南京农业大学学报  2016, Vol. 39 Issue (6): 996-1002   PDF    
http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201604039
0

文章信息

蒋广震, 张永静, 张定东, 李向飞, 刘文斌
JIANG Guangzhen, ZHANG Yongjing, ZHANG Dingdong, LI Xiangfei, LIU Wenbin
硅酸盐矿物体外吸附剂对饲料铅的吸附效果及其对福瑞鲤生长的影响
Silicate adsorbent on absorption of Pb2+ and effects of dietary supplement of silicate adsorbent on FFRC strain common carp
南京农业大学学报, 2016, 39(6): 996-1002
Journal of Nanjing Agricultural University, 2016, 39(6): 996-1002.
http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201604039

文章历史

收稿日期: 2016-04-14
硅酸盐矿物体外吸附剂对饲料铅的吸附效果及其对福瑞鲤生长的影响
蒋广震, 张永静, 张定东, 李向飞, 刘文斌    
南京农业大学动物科技学院/江苏省水产动物营养重点实验室, 江苏 南京 210095
摘要: [目的] 通过体内(外)试验,探究硅酸盐吸附剂对饲料铅吸附效果及对福瑞鲤生长、组织铅沉积的影响。 [方法] 体外试验分别以吸附时间(20、40、60、80、100和120 min)、溶液pH值(2、3、4、5、6、7)和Pb2+起始质量浓度(20、50、100、200 mg·L-1)为变量,以三水合乙酸铅为铅源,考察3种吸附剂(蒙脱石、沸石、凹凸棒土)对其吸附效果。体内试验配制5组试验饲料,分别为:负对照组(基础饲料不含铅)、正对照组(基础饲料添加100 mg·kg-1铅)、蒙脱石组(100 mg·kg-1铅+5 g·kg-1蒙脱石)、沸石组(100 mg·kg-1铅+30 g·kg-1沸石)、棒土组(100 mg·kg-1铅+30 g·kg-1凹凸棒土)。养殖试验选取345尾福瑞鲤,初始体质量约(22.95±0.15)g,随机分为5组,每组3个重复,饲养56 d。 [结果] 体外试验表明:3种吸附剂的吸附率随吸附时间、溶液pH值的增加均呈升高趋势,随Pb2+起始质量浓度的增加呈先升高后降低的趋势,在吸附时间为40~120 min、pH值为2.0~7.0及Pb2+起始质量浓度为50~200 mg·L-1条件下,蒙脱石的吸附率均高于沸石及凹凸棒土。体内试验结果表明:与对照组相比,3种吸附剂对福瑞鲤的生长性能及组织铅残留均无显著影响(P>0.05);添加吸附剂后,各组织中铅含量均比正对照组低(P>0.05),肝脏组织中铅含量与负对照组相比增加但不显著;蒙脱石组肝脏、鳃中铅含量与负对照组差异不显著。 [结论] 在本试验条件下,3种硅酸盐对饲料铅均有一定的吸附作用,且蒙脱石的吸附效果优于沸石和凹凸棒土。
关键词硅酸盐        体内(外)试验    福瑞鲤    生长性能    组织铅沉积   
Silicate adsorbent on absorption of Pb2+ and effects of dietary supplement of silicate adsorbent on FFRC strain common carp
JIANG Guangzhen, ZHANG Yongjing, ZHANG Dingdong, LI Xiangfei, LIU Wenbin    
College of Animal Science and Technology/Key Laboratory of Aquatic Nutrition of Jiangsu Province, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
Abstract: [Objectives] This study aimed to evaluate silicate adsorbents on absorption of Pb2+ and the effects of dietary supplement of different silicate adsorbents on FFRC strain common carp. [Methods] In vitro, different time (20, 40, 60, 80, 100 and 120 min), pH value (2, 3, 4, 5, 6 and 7) and concentration of Pb2+(20, 50, 100 and 200 mg·L-1) were designed to evaluate the absorption activity of montmorillonite, zeolite and attapulgiteclay. In vivo, five isonitrogenous and isolipidic diets were formulated to contain different adsorbents, such as negative control group (plumbum-free), control group (100 mg·kg-1 Pb2+), montmorillonite group (100 mg·kg-1 Pb2+ and 5 g·kg-1montmorillonite), zeolite group (100 mg·kg-1 Pb2+and 30 g·kg-1 zeolite) and attapulgiteclay group (100 mg·kg-1 Pb2+ and 30 g·kg-1 attapulgiteclay). 345 fish (initial weight:22.95 g) were in 15 aquarium tanks and fed 3 times daily for 56 d. [Results] The results showed that adsorption rate of three silicate adsorbents increased by time, concentration of Pb2+ and pH value, being the highest in 120 min, pH7.0 and concentration of Pb2+ being 50 mg·L-1. No significant difference was found in growth performance of dietary with different silicate adsorbents (P>0.05). Deposition of Pb2+ on liver and gills of montmorillonite group was not significantly different from negative control group (P>0.05). [Conclusions] Based on the above results, the dietary of silicate adsorbents could adsorb the dietary Pb2+ to improve the deposition of Pb2+ on tissues of FFRC strain common carp.
Key words: silicates    Pb2+    in vivo and in vitro experiment    FFRC strain common carp    growth performance    deposition of Pb2+ on tissues   

