Biotoxicity and removal technology of heavy metal accumulation in industrial recirculating aquaculture system

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2023-0946

Abstract

Abstract:

The increasing demand for aquaculture products and the inability of traditional aquaculture technology to meet market demand have led to the birth of high yield low-carbon recirculating water aquaculture technology. However, as a closed/semi-closed system for high-density aquaculture, it has high requirements on water quality. The residual and accumulated heavy metal pollutants in treated circulating water may cause potential safety hazards to the aquaculture system, which not only accumulate in aquatic products causing biotoxicity or intoxication death, but also be transmitted through the food chain, posing a threat to human health. How to remove heavy metal contaminants accumulated in recirculating water while maintain efficient aquatic product yield is a key point for future technology development. Therefore, this article analyzed and organized the sustainability hazards and treatment technologies of heavy metal pollutants accumulated in circulating water aquaculture systems, and figured out breakthrough directions for future research, which expected to assist the development of heavy metal elimination technology in water bodies.

Key words: recirculating aquaculture system, heavy metal removal, biotoxicity, food safety

摘要：

养殖水产品需求日益增高，传统水体养殖技术无法满足市场需求，由此诞生了高产低碳的循环水养殖技术，但其作为一个高密度养殖的封闭/半封闭系统对水质要求很高。循环水经处理后残余并积累的重金属污染物会给养殖系统带来安全隐患，不仅会积累于水产品体内对其造成生物毒性或直接导致其中毒死亡，还会通过食物链传递对人类健康造成威胁。如何在保持水产品的高产率下去除循环水中积累的重金属污染物是未来技术发展需要重点解决的问题。对循环水养殖系统中循环积累产生的重金属污染物的持续性危害和处理技术进行了分析和总结，预测了未来研究的突破方向，以期为去除水体重金属技术的发展提供参考。

关键词: 循环水养殖系统, 重金属去除, 生物毒性, 食品安全

CLC Number:

Manyi SHI, Yu SHEN, Huimin FU, Youpeng CHEN. Biotoxicity and removal technology of heavy metal accumulation in industrial recirculating aquaculture system[J]. Industrial Water Treatment, 2024, 44(10): 18-31.

史曼伊, 申渝, 傅慧敏, 陈猷鹏. 工厂化循环水养殖系统重金属积累的生物毒性及去除技术[J]. 工业水处理, 2024, 44(10): 18-31.

