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随着现代工农业的飞速发展,经多种途径释放到水生环境中的镉(Cadmium)和砷(Arsenic)等重金属污染物,严重影响了水生生物的质量安全。水产品已经被认定为人体中Cd、As暴露的主要来源之一。青蟹是我国重要的海水养殖甲壳类动物,年产量高达数十万吨。甲壳类生物由于独特的栖息水层和杂食性特点,对重金属的富集能力明显高于其他水生生物,已有某些地区报道青蟹重金属超标的现象。但是目前关于青蟹中As赋存形态分析、Cd、As在青蟹中蓄积特征方面的研究较为欠缺。由于As毒性与其形态密切相关,i As有高毒致癌性,有机As无毒或低毒。因此若想科学、合理地评价As在青蟹中的食用风险和安全性,对As形态的鉴定分析尤为重要。本文建立了青蟹中6种As形态的HPLC/ICP-MS分析测定方法;研究了Cd、As在青蟹体内的富集代谢规律与富集动力学特性;检测了我国沿海海域的青蟹的不同组织器官中Cd、As的含量,并对As的赋存形态进行了分析。主要研究结果如下:(1)建立了测定青蟹中6种砷形态的高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC/ICP-MS)联用方法,包括亚砷酸盐(AsⅢ)、砷酸盐(AsⅤ)、一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)、砷胆碱(As C)、砷甜菜碱(As B)。对提取溶剂、提取时间、流动相的种类、流动相的p H值、HPLC洗脱方式等参数进行优化,采用基质加标法对目标物进行定量。结果表明,青蟹样品以0.5mmol·L-1的碳酸铵-甲醇(V:V=99:1)为提取液,超声水浴法提取30 min。使用正己烷去除脂肪,提取液用微孔滤膜过滤后,选用阴离子交换柱为分离柱,使用50 mmol·L-1碳酸铵-甲醇(V:V=99:1)溶液为流动相梯度洗脱,ICP-MS定性定量分析。方法学验证表明:As B在0.5~500μg·L-1范围内、As C、As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、DMA、MMA在0.5~20μg·L-1范围内线性关系良好,加标回收率范围为76%~118%,相对标准偏差范围为1.49~9.45%,方法检出限在0.01~0.05 mg·kg-1之间。并用As形态标准物质(BCR-627)对方法进行验证,测定结果均在参考值范围内。实际青蟹样品测定结果表明,青蟹中的As形态主要以As B存在。此法前处理简单,分离度好,适合蟹类中6种As形态化合物的定量分析。(2)为探究拟穴青蟹对Cd、As的富集和释放特性以及部位蓄积差异性,应用半静态双箱模型室内模拟了拟穴青蟹对Cd、As的生物富集实验,通过非线性拟合得到了拟穴青蟹肌肉、肝胰腺和蟹腮对Cd、As的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、生物学半衰期T1/2、富集平衡时生物体内Cd、As含量CAmax等动力学参数。结果发现,As、Cd在组织器官中的BCF范围分别为46.61~158.3和9.241~2886,T1/2范围分别为7.4~14.6 d和6.6~19.2 d。实验模型拟合度较好,输出值和实测值之间无显著性差异,拟合方程和参数可信。实验结果表明,拟穴青蟹肌肉、肝胰腺和蟹腮中Cd、As的含量与暴露浓度总体呈现正相关性,表现出肝胰腺>蟹腮>肌肉的分布规律;拟穴青蟹对Cd的富集能力明显高于As。拟穴青蟹在不同暴露浓度下对Cd、As的生物富集过程符合双箱动力学模型。(3)检测了沿海地区采集的青蟹的不同组织器官中As、i As和Cd的含量,并对As的赋存形态进行了分析。运用国家标准限量法、Pearson相关性、单因子方差(组间、组内)分析法对检测结果进行评价。结果显示,被测定的青蟹胸肌、腿肌、肝胰腺和蟹腮中i As超标率为0%,Cd在肝胰腺中超标率为55%。As总含量呈现肝胰腺>胸肌>腿肌>蟹腮的分布趋势;i As总含量呈现蟹腮>肝胰腺>腿肌>胸肌的分布趋势;Cd总含量呈现肝胰腺>腿肌>蟹腮>胸肌的分布趋势。As和Cd的污染来源无相关性(P>0.05)。肝胰腺对Cd的富集与性别显著相关(P<0.05),雄性青蟹肝胰腺富集能力强于雌性青蟹(P<0.05)。单因素方差分析两两比较发现,青蟹蟹腮分别与肝胰腺,胸肌,腿肌对As的富集显著相关(P<0.05);青蟹肝胰腺分别与腿肌,胸肌和蟹腮中Cd均值差异性显著(P<0.05)。本次调查青蟹所有样品i As超标率为0,Cd在青蟹肝胰腺超标率55%,具有潜在的食用风险性,相关部门应引起重视。