铅是一种分布广泛的重金属元素, 因其具有熔点低、耐腐蚀、易加工及延展性好等特点, 被广泛应用于人们的日常生活及工农业生产中。铅与其他重金属元素一样, 可以随摄入剂量、时间的延长而在动物体内逐渐蓄积[1], 且极易超过动物对其最大耐受值而严重影响动物的健康生长, 而且随着蓄积量的增加, 对食用蓄产品的消费者来说, 也可能造成影响[2]。我们前期已经研究了饲料铅对建鲤生长和各组织铅沉积量的影响, 发现饲料中铅含量超过20 mg · kg-1即对建鲤血浆转氨酶活性造成显著影响[3]。有研究报道铅主要经消化道进入鱼体内, 通过影响鱼体消化系统[4]、内分泌系统[5]、免疫系统[6]及生殖系统[7]等的正常生理活动而抑制其健康生长, 并且降低了水产品的食用安全性[8], 严重威胁着人类的健康。因此, 降低由肠道进入体内的铅, 降低其对鱼体的损伤已成为水产养殖业急需解决的问题之一。蒙脱石、沸石和凹凸棒土均属于非营养性硅酸盐矿物质, 具有很强的吸附性, 在环保领域广泛应用[9]。在动物生产中, 因为蒙脱石、沸石或凹凸棒土可以提供额外的吸附空间, 而有利于提高饲料营养物质的利用, 常添加在饲料中以提高动物生产性能[10]。已往有研究多集中在对畜禽动物生产性能、营养物质利用等的影响, 对硅酸盐吸附剂应用于水产动物, 以吸附重金属, 减轻重金属对水产动物毒副作用的研究尚少见报道。

福瑞鲤(FFRC strain common carp)是以黄河鲤和建鲤的杂交后代为育种基础群, 由中国水产科学研究院淡水渔业研究中心定向选育成的良种, 具有生长速度快、饲料转化率高、体型佳、肉质好等特点, 已经成为我国最主要的鲤鱼养殖新品种之一。本试验拟评价硅酸盐吸附剂体内外对饲料铅的吸附作用, 研究其对福瑞鲤生长、组织铅沉积的影响, 为去除鱼类重金属提供新思路, 并为硅酸盐吸附剂在水产养殖中的应用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

天然蒙脱石(全部通过60目筛, 水分少于10%)产自内蒙古赤峰。沸石(全部通过60目筛, 吸铵值1.40 mmol · g-1)购自镇江丹徒茅山沸石有限公司。凹凸棒土(95%通过80目筛, 水分不多于12%)购自江苏盱眙神力特矿业公司。三水合乙酸铅(分析纯), 由国药集团化学试剂有限公司生产。氢氧化钠(NaOH)、盐酸(HCl)等其他化学试剂均为国产分析纯。

试验用福瑞鲤由中国水产科学研究院淡水渔业研究中心宜兴养殖基地提供, 均健康, 体表完整。

1.2 体外试验 1.2.1 吸附时间对吸附率的影响

用量筒量取已配好的50 mg · L-1的Pb2+溶液50 mL置于3个250 mL的锥形瓶中(25 ℃、pH7.0), 再称取蒙脱石、沸石和凹凸棒土各0.05 g, 置于相应锥形瓶中, 置于恒温振荡器中在25 ℃、以180 r · min-1的转速振荡, 每个处理3个重复, 分别在20、40、60、80、100和120 min测定溶液中Pb2+含量。