/ / Recommend / Download Citations

URL: https://www.iwt.cn/EN/10.19965/j.cnki.iwt.2023-0946

https://www.iwt.cn/EN/Y2024/V44/I10/18

Figures/Tables 6

References 112

1	ODUM H T. Energy systems concepts and self-organization：A rebuttal［J］. Oecologia，1995，104（4）：518-522. doi:10.1007/bf00341350
2	王峰，雷霁霖，高淳仁，等. 国内外工厂化循环水养殖研究进展［J］. 中国水产科学，2013，20（5）：1100-1111. doi:10.3724/sp.j.1118.2013.01100
	WANG Feng， LEI Jilin， GAO Chunren，et al. Review of industrial recirculating aquaculture research at home and abroad［J］. Journal of Fishery Sciences of China，2013，20（5）：1100-1111. doi:10.3724/sp.j.1118.2013.01100
3	陈军，徐皓，倪琦，等. 我国工厂化循环水养殖发展研究报告［J］. 渔业现代化，2009，36（4）：1-7. doi:10.3969/j.issn.1007-9580.2009.04.001
	CHEN Jun， XU Hao， NI Qi，et al. The study report on the development of China industrial recirculating aquaculture［J］. Fishery Modernization，2009，36（4）：1-7. doi:10.3969/j.issn.1007-9580.2009.04.001
4	刘鹰. 海水工业化循环水养殖技术研究进展［J］. 中国农业科技导报，2011，13（5）：50-53. doi:10.3969/j.issn.1008-0864.2011.05.08
	LIU Ying. Research progress on marine industrial recirculating aquaculture technology［J］. Journal of Agricultural Science and Technology，2011，13（5）：50-53. doi:10.3969/j.issn.1008-0864.2011.05.08
5	BHATI T， GUPTA R， YADAV N，et al. Assessment of bioremediation potential of Cellulosimicrobium sp. for treatment of multiple heavy metals［J］. Microbiology and Biotechnology Letters，2019，47（2）：269-277. doi:10.4014/mbl.1808.08006
6	李战，李坤. 重金属污染的危害与修复［J］. 现代农业科技，2010（16）：268-270. doi:10.3969/j.issn.1007-5739.2010.16.169
	LI Zhan， LI Kun. Harm of the heavy metals pollution and its remediation［J］. Modern Agricultural Sciences and Technology，2010（16）：268-270. doi:10.3969/j.issn.1007-5739.2010.16.169
7	郑喜珅，鲁安怀，高翔，等. 土壤中重金属污染现状与防治方法［J］. 土壤与环境，2002，11（1）：79-84.
	ZHENG Xishen， LU Anhuai， GAO Xiang，et al. Contamination of heavy metals in soil present situation and method［J］. Soil and Environmental Sciences，2002，11（1）：79-84.
8	万慧珊. 循环水养殖重金属污染物评估与防控方法开发［D］. 上海：上海海洋大学，2017.
	WAN Huishan. Assessment and preventional method development on heavy metals in recirculating aquaculture system［D］. Shanghai：Shanghai Ocean University，2017.
9	雷衍之.养殖水环境化学（水产养殖专业用）［M］. 中国农业出版社，2004：267-268.
	LEI Yanzhi. Chemistry of aquaculture water environment（for aquaculture）［M］. China Agriculture Press，2004：267-268.
10	BEGUM A， AMIN M N， KANECO S，et al. Selected elemental composition of the muscle tissue of three species of fish，Tilapia nilotica，Cirrhina mrigala and Clarius batrachus，from the fresh water Dhanmondi Lake in Bangladesh［J］. Food Chemistry，2005，93（3）：439-443. doi:10.1016/j.foodchem.2004.10.021
11	王海东，方凤满，谢宏芳. 中国水体重金属污染研究现状与展望［J］. 广东微量元素科学，2010，17（1）：14-18.
	WANG Haidong， FANG Fengman， XIE Hongfang. Research situation and outlook on heavy metal pollution in water environment of China［J］. Guangdong Trace Elements Science，2010，17（1）：14-18.
12	KUMAR A， KUMAR V， PANDITA S，et al. A global meta-analysis of toxic metals in continental surface water bodies［J］. Journal of Environmental Chemical Engineering，2023，11（3）：109964. doi:10.1016/j.jece.2023.109964
13	谢文平，陈昆慈，朱新平，等. 珠江三角洲河网区水体及鱼体内重金属含量分析与评价［J］. 农业环境科学学报，2010，29（10）：1917-1923.
	XIE Wenping， CHEN Kunci， ZHU Xinping，et al. Evaluation on heavy metal contents in water and fishes collected from the waterway in the Pearl River Delta，South China［J］. Journal of Agro-Environment Science，2010，29（10）：1917-1923.
14	MUIRURI J M， NYAMBAKA H N N M P. Heavy metals in water and tilapia fish from Athi-Galana-Sabaki Tributaries，Kenya［J］. International Food Research Journal，2013，20（2）：891-896.
15	SAEED S M， SHAKER I M. Assessment of heavy metals pollution in water and sediments and their effect on Oreochromis niloticus in the northern Delta Lakes，Egypt［J］. Aquafish Collaborative Research Support Program，2008：7417894.
16	SALAZAR F J， SALDANA R C. Characterization of manures from fish cage farming in Chile［J］. Bioresource Technology，2007，98（17）：3322-3327. doi:10.1016/j.biortech.2006.07.003
17	吴烨飞，陈火荣，吴镇，等. 福建省中北部海域捕捞水产品中4种重金属含量与风险评价［J］. 渔业研究，2018，40（6）：478-489.
	WU Yefei， CHEN Huorong， WU Zhen，et al. Concentrations and risk evaluation of four kinds of heavy metals in fishing aquatic products of the central and northern sea areas of Fujian Province［J］. Journal of Fisheries Research，2018，40（6）：478-489.
18	NGHIA N D， LUNESTAD B T， TRUNG T S，et al. Heavy metals in the farming environment and in some selected aquaculture species in the van phong bay and nha trang bay of the khanh hoa province in Vietnam［J］. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology，2009，82（1）：75-79. doi:10.1007/s00128-008-9561-z
19	LACERDA L D， SANTOS J A， MADRID R M. Copper emission factors from intensive shrimp aquaculture［J］. Marine Pollution Bulletin，2006，52（12）：1823-1826. doi:10.1016/j.marpolbul.2006.09.012
20	MARTINS C I M， EDING E H， VERDEGEM M C J，et al. New developments in recirculating aquaculture systems in Europe：A perspective on environmental sustainability［J］. Aquacultural Engineering，2010，43（3）：83-93. doi:10.1016/j.aquaeng.2010.09.002
21	DEVILLER G， PALLUEL O， ALIAUME C，et al. Impact assessment of various rearing systems on fish health using multibiomarker response and metal accumulation［J］. Ecotoxicology and Environmental Safety，2005，61（1）：89-97. doi:10.1016/j.ecoenv.2004.07.011
22	DADAR M， ADEL M， FERRANTE M，et al. Potential risk assessment of trace metals accumulation in food，water and edible tissue of rainbow trout（Oncorhynchus mykiss） farmed in Haraz River，northern Iran［J］. Toxin Reviews，2016，35（3/4）：141-146. doi:10.1080/15569543.2016.1217023
23	尚晓迪，何志强. 重金属在鱼体内积累作用的研究进展［J］. 河北渔业，2009（5）：44-45.
	SHANG Xiaodi， HE Zhiqiang. Research progress on accumulation of heavy metals in fish［J］. Hebei Fisheries，2009（5）：44-45.
24	FIRAT Ö， GÖK G， ÇOĞUN H Y，et al. Concentrations of Cr，Cd，Cu，Zn and Fe in crab Charybdis longicollis and shrimp Penaeus semisulcatus from the Iskenderun Bay，Turkey［J］. Environmental Monitoring and Assessment，2008，147（1）：117-123. doi:10.1007/s10661-007-0103-7
25	DEPLEDGE M H， BJERREGAARD P. Haemolymph protein composition and copper levels in decapod crustaceans［J］. Helgoländer Meeresuntersuchungen，1989，43（2）：207-223. doi:10.1007/bf02367900
26	鲍方印，肖月阳，肖明松，等. 巢湖水产品体内重金属含量测定与评价［J］. 现代农业科技，2016（8）：263-264.
	BAO Fangyin， XIAO Yueyang， XIAO Mingsong，et al. Determination and evaluation of heavy metal of aquatic animals in Chaohu Lake［J］. Modern Agricultural Science and Technology，2016（8）：263-264.
27	艾春香. 铜对虾蟹类的营养作用［J］. 粮食与饲料工业，2000（4）：34-35.
	AI Chunxiang. Nutritional effects of copper on shrimps and crabs［J］. Cereal & Feed Industry，2000（4）：34-35.
28	黄智. 拟穴青蟹（软壳蟹）不同蜕壳时期营养成分和矿物元素含量动态变化特征研究［D］. 汕头：汕头大学，2021.
