中国浙江省沿海地区主要鱼类体内微量元素的浓度、时空分布及风险评估

《Marine Pollution Bulletin》：Concentrations, spatio-temporal distributions, and risk assessments of trace elements in local dominant fish from the coastal areas of Zhejiang Province, China

浙江沿海九种野生鱼类肌肉中痕量元素（Cr-Mn-Co-Ni-Cu-Zn-As-Cd-Pb-Hg）的时空分布及健康风险评估表明，底栖和肉食性鱼类（如Ctenotrypauchen chinensis、Odontamblyopus rubicundus等）的Mn-Co-Ni-Cd-Pb浓度显著高于其他种类（p<0.05）。时间序列显示Cr浓度先降后升，As和Hg浓度持续上升，而Mn-Co-Ni-Cd-Pb呈波动下降趋势。空间分布形成三个污染热点区，As致癌风险突出，Cd和Hg叠加效应需警惕。研究采用大样本跨年度采样，覆盖浙江全海岸域，为区域海洋污染治理提供依据。

　　

胡兰|刘强|赵正家|朱继豪|廖一博|娄寿|曾江宁

中国自然资源部第二海洋研究所海洋生态系统动力学重点实验室，杭州

摘要

野生鱼类体内微量元素的浓度及其时空分布有助于了解沿海海洋生态系统的污染情况，并有助于评估通过饮食摄入这些元素对人类健康的潜在风险。本研究分析了2020年秋季至2023年春季期间从浙江省沿海地区采集的9种当地优势鱼类肌肉组织中Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg等微量元素的浓度，并计算了目标危害商（THQ）以评估潜在的人类健康风险。研究结果表明，不同物种之间的微量元素浓度存在显著差异（p < 0.05），其中底栖性和肉食性鱼类、、和的肌肉中Mn、Co、Ni、Cd和Pb的含量较高。两种当地优势鱼类和HN的微量元素浓度随时间的变化趋势显示：Mn、Co、Ni和Cd的含量呈下降趋势，Cu、Zn和Pb的含量保持稳定，Cr的含量先下降后上升，而As和Hg的含量则逐渐增加。CN和HN肌肉中微量元素的空间分布显示，在浙江省沿海地区存在三个热点区域。健康风险评估表明，As对当地消费者存在潜在的致癌风险。此外，在叠加效应下，包括Cd和Hg在内的多种微量元素的健康风险不容忽视。

引言

海洋鱼类是高质量蛋白质和必需微量营养素的重要来源，这些营养素包括生物可利用的铁、维生素和长链多不饱和脂肪酸，对人类代谢功能至关重要（Jiang等人，2025；Mamun等人，2025）。作为高等营养级的生物，海洋鱼类既可以通过水生食物链积累有毒污染物，也可以直接从海水中吸收这些污染物（Ali等人，2022；Pandion等人，2023；Hamada等人，2024）。在这些有毒污染物中，某些微量元素在沿海环境中普遍存在，并具有相当的毒性和抗降解性。当这些微量元素进入海洋鱼类的生物体内后，会与生物分子结合，形成更具毒性的化合物（Jiang等人，2025）。许多研究表明，海洋鱼类组织中的大多数微量元素（As、Cd、Cr、Co、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和Zn）的浓度（通常以mg/kg计）远高于海水中的浓度（通常以μg/L计），这体现了生物累积现象（Anandkumar等人，2018；Zhao等人，2018；Liu等人，2019，2020；Han等人，2021；Akila等人，2022；Wang等人，2023；Guan等人，2025）。生物累积模式通常表现出与鱼类物种的营养级和代谢特征以及其栖息地的物理化学参数相关的可预测的空间梯度（Butler等人，2022）。由于在附近生态环境中的扩散和滞留，鱼类肌肉中的Cr、Mn、Co、Ni、Zn、Cd和Pb浓度因生物富集而增加（Chen等人，2018；Qiao等人，2022）。

海洋鱼类是人类的重要食物来源，尤其是对于沿海居民而言。因此，人类摄入海洋鱼类会将微量元素带入体内。虽然Cu、Zn、Cr和Mn等必需微量元素对生长发育至关重要，但As、Cd、Pb、Ni和Hg等非必需有毒元素由于生物放大作用，可能对人类健康构成重大致癌风险（Wang等人，2018；Bao等人，2021）。因此，研究捕获的野生鱼类中微量元素的生物累积及其时空分布和健康风险对于全面了解沿海海洋生态系统中的微量元素污染情况至关重要。