1.2.2 pH值对吸附率的影响

在25 ℃的条件下, 用量筒分别量取50 mg · L-1的Pb2+溶液50 mL置于3个250 mL的锥形瓶中, 且该Pb2+溶液已用0.1 mol · L-1HCl溶液和0.1 mol · L-1NaOH溶液调至所需pH值(2.0、3.0、4.0、5.0、6.0和7.0), 再称取蒙脱石、沸石和凹凸棒土各0.05 g, 置于相应的锥形瓶中, 置于恒温振荡器中以180 r · min-1的转速振荡吸附, 每个处理3个重复。吸附时间均为2 h, 测定溶液中Pb2+含量。

1.2.3 Pb2+起始浓度对吸附率的影响

在25 ℃、pH7.0的条件下, 用量筒分别量取20、50、100和200 mg · L-1的Pb2+溶液各50 mL置于250 mL锥形瓶中, 再称取蒙脱石、沸石和凹凸棒土各0.05 g, 置于相应的锥形瓶中后置于恒温振荡器中以180 r · min-1的转速振荡, 吸附时间均为2 h, 每个处理样品3个重复, 测定溶液中Pb2+含量。

1.3 体内试验 1.3.1 试验饲料

以鱼粉、豆粕、菜粕和棉粕为蛋白源, 以豆油为脂肪源, 配制5种等氮(33%)等能(17 MJ · Kg-1)的饲料, 其中基础饲料配方及营养成分见表 1。基础饲料[3]中不额外添铅作为负对照组, 基础饲料添加100 mg · kg-1的三水合乙酸铅(以Pb2+计)作为正对照组, 蒙脱石组在正对照组基础上添加5 g · kg-1的蒙脱石, 沸石组在正对照组基础上添加30 g · kg-1的沸石, 棒土组在正对照组基础上添加30 g · kg-1的凹凸棒土。经电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP, Optima 8000 ICP-OES, 美国珀金埃尔默公司)测定5组试验饲料中铅含量分别为:3.54、104.13、102.64、103.55和102.97 mg · kg-1。所有饲料原料均在实验室内准备, 原料粉碎后过60目筛, 为了混合均匀, 采用逐级混合的方法添加各种原料, 各组分充分混匀后用小型颗粒机制成粒径为2 mm左右的颗粒饲料, 于室温条件下自然风干后置4 ℃冰箱中保存备用。

表 1 基础饲料配方及营养成分(风干基础) Table 1 Formulation and proximate composition of basal diet (air-dry basis)
原料组成Ingredient 含量/% Content 营养组成Nutrient level 含量/% Content
鱼粉Fish meal 12 粗蛋白Crude protein 32.69
豆粕Soybean meal 20 粗脂肪Ether extract 7.53
菜粕Rapeseed meal 20
棉粕Cottonseed meal 15
麸皮Wheat bran 8
淀粉Starch 10
米糠Rice bean 9.5
豆油Soybean oil 2.5
磷酸二氢钙Ca (H2PO4)2 1.7
预混料Premix 1.0
食盐NaCl 0.3
注: 1)每千克饲料中含维生素A 9 000 IU, 维生素D 2 000 IU, 维生素E 45 mg, 维生素K3 2.2 mg, 维生素B1 3.2 mg, 维生素B2 10.9 mg, 维生素B5 20 mg, 维生素B6 5 mg, 维生素B12 0.016 mg, 维生素C 50 mg, 泛酸10 mg, 叶酸1.65 mg, 胆碱600 mg; 2)每千克预混料中含硫酸铜0.02 g, 硫酸铁0.25 g, 硫酸锌0.22 g, 硫酸锰0.07 g, 亚硒酸钠0.000 4 g, 碘化钾0.000 26 g, 氯化钴0.001 g; 3)饲料中总能为17.13 MJ · kg-1
Note: 1) Premix supplied the following vitamins (per kilogram diet):vitamin A 9 000 IU, vitamin D 2 000 IU, vitamin E 45 mg, vitamin K3 2.2 mg, vitamin B1 3.2 mg, vitamin B2 10.9 mg, vitamin B5 20 mg, vitamin B6 5 mg, vitamin B12 0.016 mg, vitamin C 50 mg, pantothenate 10 mg, folic acid 1.65 mg, choline 600 mg. 2) Premix supplied the following minerals (per kilogram diet):CuSO4 · 5H2O 0.02 g, FeSO4 · 7H2O 0.25 g, ZnSO4 · 7H2O 0.22 g, KI 0.000 26 g, MnSO4 · 4H2O 0.07 g, Na2SeO3 0.000 4 g, CoCl2 · 6H2O 0.001 g; 3) The gross energy of diet is 17.13 MJ · kg-1.
1.3.2 饲养管理

