏永全等.重金属对真鲷幼鱼和黑鲷幼鱼的毒性效应[J].厦门大学学报(自然科学版)，1994，33(增刊):28-31.

[9]贾秀英.四种重金属对泥鳅幼鱼呼吸强度的影响[J].浙江大学学报(农业与生命科学版)，2001，27 (5):556-558.

[10]李琳，冯易君，谢家理，单书香等.橡单宁去除水中有毒重金属离子的研究[J].环境工程，1997，15 (5):14-16.

[11]王桂芳，包明峰，韩泽志.活性炭对水中重金属离子去除效果的研究[J].环境保护科学，2004，30 (12):26-29.

[12]渠荣遴，李德森，杜荣骞.水体重金属污染的植物修复研究(I)—种苗过滤去除水中重金属锌[J].农业环境保护，2002，21(4):297-300.

[13]吴长淋.人工湿地处理含重金属废水的研究现状及展望[J].化学工程师，2009，162(3):38-41.