	HUANG Zhi. Study on the dynamic differences in nutrition and mineral element of the mud crab（Scylla paramamosain）（soft shell crab） in different molting stages［D］. Shantou：Shantou University，2021.
29	RAINBOW P S. Trace metal bioaccumulation：Models，metabolic availability and toxicity［J］. Environment International，2007，33（4）：576-582. doi:10.1016/j.envint.2006.05.007
30	李召旭，袁丽华，雷恒毅，等. 感潮河道生物膜吸附重金属性能及迁移规律研究［J］. 安徽农业科学，2011，39（34）：21217-21220.
	LI Zhaoxu， YUAN Lihua， LEI Hengyi，et al. Study on adsorption and migration regularity of heavy metals by biofilm in tidal river［J］. Journal of Anhui Agricultural Sciences，2011，39（34）：21217-21220.
31	金睿男，王小雨，林雪，等. 胞外聚合物及其对重金属吸附作用的研究进展［J］. 工业水处理，2019，39（1）：8-13. doi:10.11894/1005-829x.2019.39(1).008
	JIN Ruinan， WANG Xiaoyu， LIN Xue，et al. Research progress in the extracellular polymeric substances and their adsorption effects on heavy metals［J］. Industrial Water Treatment，2019，39（1）：8-13. doi:10.11894/1005-829x.2019.39(1).008
32	周宇，黄健，朱小杰，等. 重金属对生物脱氮性能影响及活性污泥生物学效应的meta分析［J］. 工业水处理，2023，43（11）：137-144.
	ZHOU Yu， HUANG Jian， ZHU Xiaojie，et al. The meta-analysis of the heavy metals on biological nitrogen removal performance and activated sludge biological effect［J］. Industrial Water Treatment，2023，43（11）：137-144.
33	BOULARBAH A， SCHWARTZ C， BITTON G，et al. Heavy metal contamination from mining sites in South Morocco：2. Assessment of metal accumulation and toxicity in plants［J］. Chemosphere，2006，63（5）：811-817. doi:10.1016/j.chemosphere.2005.07.076
34	CHOI J S， PARK S M， KIM Y H，et al. Pathogenic microorganisms，heavy metals，and antibiotic residues in seven Korean freshwater aquaculture species［J］. Food Science and Biotechnology，2016，25（5）：1469-1476. doi:10.1007/s10068-016-0228-y
35	JU Yunru， CHEN C W， CHEN C F，et al. Assessment of heavy metals in aquaculture fishes collected from southwest coast of Taiwan and human consumption risk［J］. International Biodeterioration & Biodegradation，2017，124：314-325. doi:10.1016/j.ibiod.2017.04.003
36	JEZIERSKA B， ŁUGOWSKA K， WITESKA M. The effects of heavy metals on embryonic development of fish（a review）［J］. Fish Physiology and Biochemistry，2009，35（4）：625-640. doi:10.1007/s10695-008-9284-4
37	SFAKIANAKIS D G， RENIERI E， KENTOURI M，et al. Effect of heavy metals on fish larvae deformities：A review［J］. Environmental Research，2015，137：246-255. doi:10.1016/j.envres.2014.12.014
38	BOYD C E， MASSAUT L. Risks associated with the use of chemicals in pond aquaculture［J］. Aquacultural Engineering，1999，20（2）：113-132. doi:10.1016/s0144-8609(99)00010-2
39	郭建波. 重金属（铬、镍、砷）对大黄鱼幼鱼的毒性和毒理学研究［D］. 舟山：浙江海洋大学，2017.
	GUO Jianbo. Toxicity and toxicology studies on heavy metals（Cr⁶⁺，Ni²⁺，As³⁺） in juvenile Pseudosciaena crocea ［D］. Zhoushan：Zhejiang Ocean University，2017.
40	陆维亚，李节，薛敏敏，等. 重金属在浮游生物与鳙鱼中的蓄积和迁移规律［J］. 食品与机械，2016，32（3）：96-100.
	LU Weiya， LI Jie， XUE Minmin，et al. Accumulation and migration regularity of heavy metals in plankton and aristichthys nobilis［J］. Food & Machinery，2016，32（3）：96-100.
41	NYAMETE F， CHACHA M， MSAGATI T，et al. Bioaccumulation and distribution pattern of heavy metals in aquaculture systems found in Arusha and Morogoro regions of Tanzania［J］. International Journal of Environmental Analytical Chemistry，2022，102（17）：5961-5978. doi:10.1080/03067319.2020.1807523
42	李湘萍，程波，程江峰，等. 铜离子在养殖对虾组织中的积累及其对金属硫蛋白含量的影响［J］. 青岛科技大学学报（自然科学版），2011，32（5）：492-496.
	LI Xiangping， CHENG Bo， CHENG Jiangfeng，et al. Copper ion accumulation in Litopenaeus vannamei and the effect on metallothionein in different aquaculture systems［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition），2011，32（5）：492-496.
43	KALANTZI I， ZERI C， CATSIKI V A，et al. Assessment of the use of copper alloy aquaculture nets：Potential impacts on the marine environment and on the farmed fish［J］. Aquaculture，2016，465：209-222. doi:10.1016/j.aquaculture.2016.09.016
44	SIMPSON S L， SPADARO D A， O’BRIEN D. Incorporating bioavailability into management limits for copper in sediments contaminated by antifouling paint used in aquaculture［J］. Chemosphere，2013，93（10）：2499-2506. doi:10.1016/j.chemosphere.2013.08.100
45	AMARA I， MILED W， SLAMA R BEN，et al. Antifouling processes and toxicity effects of antifouling paints on marine environment：A review［J］. Environmental Toxicology and Pharmacology，2018，57：115-130. doi:10.1016/j.etap.2017.12.001
46	PIPE R K， COLES J A， CARISSAN F M M，et al. Copper induced immunomodulation in the marine mussel，Mytilus edulis ［J］. Aquatic Toxicology，1999，46（1）：43-54. doi:10.1016/s0166-445x(98)00114-3
47	张娟. 重金属Cu²⁺对克氏原螯虾的免疫毒性研究［D］. 太原：山西大学，2016.
	ZHANG Juan. Effects of Cu²⁺ stress on the immune system damage in freshwater crayfish Procambarus clarkii ［D］. Taiyuan：Shanxi University，2016.
48	崔立娇，张利民，王际英，等. 饲料锌水平对星斑川鲽幼鱼生长、组织积累和抗氧化功能的影响［J］. 水产学报，2010，34（9）：1420-1428.
	CUI Lijiao， ZHANG Limin， WANG Jiying，et al. Effects of dietary zinc on growth performance，tissue accumulation and antioxidation of juvenile starry flounder（Platichthys stellatus）［J］. Journal of Fisheries of China，2010，34（9）：1420-1428.
49	王道尊，赵亮，俞清，等. 锌对草鱼鱼种生长的影响［J］. 上海水产大学学报，1995，4（1）：62-65.
	WANG Daozun， ZHAO Liang， YU Qing，et al. Effects of dietary Zn on the growth of grass carp fingerling［J］. Journal of Shanghai Fisheries University，1995，4（1）：62-65.
50	SIAKPERE K，OVIE，UBOGU，et al. Sublethal haematological effects of zinc on the freshwater fish，Heteroclarias sp. （Osteichthyes：Clariidae）［J］. African Journal of Biotechnology，2008，7（12）：2068-2073. doi:10.5897/ajb07.706
51	MERTZ W. Chromium occurrence and function in biological systems［J］. Physiological Reviews，1969，49（2）：163-239. doi:10.1152/physrev.1969.49.2.163
52	蒋伟明，韩耀全，李大列. 不同铬化合物对奥尼罗非鱼生长的影响［J］. 广西农业科学，2004，35（1）：76-78.
	JIANG Weiming， HAN Yaoquan， LI Dalie. Effects of different chromium compounds on the growth of Oreochromis niloticus ［J］. Guangxi Agricultural Science，2004，35（1）：76-78.
53	CHANDRA P， KULSHRESHTHA K. Chromium accumulation and toxicity in aquatic vascular plants［J］. The Botanical Review，2004，70（3）：313-327. doi:10.1663/0006-8101(2004)070[0313:caatia]2.0.co;2
54	OLOLADEI A. Toxic stress and hematological effects of nickel on African catfish，Clarias gariepinus，fingerlings［J］. Journal of Environmental Chemistry and Ecotoxicology，2010，2（2）：14-19.
55	何珊，郭渊，王琛，等. 镍的环境生物地球化学与毒性效应研究进展［J］. 中国环境科学，2022，42（5）：2339-2351.
	HE Shan， GUO Yuan， WANG Chen，et al. A comprehensive review on environmental biogeochemistry and toxic effects of nickel［J］. China Environmental Science，2022，42（5）：2339-2351.
56	陈代宇，杨飞，陈德芳，等. 水环境中Ni²⁺对鲤鱼鳃和肝脏的组织损伤［J］. 西北农业学报，2020，29（2）：175-181.
	CHEN Daiyu， YANG Fei， CHEN Defang，et al. Histopathology of gill and liver of Cyprinus carpio exposed to Ni²⁺ in aquatic environment［J］. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2020，29（2）：175-181.