养殖试验在室内循环养殖系统(3.0 m×0.8 m×0.8 m)中进行。正式试验前, 福瑞鲤用基础饲料饲喂15 d后禁食24 h, 从中选取大小均一的试验用鱼345尾, 平均体质量为(22.95±0.15) g, 随机分配在15个水箱中, 每组3个重复, 每个重复23尾鱼。每天投喂3次(08:30、12:30和16:30), 分别用5种不同的试验饲料进行饱食投喂, 30 min后观察并记录采食情况, 吸取水箱内残饵和粪便。饲养试验共持续8周, 养殖期间24 h不间断充氧, 并定期检测水质指标, 水中Pb2+浓度为0.08 μg · L-1, 水温(25±1)℃, pH值6.7±0.3, 氨氮含量低于0.05 mg · L-1, 溶氧量大于3.8 mg · L-1

养殖期结束后, 试验鱼停饲24 h, 用MS-222(200 mg · L-1)对各水箱中试验鱼进行麻醉, 分别称量每个水箱的鱼体总质量并记录尾数。每个养殖水箱随机取3尾鱼, 在解剖盘上(下置冰袋)采集肾脏、肝脏、肠、鳃和背肌等组织, 生理盐水冲洗后, 用滤纸轻轻吸干样品表面水分, 置于-20 ℃冰箱中保存, 用于铅含量测定。

1.4 测定指标与方法

饲料概略养分参照文献[11]测定:粗蛋白含量用凯氏定氮法测定; 粗脂肪含量用索氏抽提法测定; 能量用氧弹测热法测定。生产性能各指标分别为增重率、饲料系数和成活率等。

体外吸附试验中Pb2+的吸附率(去除率)按照如下公式计算:

Pb2+吸附率=(铅溶液中Pb2+浓度-上清液中Pb2+浓度)/铅溶液中Pb2+浓度×100%

组织中铅含量的测定:称取0.5~1 g的各组织样品置于消煮管中, 加入10 mL混合酸(HNO3与HClO4体积比为3 : 1)进行消化, 首先进行冷消化过夜(室温放置12 h), 再将冷消化后的样品置于自动消化炉上进行消解。消解程序:90 ℃ 30 min, 150 ℃ 60 min, 230 ℃ 30 min。待瓶内白烟散尽, 消化液呈无色或略带黄绿色的澄清液体时, 停止消煮, 将消煮液置于室温冷却, 冷却后的消解液用超纯水定容至25 mL。溶液中Pb2+浓度采用ICP进行测定。待测样品中铅含量用以下公式计算:

待测样品中铅含量=溶液浓度×定容总体积/样品质量

1.5 数据处理与统计分析

所有数据采用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA), 用Duncan′s多重比较法分析差异显著性。试验结果均以平均值±标准误(x±SE)表示。

2 结果与分析 2.1 体外试验结果 2.1.1 吸附时间对3种吸附剂吸附Pb2+的影响

图 1所示:随着吸附时间的延长, 3种硅酸盐吸附剂对Pb2+的吸附率均呈增加的趋势。当吸附时间为100~120 min时, 沸石对Pb2+的吸附有继续增加的趋势, 而蒙脱石和凹凸棒土对Pb2+的吸附率基本保持不变, 且3种吸附剂对Pb2+的吸附率由大到小依次为:蒙脱石、凹凸棒土、沸石。

图 1 吸附时间对Pb2+吸附率的影响 Figure 1 Effect of different time on the adsorption rate of Pb2+
2.1.2 溶液起始pH值对3种吸附剂吸附Pb2+的影响

图 2所示:随着溶液起始pH值的升高, 3种硅酸盐吸附剂对Pb2+的吸附率均呈增加的趋势。在起始pH值由2增至4过程中, 3种吸附剂的吸附率均增加较快; 起始pH值由4增至7过程中, 3种吸附剂的吸附率均增加较慢, 趋于平缓。且除在pH4附近时, 沸石对Pb2+的吸附率高于凹凸棒土外, 3种吸附剂对Pb2+的吸附率由大到小依次为:蒙脱石、凹凸棒土、沸石。

图 2 pH值对Pb2+吸附率的影响 Figure 2 Effect of pH value on the adsorption rate of Pb2+
2.1.3 Pb2+起始浓度对3种吸附剂吸附Pb2+的影响