与持久性有机污染物、微塑料、抗生素抗性基因、全氟烷基物质和药物残留物等新兴污染物不同，微量元素在自然界中普遍存在，并在海洋生态系统中扮演双重角色：既是必需的微量营养素，也可能带来毒理学威胁（Leung等人，2014；Luo等人，2024；Islam等人，2025）。许多研究关注了非必需元素（As、Cd、Pb和Hg）通过食物链传递的生物累积及其相关的人类健康风险，包括神经毒性、致癌性和器官损伤（Tarley等人，2001；Kolarova和Napiórkowski，2021；Li等人，2023；Liao等人，2023）。另一方面，必需元素（Zn和Cu）在酶催化、免疫功能和代谢调节中起着关键作用（Varol和Sünbül，2020）。然而，随着中国沿海地区的快速工业化，人类活动通过大气沉降、废水排放和土地径流增加了近岸地区的微量元素含量（Pan和Wang，2012；Filippini等人，2018；Ferrante等人，2019；Paul等人，2024；Rahman等人，2025）。某些具有生理益处的元素在生物累积浓度增加时可能会对生物产生毒性作用，从而对人类消费者构成潜在的健康风险（Gaetke，2003；Wang等人，2024）。

浙江省位于长江三角洲南部地区，东临东海，人口密度高且经济发展迅速（Zhang等人，2020b；Han等人，2021）。大量证据表明，作为中国最发达地区之一的长江三角洲地区的有毒微量元素污染极其严重（Shi等人，2019；Zhang等人，2020b）。这些通过长江从长江三角洲地区带来的大量有毒元素，加上浙江省的地表径流输入，加剧了浙江省沿海地区的有毒微量元素污染问题（Shi等人，2019）。浙江省沿海地区从长江、钱塘江和瓯江接收了大量的陆地有毒元素污染物（Zhang等人，2020b），这促使人们更加关注这些有毒元素在沉积物、海水和沿海海洋生物中的分布特征和生态风险（Liang等人，2019；Zhang等人，2020a；Han等人，2021；Hu等人，2024）。然而，以往的研究主要集中在浙江省沿海小范围区域捕获的野生海洋生物上，样本量通常有限（Liu等人，2018，2019，2020），或者仅研究了从当地海鲜市场购买的海洋生物，而没有明确采样地点（Bao等人，2021；Han等人，2021）。很少有研究关注通过大规模捕捞在浙江省沿海地区采集的野生海洋生物中的微量元素浓度。大多数以往的研究报告的采样区域或样本量相对有限，未能全面代表整个浙江省沿海地区的状况（Bao等人，2021；Huang等人，2022）。

因此，本研究分析了2020年秋季至2023年春季期间从浙江省整个沿海地区捕获的9种当地优势野生海洋鱼类中各种潜在有毒微量元素（Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg）的浓度，样本量较大。本研究的主要目的是：（1）调查通过大规模捕捞在浙江省沿海地区捕获的9种当地优势海洋鱼类肌肉中潜在有毒微量元素的浓度差异；（2）揭示浙江省沿海两种典型野生鱼类肌肉中微量元素的时空变化趋势；（3）绘制这两种典型野生海洋鱼类肌肉中微量元素的分布图；（4）评估野生鱼类可食用肌肉中有毒微量元素对沿海消费者的健康风险。本研究的突出贡献在于调查了从浙江省沿海大范围区域捕获的几种野生鱼类肌肉中微量元素浓度的变化情况。本研究创新性地通过收集两种常见野生鱼类，展示了浙江省沿海地区野生鱼类中微量元素的时空变化趋势。

样本采集

样本采集

2020年秋季、2021年春季、2021年秋季和2023年春季，我们在浙江省沿海水域使用拖网捕捞了共计296份当地优势海洋鱼类样本。如图1所示，采样点主要集中在舟山群岛、三门湾、乐清湾和瓯江口及其周边水域，几乎覆盖了整个浙江省沿海水域。样本包括9种鱼类：Coilia mystus（CM）、Coilia nasus

捕获的海洋鱼类中微量元素的浓度

图2显示了9种捕获海洋鱼类肌肉组织中10种微量元素（Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb）的浓度。所有鱼类样本中微量元素的平均浓度（mg/kg dry weight）排序为：Zn（39.95 ± 34.51）> Cu（8.77 ± 18.29）> As（8.50 ± 8.48）> Mn（5.29 ± 9.41）> Cr（0.29 ± 0.54）> Pb（0.22 ± 0.39）> Ni（0.19 ± 0.31）> Cd（0.13 ± 0.18）> Co（0.08 ± 0.11）> Hg（0.05 ± 0.07）。这种分布模式总体而言

结论

本研究检测了2020年秋季至2023年春季期间从浙江省沿海地区捕获的9种当地优势海洋鱼类中微量元素（包括Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg）的浓度。研究结果表明，捕获鱼类之间的微量元素浓度存在显著差异。底栖性和肉食性鱼类，包括（CC）、（OR）、（LJ）等

作者贡献声明

胡兰：撰写——初稿、调查、数据分析。刘强：撰写——审稿与编辑、方法学、调查、资金获取、数据分析、概念化。赵正家：调查、数据分析。朱继豪：调查、数据分析。廖一博：监督、方法学、资金获取、数据分析。娄寿：监督、方法学、概念化。曾江宁：监督、方法学、概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（编号42476140）、第二海洋研究所科学研究基金以及自然资源部（编号SZ2502和SZ2302）的资助。我们感谢匿名审稿人对本研究的建设性意见，同时也感谢Home for Researchers编辑团队（www.home-for-researchers.com）提供的语言编辑服务。