57	ZHENG Guihong， LIU Chanmin， SUN Jianmei，et al. Nickel-induced oxidative stress and apoptosis in Carassius auratus liver by JNK pathway［J］. Aquatic Toxicology，2014，147：105-111. doi:10.1016/j.aquatox.2013.12.015
58	刘宝娟. 饲料中的铁、锌和铜对皱纹盘鲍生长、代谢反应和抗氧化作用的影响［D］. 青岛：中国海洋大学，2009.
	LIU Baojuan. Effects of dietary iron，zinc and copper on growth，metabolic responses and antioxidation in abalone Haliotis discus Hannai ino ［D］. Qingdao：Ocean University of China，2009.
59	YıLMAZ A B， YANAR A， ALKAN E N. Review of heavy metal accumulation on aquatic environment in Northern East Mediterrenean Sea part I：Some essential metals［J］. Reviews on Environmental Health，2017，32（1/2）：119-163. doi:10.1515/reveh-2016-0065
60	TESHIMA S I， KANAZAWA A. Effects of protein，lipid，and carbohydrate levels in purified diets on growth and survival rates of the Prawn larvae ［J］. NIPPON SUISAN GAKKAISHI，1984，50（10）：1709-1715. doi:10.2331/suisan.50.1709
61	PAEZ-OSUNA F， RUIZ-FERNANDEZ C. Comparative bioaccumulation of trace metals in Penaeus stylirostris in estuarine and coastal environments［J］. Estuarine Coastal and Shelf Science，1995，40（1）：35-44. doi:10.1016/0272-7714(95)90011-x
62	AL-ASGAH N A， ABDEL-WARITH A W A， YOUNIS E S M，et al. Haematological and biochemical parameters and tissue accumulations of cadmium in Oreochromis niloticus exposed to various concentrations of cadmium chloride［J］. Saudi Journal of Biological Sciences，2015，22（5）：543-550. doi:10.1016/j.sjbs.2015.01.002
63	张华. 四种重金属离子对杂交鲟行为及生理指标的影响［D］. 保定：河北农业大学，2014.
	ZHANG Hua. Effect of four kinds of heavy metal ions on the behavioral and physiological index of Hybrid sturgeon ［D］. Baoding：Hebei Agricultural University，2014.
64	李学鹏，段青源，励建荣. 我国贝类产品中重金属镉的危害及污染分析［J］. 食品科学，2010，31（17）：457-461.
	LI Xuepeng， DUAN Qingyuan， LI Jianrong. Hazard and pollution analysis of cadmium in Chinese domestic shellfish［J］. Food Science，2010，31（17）：457-461.
65	戴伟. 饲料铅对罗非鱼的毒性及硅酸盐纳米级微球减轻其毒害影响的研究［D］. 杭州：浙江大学，2008.
	DAI Wei. Toxicity of dietary lead on tilapia（Oreochromis niloticus） and effects of layer silicate nanoparticle on reduing dietary lead toxicity［D］. Hangzhou：Zhejiang University，2008.
66	LEVESQUE H， DORVAL J， HONTELA A，et al. Hormonal，morphological，and physiological responses of yellow perch（Perca flavescens） to chronic environmental metal exposures［J］. Journal of Toxicology and Environmental Health （Part A），2003，66（7）：657-676. doi:10.1080/15287390306377
67	匡少平，徐倩. 铅对泥鳅的致毒效应［J］. 环境科学与技术，2003，26（6）：11-64.
	KUANG Shaoping， XU Qian. Toxic effects of lead on loach［J］. Environmental Science and Technology，2003，26（6）：11-64.
68	杨万喜，应雪萍，卢建平，等. 铅对日本沼虾精子超微结构的影响［J］. 东海海洋，2000，18（3）：47-52.
	YANG Wanxi， YING Xueping， LU Jianping，et al. Sperm ultrastructural alteration in Macrobrachium nipponense after sublethal exposure to lead［J］. Donghai Marine Science，2000，18（3）：47-52.
69	KHAN I A， THOMAS P. Lead and aroclor 1254 disrupt reproductive neuroendocrine function in Atlantic croaker ［J］. Marine Environmental Research，2000，50（1/2/3/4/5）：119-123. doi:10.1016/s0141-1136(00)00108-2
70	LORENZ S， FRANCESE M， SMITH V J，et al. Heavy metals affect the circulating haemocyte number in the shrimp Palaemon elegans ［J］. Fish & Shellfish Immunology，2001，11（6）：459-472. doi:10.1006/fsim.2000.0321
71	曾晨，郭少娟，杨立新. 汞、镉、铅、砷单一和混合暴露的毒性效应及机理研究进展［J］. 环境工程技术学报，2018，8（2）：221-230.
	ZENG Chen， GUO Shaojuan， YANG Lixin. Toxic effects and mechanisms of exposure to single and mixture of mercury，cadmium，lead and arsenic［J］. Journal of Environmental Engineering Technology，2018，8（2）：221-230.
72	OLIVARES C I， FIELD J A， SIMONICH M，et al. Arsenic（Ⅲ，Ⅴ），indium（Ⅲ），and gallium（Ⅲ） toxicity to zebrafish embryos using a high-throughput multi-endpoint invivo developmental and behavioral assay［J］. Chemosphere，2016，148：361-368. doi:10.1016/j.chemosphere.2016.01.050
73	WANG Xiaoling， PEHKONEN S O， RAY A K. Photocatalytic reduction of Hg（Ⅱ） on two commercial TiO₂ catalysts［J］. Electrochimica Acta，2004，49（9/10）：1435-1444. doi:10.1016/s0013-4686(03)00907-1
74	SERPONE N， AH-YOU Y K， TRAN T P，et al. AM1 simulated sunlight photoreduction and elimination of Hg（Ⅱ） and CH₃Hg（Ⅱ） chloride salts from aqueous suspensions of titanium dioxide［J］. Solar Energy，1987，39（6）：491-498. doi:10.1016/0038-092x(87)90056-9
75	王春凤，方展强. 汞和硒对剑尾鱼的急性毒性及其安全浓度评价［J］. 环境科学与技术，2005，28（2）：32-34.
	WANG Chunfeng， FANG Zhanqiang. Acute toxicity of mercury and selenium to swordtail fish and its safe concentration evaluation［J］. Environmental Science & Technology，2005，28（2）：32-34.
76	FRÍAS-ESPERICUETA M G， VOLTOLINA D， OSUNA-LÓPEZ J I. Acute toxicity of cadmium，mercury，and lead to whiteleg shrimp（Litopenaeus vannamei） postlarvae［J］. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology，2001，67（4）：580-586. doi:10.1007/s001280163
77	陆超华. 南海北部海域经济水产品的重金属污染及其评价［J］. 海洋环境科学，1995，14（2）：12-19. .
	LU Chaohua. Heavy metal pollution of economic aquatic products in the northern South China Sea and its evaluation［J］. Marine Environmental Science，1995，14（2）：12-19.
78	程波. 对虾封闭循环水养殖系统中Cu²⁺的生态效应［D］. 青岛：中国科学院，2010.
	CHENG Bo. Ecological effect of copper in litpenaeus vannamei recirculating aquaculture system［D］. Qingdao：Chinese Academy of Sciences，2010.
79	PÁEZ-OSUNA F， RUIZ-FERNÁNDEZ C. Trace metals in the Mexican shrimp Penaeus vannamei from estuarine and marine environments［J］. Environmental Pollution，1995，87（2）：243-247. doi:10.1016/0269-7491(94)p2612-d
80	POURANG N， DENNIS J H. Distribution of trace elements in tissues of two shrimp species from the Persian Gulf and roles of metallothionein in their redistribution［J］. Environment International，2005，31（3）：325-341. doi:10.1016/j.envint.2004.08.003
81	刘丹赤，邵长明. 鱼体内重金属含量测定及其分布状况的研究［J］. 中国测试技术，2007，33（4）：121-122.
	LIU Danchi， SHAO Changming. Assessment of contents of heavy metals in fish body and its regular distributed patter［J］. China Measurement Technology，2007，33（4）：121-122.
82	赵红霞，周萌，詹勇，等. 重金属对水生动物毒性的研究进展［J］. 中国兽医杂志，2004，40（4）：39-41.
	ZHAO Hongxia， ZHOU Meng， ZHAN Yong，et al. Research progress on toxicity of heavy metals to aquatic animals［J］. Chinese Journal of Veterinary Medicine，2004，40（4）：39-41.
83	DURAL M， GÖKSU M Z L， ÖZAK A A. Investigation of heavy metal levels in economically important fish species captured from the Tuzla lagoon［J］. Food Chemistry，2007，102（1）：415-421. doi:10.1016/j.foodchem.2006.03.001
84	SERVIERE-ZARAGOZA E， LLUCH-COTA S E， MAZARIEGOS-VILLARREAL A，et al. Cadmium，lead，copper，zinc，and iron concentration patterns in three marine fish species from two different mining sites inside the gulf of California，Mexico［J］. International Journal of Environmental Research and Public Health，2021，18（2）：844. doi:10.3390/ijerph18020844
85	陈家长，胡庚东，瞿建宏. 铅和铬对鱼类联合毒性的研究［J］. 浙江水产学院学报，1998，17（3）：169-173.