图 3所示:随着溶液中Pb2+起始浓度的升高, 3种硅酸盐吸附剂对Pb2+的吸附率均呈先增加后降低的趋势。在溶液Pb2+质量浓度由20增至50 mg · L-1过程中, 3种吸附剂的吸附率均明显增加, 且3者吸附率几乎相等; 在50~100 mg · L-1范围内, 3者的吸附率均已降低, 说明3种吸附剂在Pb2+浓度为50 mg · L-1对Pb2+的吸附就已达到饱和状态; Pb2+浓度在50增至200 mg · L-1过程中, 3种吸附剂的吸附率均呈降低的趋势。3种吸附剂中以蒙脱石的吸附效果最好。

图 3 Pb2+起始质量浓度对Pb2+吸附率的影响 Figure 3 Effect of different concentration of Pb2+ on the adsorption rate of Pb2+
2.2 体内试验结果 2.2.1 3种吸附剂对福瑞鲤生长性能的影响

表 2所示:与负对照相比, 其他各组在增重率、饵料系数及成活率指标上差异均不显著(P>0.05), 但增重率及成活率均有不同程度的降低, 饵料系数均有不同程度的升高。与正对照组相比, 3种硅酸盐吸附剂添加组增重率稍有升高, 而饵料系数略有下降(P>0.05)。

表 2 3种硅酸盐吸附剂对福瑞鲤生长性能的影响(n=3) Table 2 Effects of three silicate adsorbents on the growth performance of FFRC strain common carp
组别Group 初体质量/gInitial bodyweight 终体质量/gFinial bodyweight 增重率/%Rate of bodyweight gain 饵料系数/Feed conversionrate 成活率/%Survivalrate
负对照组Negative control group 23.92±0.27 90.57±4.00 278.35±13.66 1.57±0.17 97.10±1.45
正对照组Control group 22.84±0.13 77.76±3.29 240.47±14.48 1.94±0.16 91.30±4.35
蒙脱石组Montmorillonite group 22.81±0.29 84.30±3.24 269.37±10.20 1.79±0.13 91.01±2.31
沸石组Zeolite group 23.76±0.07 82.01±0.34 245.15±2.39 1.81±0.09 91.00±4.51
棒土组Attapulgiteclay group 22.50±0.39 77.58±3.91 244.81±19.31 1.86±0.06 91.00±2.90
注:负对照组:基础饲料不含铅; 正对照组:基础饲料添加100 mg · kg-1铅; 蒙脱石组:100 mg · kg-1铅+5 g · kg-1蒙脱石; 沸石组:100 mg · kg-1铅+30 g · kg-1沸石; 棒土组:100 mg · kg-1铅+30 g · kg-1凹凸棒土。
Note: Negative control group:plumbum-free; Control group:100 mg · kg-1 Pb2+; Montmorillonite group:100 mg · kg-1 Pb2+ and 5 g · kg-1montmorillonite; Zeolite group:100 mg · kg-1 Pb2+ and 30 g · kg-1 zeolite; Attapulgiteclay group:100 mg · kg-1 Pb2+ and 30 g · kg-1 attapulgiteclay. The same as follows.
2.2.2 3种吸附剂对福瑞鲤组织中铅沉积量的影响

表 3所示:与负对照组相比, 其他各组组织中的铅含量均有不同程度的增加, 其中肾脏和肠道中的铅含量较负对照组显著增加(P < 0.05);肝脏组织中添加硅酸盐吸附剂组铅沉积量较负对照组有增加趋势, 较正对照组有降低趋势但差异均不显著(P>0.05), 鳃组织中蒙脱石组铅含量与负对照组、正对照组差异均不显著(P>0.05)。

表 3 3种硅酸盐吸附剂对福瑞鲤组织铅沉积量的影响(n=3) Table 3 Effect of three silicates adsorbents on deposition of Pb2+ in the tissues of FFRC strain common carp
组别Group 肌肉Muscle 肝脏Liver 肾脏Kidney 鳃Gill 肠道Intestine
负对照组Negative control group 0.05±0.01a 0.29±0.01b 0.74±0.02b 0.07±0.03b 0.51±0.06b
正对照组Control group 0.29±0.12a 0.78±0.18a 2.92±0.18a 0.36±0.09a 0.96±0.01a
蒙脱石组Montmorillonite group 0.28±0.14a 0.43±0.10ab 2.16±0.09a 0.23±0.02ab 0.88±0.09a
沸石组Zeolite group 0.29±0.15a 0.42±0.09ab 2.23±0.49a 0.39±0.03a 0.94±0.08a
棒土组Attapulgiteclay group 0.32±0.19a 0.42±0.13ab 2.37±0.70a 0.36±0.06a 0.93±0.08a
注:同列肩标不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。
Notes: Values with different small letter superscripts in a column mean significant difference at 0.05 level.
3 讨论

