不同淡水水产养殖系统中鱼类所含重金属对人类健康的风险评估：以中国青田为例

《The Journal of Foot and Ankle Surgery》：Human health risk assessment of heavy metals in fish from contrasting freshwater aquaculture systems: a case study in Qingtian, China

稻鱼共生系统重金属污染与健康风险评估。比较传统稻鱼共生（TRF）、现代集约型稻鱼共生（MRF）和池塘养殖（PC）系统中青田鲤鱼肌肉及底泥中砷、镉、铅、铬、汞浓度，发现MRF系统总毒性当量（TTHQ）达1.06，铬贡献率约60%，而TRF系统风险最低，支持可持续养殖模式。

　　随着淡水养殖业的快速发展，重金属污染问题日益引起关注。这类污染不仅影响生态环境，还可能对人类健康构成威胁。为了更全面地评估不同养殖模式下的重金属污染状况及其对健康的影响，本研究选取了三种典型的淡水养殖系统：传统稻鱼共作系统（TRF）、现代集约化稻鱼共作系统（MRF）以及池塘养殖系统（PC），以清流田鲫鱼（*Cyprinus carpio* var. *qingtianensis*）作为监测指标。通过检测鱼肌肉和沉积物中的砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）和汞（Hg）浓度，研究揭示了这些养殖系统中重金属污染的现状，并探讨了其对人类健康和生态环境的影响。

在传统稻鱼共作系统中，鱼苗被人工释放到水淹的稻田中，依靠自然生态条件进行生长，不依赖人工投喂或密集的人工管理。这种模式被认为是一种“人为放养”方式，因为它依赖于自然生态过程。在该系统中，鱼主要依靠稻田生态系统中的资源，如浮游生物、有机碎屑和水生昆虫，来满足其营养需求。与单一水稻种植相比，这种模式不仅投入较少，还能实现生态系统的自我维持，具有提高产量、增强生态系统韧性以及改善养分循环等优势。此外，稻鱼共作系统还能通过鱼粪释放氮和微量元素，从而减少对化学肥料的依赖，维持土壤的长期健康。2005年，位于中国浙江省丽水市青田县的稻鱼共作系统被联合国粮食及农业组织（FAO）列为全球重要农业文化遗产系统（GIAHS），这进一步突显了该系统在农业和生态方面的价值。

相比之下，现代集约化稻鱼共作系统通过商业饲料和更加严格的管理策略提高了鱼类的产量。这种模式在保持水稻和鱼类共作的同时，显著提升了鱼类的产出。然而，池塘养殖系统（PC）作为中国最常见的淡水养殖方式，在国家鱼类生产中占据重要地位。虽然池塘养殖系统带来了经济收益，但其往往面临因饲料过度使用和污染物排放而引发的环境问题。在现代集约化养殖模式中，由于高强度的饲料投入和密集的养殖管理，可能会导致更多的污染物积累，从而对生态环境和人类健康造成潜在影响。

本研究在青田县进行，重点分析了稻鱼共作系统中重金属的积累情况。青田县位于中国浙江省丽水市，地理坐标为27°25′–28°57′N；118°41′–120°26′E。该地区的稻鱼共作系统是主要的农业产业，其中标准化的稻田鱼类养殖基地是当地农民收入的重要来源。研究选择了三种不同的养殖系统，分别对鱼肌肉和沉积物中的重金属含量进行了检测，并将其与国家食品中污染物最大允许浓度标准（GB 2762-2012）进行了对比。结果显示，在所有养殖系统中，鱼肌肉中的重金属污染指数均超过了安全阈值，表明这些系统中存在较为严重的重金属污染问题。

进一步的分析表明，铬（Cr）和汞（Hg）的日摄入量（EDI）在所有系统中均超过了检测限，说明这些重金属在鱼肌肉中的积累较为显著。尽管单个重金属的健康风险商（THQ）大多低于1.0，但现代集约化稻鱼共作系统（MRF）的总健康风险商（TTHQ）达到了1.06，表明该系统存在一定的非致癌健康风险。其中，铬是主要的贡献因素，占总风险的约60%。这一结果强调了在集约化养殖系统中加强饲料管理和质量控制的重要性，以降低重金属暴露的风险。

传统稻鱼共作系统（TRF）虽然在产量上不如现代集约化系统，但其表现出最低的健康风险和生态影响。这支持了TRF系统作为可持续养殖模式的潜力。研究结果表明，TRF系统在维持生态平衡和减少环境污染方面具有显著优势，其能够有效降低重金属的积累，从而保障食品安全和公众健康。因此，在发展现代集约化养殖的同时，应重视传统模式的保护和推广，以实现生态与经济的协调发展。

重金属污染的持续存在和生物累积特性使得其对水生生态系统和人类健康构成长期威胁。这些重金属具有较高的毒性，并且在食物链中能够被逐渐放大，导致更高的生物累积效应。例如，孕妇在食用受汞污染的鱼类后，可能会影响胎儿的神经系统发育。同样，食用受到镉污染的尼罗罗非鱼（*Oreochromis niloticus*）的肌肉组织，也可能对儿童产生致癌风险。因此，鱼类作为生物指示物种，在监测水体和沉积物中的重金属污染方面具有重要意义。

本研究的结果不仅有助于理解不同养殖模式下的重金属污染状况，也为改善食品安全和管理潜在健康风险提供了科学依据。通过对重金属在鱼肌肉和沉积物中的分布进行分析，可以更好地评估环境对水生生物和人类健康的影响。此外，研究还揭示了在不同养殖系统中，重金属污染的来源和传播路径，这对于制定有效的污染防治措施具有重要参考价值。

在实际应用中，应结合当地生态环境和养殖条件，采取适当的措施来减少重金属污染。例如，在集约化养殖系统中，应加强对饲料来源的监管，避免使用含有高浓度重金属的饲料。同时，应定期监测养殖环境中的重金属含量，及时发现和处理污染问题。在传统稻鱼共作系统中，虽然其污染水平较低，但也需要关注可能的污染源，如灌溉水中的重金属含量，以及土壤中的重金属积累情况。此外，对于池塘养殖系统，应加强水质管理，减少污染物的排放，以降低对生态环境和人类健康的影响。

总体而言，本研究通过比较不同养殖系统中的重金属污染状况，揭示了现代集约化养殖模式中存在的潜在健康风险，并强调了传统模式在减少污染和保护生态环境方面的优势。这些发现为制定更加科学和可持续的水产养殖策略提供了依据，同时也为未来的研究指明了方向。通过进一步的长期监测和研究，可以更全面地了解重金属污染的动态变化及其对生态环境和人类健康的影响，从而为制定有效的污染防治措施提供支持。