	CHEN Jiachang， HU Gengdong， QU Jianhong. Study on joint toxicity of lead and chromium to fish［J］. Journal of Zhejiang Ocean University（Natural Science），1998，17（3）：169-173.
86	张云龙，袁娟，陈丽萍，等. 三种重金属对鲫鱼苗的急性毒性和联合毒性试验［J］. 河北渔业，2011（2）：24-27.
	ZHANG Yunlong， YUAN Juan， CHEN Liping，et al. Joint toxicity experiment of three heavy metal on fry of Carassius auratus ［J］. Hebei Fisheries，2011（2）：24-27.
87	陈伟光，盛光遥，张子岚，等. 生物炭协同微生物处理重金属废水研究进展［J］. 工业水处理，2021，41（6）：127-133. doi:10.11894/iwt.2020-0633
	CHEN Weiguang， SHENG Guangyao， ZHANG Zilan，et al. Research advances in heavy metal wastewater treatment with coupled biochar-microorganism system［J］. Industrial Water Treatment，2021，41（6）：127-133. doi:10.11894/iwt.2020-0633
88	孟多，周立岱，于常武. 水体重金属污染现状及治理技术［J］. 辽宁化工，2006，35（9）：534-536.
	MENG Duo， ZHOU Lidai， YU Changwu. Heavy metal pollution of water body and treatment［J］. Liaoning Chemical Industry，2006，35（9）：534-536.
89	BADRUDDOZA A Z M， SHAWON Z B， TAY W J D，et al. Fe₃O₄/cyclodextrin polymer nanocomposites for selective heavy metals removal from industrial wastewater［J］. Carbohydrate Polymers，2013，91（1）：322-332. doi:10.1016/j.carbpol.2012.08.030
90	TANHAN P， KRUATRACHUE M， POKETHITIYOOK P，et al. Uptake and accumulation of cadmium，lead and zinc by Siam weed〔Chromolaena odorata（L. ） King & Robinson〕［J］. Chemosphere，2007，68（2）：323-329. doi:10.1016/j.chemosphere.2006.12.064
91	VERBYCH S， HILAL N， SOROKIN G，et al. Ion exchange extraction of heavy metal ions from wastewater［J］. Separation Science and Technology，2005，39（9）：2031-2040. doi:10.1081/ss-120039317
92	PELIGRO F R， PAVLOVIC I， ROJAS R，et al. Removal of heavy metals from simulated wastewater by in situ formation of layered double hydroxides［J］. Chemical Engineering Journal，2016，306：1035-1040. doi:10.1016/j.cej.2016.08.054
93	李亚林，刘蕾，李福举，等. Na₂S-重金属捕集剂（DTC）协同处理酸性含铬废水［J］. 现代化工，2017，37（5）：106-110.
	LI Yalin， LIU Lei， LI Fuju，et al. Coordination of sodium sulfide and heavy metal composite trapping agent（DTC）on treatment of acidic wastewater containing chromium［J］. Modern Chemical Industry，2017，37（5）：106-110.
94	高晨. 硫化铜纳米团簇磁性吸附剂水体Hg²⁺吸附性能及机理研究［D］. 抚州：东华理工大学，2022.
	GAO Chen. Mercury adsorption performance and mechanism using copper sulfide nanoclusters anchored magnetic nanoparticles［D］. Fuzhou：East China Institute of Technology，2022.
95	田禹，黄俊，郑蕾，等. 剩余活性污泥胞外聚合物对水中Cd²⁺和Zn²⁺的吸附效能［J］. 南京大学学报（自然科学版），2006，42（5）：543-548.
	TIAN Yu， HUANG Jun， ZHENG Lei，et al. Adsorption of Cd²⁺ and Zn²⁺ in water by extracelluar polymeric substances from waste activated sludge［J］. Journal of Nanjing University（Natural Sciences），2006，42（5）：543-548.
96	张皓. 江蓠对水体重金属铅镍的蓄积及生物修复研究［J］. 环境监控与预警，2011，3（1）：48-53.
	ZHANG Hao. The cumulation and biologic restoretion to Pb，Ni by Gracilaria in the water［J］. Environmental Monitoring and Forewarning，2011，3（1）：48-53.
97	LESAGE E， MUNDIA C， ROUSSEAU D P L，et al. Removal of heavy metals from industrial effluents by the submerged aquatic plant Myriophyllum spicatum L . ［M］//VYMAZAL J. Wastewater treatment，plant dynamics and management in constructed and natural wetlands. Dordrecht：Springer，2008：211-221.
98	CHEN Haoming， ZHANG Jiawen， TANG Lingyi，et al. Enhanced Pb immobilization via the combination of biochar and phosphate solubilizing bacteria［J］. Environment International，2019，127：395-401. doi:10.1016/j.envint.2019.03.068
99	顾玲峰. 生物炭固定化菌群研制及其修复芘-Cr（Ⅵ）复合污染土壤研究［D］. 上海：上海大学，2016.
	GU Lingfeng. Preparation of biochar immobilized consortium and its remediation of pyrene and Cr（Ⅵ） co-contaminated soils［D］. Shanghai：Shanghai University，2016.
100	戢茜. 潜流人工湿地除汞效能优化研究［D］. 南京：东南大学，2020.
	JI Qian. Optimization of mercury removal efficiency in vertical subsurface flow constructed wetlands［D］. Nanjing：Southeast University，2020.
101	牛耀岚，吴曼菲，胡湛波. 吸附法处理水体重金属污染的研究进展［J］. 华北水利水电大学学报（自然科学版），2019，40（2）：46-51.
	NIU Yaolan， WU Manfei， HU Zhanbo. Research progress on the treatment of heavy metal pollution in water by adsorption［J］. Journal of North China University of Water Resources and Electric Power（Natural Science Edition），2019，40（2）：46-51.
102	IWUOZOR K O， IGHALO J O， OGUNFOWORA L A，et al. An empirical literature analysis of adsorbent performance for methylene blue uptake from aqueous media［J］. Journal of Environmental Chemical Engineering，2021，9（4）：105658. doi:10.1016/j.jece.2021.105658
103	SHARMA Y C，UMA， SINGH S N，et al. Fly ash for the removal of Mn（Ⅱ） from aqueous solutions and wastewaters［J］. Chemical Engineering Journal，2007，132（1/2/3）：319-323. doi:10.1016/j.cej.2007.01.018
104	MALL I D， SRIVASTAVA V C， AGARWAL N K. Removal of Orange-G and Methyl Violet dyes by adsorption onto bagasse fly ash：Kinetic study and equilibrium isotherm analyses［J］. Dyes and Pigments，2006，69（3）：210-223. doi:10.1016/j.dyepig.2005.03.013
105	CAO Fangjun， LIAN Cheng， YU Jianguo，et al. Study on the adsorption performance and competitive mechanism for heavy metal contaminants removal using novel multi-pore activated carbons derived from recyclable long-root Eichhornia crassipes ［J］. Bioresource Technology，2019，276：211-218. doi:10.1016/j.biortech.2019.01.007
106	TRIPATHI S， PATHAK V， TRIPATHI D M，et al. Application of ozone based treatments of secondary effluents［J］. Bioresource Technology，2011，102（3）：2481-2486. doi:10.1016/j.biortech.2010.11.028
107	张少娜，孙耀，宋云利，等. 紫贻贝（Mytilus edulis）对4种重金属的生物富集动力学特性研究［J］. 海洋与湖沼，2004，35（5）：438-445.
	ZHANG Shaona， SUN Yao， SONG Yunli，et al. Kinetic features of four heavy metals bioaccumulation of mussel Mytilus edulis ［J］. Oceanologia et Limnologia Sinica，2004，35（5）：438-445.
108	季相山，赵燕，丁雷，等. 海湾扇贝对海水中镉的富集规律研究［J］. 水产学报，2006，30（6）：801-805.
	JI Xiangshan， ZHAO Yan， DING Lei，et al. Research on cadmium bioaccumulation in Argopecten irradians ［J］. Journal of Fisheries of China，2006，30（6）：801-805.
109	支田田，程丽华，徐新华，等. 藻类去除水体中重金属的机理及应用［J］. 化学进展，2011，23（8）：1782-1794.
	ZHI Tiantian， CHENG Lihua， XU Xinhua，et al. Advances on heavy metals removal from aqueous solution by algae［J］. Progress in Chemistry，2011，23（8）：1782-1794.
110	马锦民，瞿建国，夏君，等. 失活微生物和活体微生物处理含铬（Ⅵ）废水研究进展［J］. 环境科学与技术，2006，29（4）：103-105.
	MA Jinmin， QU Jianguo， XIA Jun，et al. Progress on treating Cr（Ⅵ）-containing wastewater by inactive and alive microorganisms［J］. Environmental Science & Technology，2006，29（4）：103-105.
111	邓文博，冯拥军. 水体中重金属污染物产生原因及其去除方法［J］. 黄冈师范学院学报，2020，40（6）：25-32.
	DENG Wenbo， FENG Yongjun. Research on causes and removal methods of heavy metal pollutants in water［J］. Journal of Huanggang Normal University，2020，40（6）：25-32.
112	畅子雯，邵鹏辉，陈冀陶，等. 废水中重金属的选择性去除与资源化回收研究进展［J］. 工业水处理，2023，43（7）：1-13.
	CHANG Ziwen， SHAO Penghui， CHEN Jitao，et al. Research progress on selective removal and resource recovery for heavy metals from wastewater［J］. Industrial Water Treatment，2023，43（7）：1-13.