硅酸盐矿物依靠其密集的孔结构、巨大的比表面积和表面各种活性基团来吸附各种重金属离子或异味物质等, 达到去除杂质的效果。硅酸盐矿物种类繁多, 不同类型的硅酸盐其结构特点不同, 发挥吸附的方式亦不同, 其吸附效果则呈现出多样性[12]。张树芹等[12]发现蒙脱石对铅离子的吸附机制为静电吸附和化学吸附, 在pH值小于4或大于8时, 以化学吸附为主, 而在pH值为4~8时, 以静电吸附为主。沸石为架状硅酸盐黏土矿物, 沸石去除铅离子的机制兼具吸附和离子交换, 其中以离子交换为主[13]。凹凸棒土为2 : 1型链层状镁铝硅酸盐黏土矿物, 张婧[14]研究发现凹凸棒土对铅离子的吸附集中在一定区域。石太宏等[15]通过凹凸棒土对Zn2+的吸附发现, 凹凸棒土表面是非均匀的。在本试验中, 在pH值从2到4升高过程中, 蒙脱石对铅的体外吸附率逐渐增加, 在pH值为4~7时较平稳, 这可能和蒙脱石的吸附特性有很大相关性。在pH值为2~4时, 蒙脱石对铅的吸附作用显著高于沸石和棒土, 这也与蒙脱石的吸附特性有关。

本试验中3种吸附剂吸附Pb2+的吸附率随时间的变化与刘云等[16]发现硅酸盐对Pb2+的吸附是一个先快后慢并趋于平缓的过程的结果相似; 在120 min时, 蒙脱石和凹凸棒土对铅离子的吸附已达到饱和, 沸石有继续升高的趋势, 而王顺等[17]建议蒙脱石对铅离子的吸附时间以60 min左右为宜, Wang等[18]发现沸石对Pb2+的吸附在100 min内随时间的延长吸附率增加, 在120 min时达到饱和, 这可能是由于不同产地的硅酸盐有效成分含量不同。本试验中3种硅酸盐吸附剂吸附率随pH值的增加而升高, 这与刘鸥[19]及蒋婷婷等[20]对蒙脱石的研究结果类似。3种硅酸盐吸附率随铅离子起始浓度的升高呈先升高再降低的趋势。3种吸附剂在吸附时间为40~120 min、pH值2~7及Pb2+起始浓度为50~200 mg · L-1过程中, 蒙脱石均表现出优于沸石及凹凸棒土的性能。因吸附结果是各个硅酸盐有效成分、吸附方式及外界条件综合作用的结果, 更深的机制有待进一步探索。

本试验中, 在含有100 mg · kg-1铅的饲料中添加蒙脱石、沸石和凹凸棒土后增重率和饵料系数均无明显的变化。这与前人的研究结果不同, 一般认为, 饲料中添加蒙脱石、沸石和凹凸棒土可以提高养殖动物生产性能[21-22], 但本试验中动物生长性能并没有显著提高, 这可能与饲料中铅的添加有关, 具体机制还有待进一步研究。余东游等[23]通过在猪饲料中添加5 mg · kg-1蒙脱石, 发现可显著减轻铅含量为10 mg · kg-1的饲料所诱导的损伤, 降低各组织中铅的沉积量, 认为蒙脱石能够对铅中毒有潜在的治疗作用。本试验中, 添加蒙脱石后铅在福瑞鲤肝脏和鳃中的沉积量与不添加铅组差异不显著, 进一步证实蒙脱石对饲料中铅的吸附作用和在缓解铅中毒中的作用。李爱玫等[24]研究发现饲料中添加沸石可以有效缓解饲料铅在鸡蛋中的残留作用。Jain[25]发现饲料添加沸石能够通过肝脏蛋白、糖原等调控, 抑制铅在鱼体内的吸收和蓄积, 改善饲料铅对鲶鱼的毒副作用。周岩民等[26]报道饲料添加5%的沸石, 能明显降低肉鸡肌肉中铅的沉积量。肝脏是动物体重要的解毒器官, 本试验中, 添加沸石后肝脏中铅的沉积量与不添加铅组差异不显著, 说明沸石对福瑞鲤肝脏中铅的吸收和蓄积有很好的抑制作用; 而沸石对福瑞鲤肌肉等组织中铅沉积量影响不显著, 这可能与动物种类、沸石品质、添加量等有关。本试验中, 添加凹凸棒土后, 降低了肝脏中铅的沉积量, 与负对照组相比, 饲料添加凹凸棒土对其他组织中铅的沉积量没有显著的影响, 这可能也与动物种类有关。对比各组肝脏中铅沉积量数据可以发现, 饲料添加3种吸附剂后, 肝脏中铅的含量与正、负对照组差异均不显著, 我们认为, 肝脏是鱼体重要的解毒器官, 肝脏中的铅沉积一方面来自食物, 另一方面来自其他组织向肝脏中的转运, 较高水平的饲料铅含量给肝脏造成了很大的负担, 本试验中饲料中的吸附剂还不足以抵消饲料中铅对鱼体的影响, 肝脏的解毒功能仍然在发挥重要的作用, 饲料和各组织中的铅还在源源不断地运到肝脏中。这可能是吸附剂组肝脏中铅的含量与正、负对照组差异均不显著的原因。

综上所述, 3种硅酸盐对铅均有不同程度的吸附作用, 且对饲料铅造成的鱼体肝脏组织铅沉积有一定的抑制作用; 而饲料中添加蒙脱石对铅在肝脏和鳃中的沉积有一定的抑制作用, 与体外试验结果相似, 其吸附效果优于沸石和凹凸棒土。

参考文献(References)
[1] Wilhelm C M, Snider T H, BabinM C, et al. A comprehensive evaluation of the efficacy of leading oxime therapies in guinea pigs exposed to organophosphorus chemical warfare agents or pesticides[J]. Toxicology and Applied Pharmacology, 2014,281(3): 254–265. DOI: 10.1016/j.taap.2014.10.009
[2] Tang M L, Xu C Y, Lin N, et al. Lead, mercury, and cadmium in umbilical cord serum and birth outcomes in Chinese fish consumers[J]. Chemosphere, 2016,148: 270–275. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2016.01.058
[3] 张永静, 徐维娜, 刘文斌, 等. 饲料铅对建鲤生产性能及组织酶活性的影响[J]. 浙江农业学报, 2012, 24(2): 221–227. Zhang Y J, Xu W N, Liu W B, et al. Effects of dietary Pb on growth performance and enzyme activities of Jian carp[J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2012,24(2): 221–227. (in Chinese)
[4] Dai W, Du H, Fu L, et al. Effects of dietary Pb on accumulation, histopathology, and digestive enzyme activities in the digestive system of tilapia (Oreochromis niloticus)[J]. Biological Trace Element Research, 2009,127(2): 124–131. DOI: 10.1007/s12011-008-8227-3
[5] Rademacher D J, Steinpreis R E, Weber D N. Short term exposure to dietary Pb and/or DMSA affects dopamine and dopamine metabolite levels in the medulla, optic tectum, and cerebellum of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)[J]. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 2001,70: 199–207. DOI: 10.1016/S0091-3057(01)00597-4
[6] Robyn M A, Devon L N. Developmental stress and lead (Pb):effects of maternal separation and/or Pbon corticosterone, monoamines, and blood Pb in rats[J]. Neuro Toxicology, 2016,54: 22–33.
[7] Bur T, Crouau Y, Bianco A, et al. Toxicity of Pb and of Pb/Cd combination on the springtail Folsomiacandidain natural soils:reproduction, growth and bioaccumulation as indicators[J]. Science of the Total Environment, 2012,414(1): 187–197.
[8] Loaiza I, Hurtado D, Miglio M, et al. Tissue-specific Cd and Pb accumulation in Peruvian scallop (Argopecten purpuratus) transplanted to a suspended and bottom culture at Sechura Bay, Peru[J]. Marine Pollution Bulletin, 2015,91(2): 429–440. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2014.09.058
[9] Millar G J, Couperthwaite S J, Renal K A. Behaviour of natural zeolites used for the treatment of simulated and actual coal seam gas water[J]. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2016,4(2): 1918–1928. DOI: 10.1016/j.jece.2016.03.014
[10] Dehghani-Tafti N, Jahanian R. Effect of supplemental organic acids on performance, carcass characteristics, and serum biochemical metabolites inbroilers fed diets containing different crude protein levels[J]. Animal Feed Science and Technology, 2016,211: 109–116. DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2015.09.019
[11] AOAC (Association of Official Analytical Chemists). Official Methods of Analysis[M]. 15th ed.. Arlington: Association of Official Analytical Chemists, 1990 : 684 -685.