重金属	渔业水体中质量浓度限值/（mg·L^-1）	实际养殖水体中质量浓度/（mg·L^-1）	水产品中质量分数限值/（mg·kg^-1）	实际水产品中质量分数/ （mg·kg^-1）
Cu	0.01	0.034^〔13〕
Zn	0.1	0.276^〔13〕
Cr	0.1		2.0
Ni	0.05
Fe
Cd	0.005	0.01^〔14〕、0.099^〔15〕	鱼类0.1	鱼类0.149^〔16〕
			甲壳类0.5	甲壳类0.504^〔17〕
			双壳贝类、腹足类、头足类、棘皮类2.0
			海蟹、虾蛄3.0
Pb	0.05	0.068^〔13〕	鱼类、甲壳类0.5
			双壳类1.5
			其他水产品1.0
As	0.05		鱼类0.1（无机砷）	鱼类1.41^〔18〕、0.581^〔16〕
As	0.05		其他水产品0.5（无机砷）
Hg	0.000 5		肉食性鱼类1.0（甲基汞）
Hg	0.000 5		其他水产品0.5（甲基汞）

重金属	渔业水体中质量浓度限值/（mg·L^-1）	实际养殖水体中质量浓度/（mg·L^-1）	水产品中质量分数限值/（mg·kg^-1）	实际水产品中质量分数/ （mg·kg^-1）
Cu	0.01	0.034^〔13〕
Zn	0.1	0.276^〔13〕
Cr	0.1		2.0
Ni	0.05
Fe
Cd	0.005	0.01^〔14〕、0.099^〔15〕	鱼类0.1	鱼类0.149^〔16〕
			甲壳类0.5	甲壳类0.504^〔17〕
			双壳贝类、腹足类、头足类、棘皮类2.0
			海蟹、虾蛄3.0
Pb	0.05	0.068^〔13〕	鱼类、甲壳类0.5
			双壳类1.5
			其他水产品1.0
As	0.05		鱼类0.1（无机砷）	鱼类1.41^〔18〕、0.581^〔16〕
As	0.05		其他水产品0.5（无机砷）
Hg	0.000 5		肉食性鱼类1.0（甲基汞）
Hg	0.000 5		其他水产品0.5（甲基汞）

重金属	致毒机理	主要富集水产品	主要富集器官
Cu	攻击免疫系统，导致氧化应激	头足类、甲壳类、贝类	内脏、鳃、甲壳鳞片
Zn	引发肝脏出血，抑制呼吸器官	头足类、贝类、甲壳类	内脏、鳃、甲壳鳞片
Cr	使酶变性失活，破坏代谢	—	甲壳鳞片、鳃、内脏
Ni	抑制脑及肌肉组织中乙酰胆碱酯酶活性	—	甲壳鳞片、鳃、内脏
Fe	催化自由基攻击和破坏细胞引起组织损伤	甲壳类、鱼类	甲壳鳞片、内脏
Cd	干扰内分泌系统，破坏离子平衡浓度，抑制呼吸器官	头足类、贝类、甲壳类	甲壳鳞片、内脏
Pb	导致血红素合成障碍，缩短红细胞寿命，干扰生殖细胞发育	头足类、贝类、甲壳类、鱼类	内脏、甲壳鳞片、鳃
As	抑制脑及肌肉组织中乙酰胆碱酯酶活性	—	甲壳鳞片、肌肉、内脏
Hg	引起神经紊乱，损坏中枢神经系统，对内脏产生负面影响	—	甲壳鳞片、内脏、肌肉

重金属	致毒机理	主要富集水产品	主要富集器官
Cu	攻击免疫系统，导致氧化应激	头足类、甲壳类、贝类	内脏、鳃、甲壳鳞片
Zn	引发肝脏出血，抑制呼吸器官	头足类、贝类、甲壳类	内脏、鳃、甲壳鳞片
Cr	使酶变性失活，破坏代谢	—	甲壳鳞片、鳃、内脏
Ni	抑制脑及肌肉组织中乙酰胆碱酯酶活性	—	甲壳鳞片、鳃、内脏
Fe	催化自由基攻击和破坏细胞引起组织损伤	甲壳类、鱼类	甲壳鳞片、内脏
Cd	干扰内分泌系统，破坏离子平衡浓度，抑制呼吸器官	头足类、贝类、甲壳类	甲壳鳞片、内脏
Pb	导致血红素合成障碍，缩短红细胞寿命，干扰生殖细胞发育	头足类、贝类、甲壳类、鱼类	内脏、甲壳鳞片、鳃
As	抑制脑及肌肉组织中乙酰胆碱酯酶活性	—	甲壳鳞片、肌肉、内脏
Hg	引起神经紊乱，损坏中枢神经系统，对内脏产生负面影响	—	甲壳鳞片、内脏、肌肉

处理方法	修复方法	主体材料	重金属去除率	参考文献
物化修复法	加碱沉淀法	分层双吸收氢氧化物	铜99%、锌40%	〔92〕
	硫化物沉淀法	Na₂S-重金属捕集剂	铬100%	〔93〕
	吸附法	石英砂	铜99%、铅99%、镉99%	〔6〕
	吸附法	硫化铜纳米团簇	汞100%	〔94〕
生物修复法	微生物修复法	活性污泥胞外聚合物	锌51%、镉36%	〔95〕
	植物修复法	江蓠	铅93%、镍91%	〔96〕
	植物修复法	狐尾藻	钴74%、镍75%、铜74%、锌81%	〔97〕
协同修复法	生物炭-微生物修复法	生物炭吸附微生物	铅61%	〔98〕
	生物炭-微生物修复法	生物炭包埋微生物	铬56%	〔99〕
	潜流人工湿地	组合填料、再力花	汞80%	〔100〕

Please choose a citation manager

Content to export