[12] 张树芹, 路福绥, 李丽芳, 等. 蒙脱土和高岭土对Pb2+的吸附[J]. 应用化学, 2011, 28(12): 1441–1447. Zhang S Q, Lu F S, Li L F, et al. Sorption of Pb2+ on montmorillonite and kaolinite[J]. Chinese Journal of Applied Chemistry, 2011,28(12): 1441–1447. (in Chinese)
[13] 张翔.沸石对工业工艺循环用水中无机盐去除的研究[D].杭州:浙江大学, 2002. Zhang X. Study on the removal of inorganic salts in the recycling water of industrial process[D]. Hangzhou:Zhejiang University, 2002.
[14] 张婧.凹凸棒土处理含铅废水与高氟水的吸附热力学及机理研究[D].北京:北京大学, 2008. Zhang J. Thermodynamics and mechanism study on removal of lead and fluoride ions from aqueous solution by adsorption onto attapulgite[D]. Beijing:Peking University, 2008(in Chinese with English abstract).
[15] 石太宏, 贾世国, 陈颖, 等. 改性天然矿物吸附废水中重金属离子的研究进展[J]. 水处理技术, 2009, 35(4): 18–23. Shi T H, Jia S G, Chen Y, et al. Removal of heavy metal ions from wastewater by modified natural ores as adsorbents:a review[J]. Technology of Water Treatment, 2009,35(4): 18–23. (in Chinese)
[16] 刘云, 吴平霄, 唐剑文, 等. 聚羟基铝柱撑蒙脱石吸附重金属离子实验研究[J]. 矿物岩石, 2005, 25(3): 122–126. Liu Y, Wu P X, Tang J W, et al. Study of heavy metal adsorption on hydroxyl-alpillared montmorillonite[J]. Journal of Mineralogy and Petrology, 2005,25(3): 122–126. (in Chinese)
[17] 王顺, 孙红娟, 李晓春, 等. 蒙脱石吸附Pb2+、Cr3+、Cd2+的实验研究[J]. 非金属矿, 2014, 37(4): 63–65. Wang S, Sun H J, Li X C, et al. Research on adsorption of montmorillonite to heavy metal ions like Pb2+, Cr3+ and Cd2+[J]. Non-Metallic Mines, 2014,37(4): 63–65. (in Chinese)
[18] Wang S B, Ariyanto E. Competitive adsorption of malachite green and Pb ions on natural zeolite[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2007,314: 25–31. DOI: 10.1016/j.jcis.2007.05.032
[19] 刘鸥.改性蒙脱石吸附废水中重金属研究[D].沈阳:东北大学, 2012. Liu O. Study on heavy metal absorption by modified montmorillonite[D]. Shenyang:Northeast University, 2012(in Chinese with English abstract). http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10145-1014194489.htm
[20] 蒋婷婷, 喻凯, 罗启仕, 等. HDTMA改性蒙脱土对土壤Cr (Ⅵ)的吸附稳定化研究[J]. 环境科学, 2016, 37(3): 1139–1147. Jiang T T, Yu K, Luo Q S, et al. Adsorptive stabilization of soil Cr (Ⅵ) using HDTMA modified montmorillonite[J]. Environmental Science, 2016,37(3): 1139–1147. (in Chinese)
[21] 吴秋珏, 吴亚男, 田金可, 等. 斜发沸石对肉鸡肠道抗氧化功能、脂肪沉积与肉品质的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2013, 44(1): 57–65. Wu Q J, Wu Y N, Tian J K, et al. Effects of clinoptilolite on antioxidation performance of gut, fat deposition and meat quality of broilers[J]. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2013,44(1): 57–65. (in Chinese)
[22] 吴亚男, 吴秋珏, 周岩民, 等. 沸石提高动物健康及其机制[J]. 中国粮油学报, 2013, 28(5): 105–111. Wu Y N, Wu Q J, Zhou Y M, et al. Zeolite improve animal health status and its mechanism[J]. Journal of the Chinese Cereals and oils Association, 2013,28(5): 105–111. (in Chinese)
[23] 余东游, 杨晓刚, 许梓荣. 微粒蒙脱石对猪组织铅水平、红细胞生成和肝脏ALA-D酶活性及铅诱导的脂质过氧化的影响[J]. 中国兽医学报, 2006, 26(6): 28–30. Yu D Y, Yang X G, Xu Z R, et al. Effects of particulate montmorillonite on tissue lead levels, erythropoiesis, ALA-D activity, and lead-induced lipid peroxidation inliver of pigs[J]. Chinese Journal of Veterinary Science, 2006,26(6): 28–30. (in Chinese)
[24] 李爱玫, 王龙昌, 郭芳, 等. 沸石对低剂量铅污染鸡蛋中铅残留的减量控制研究[J]. 非金属矿, 2009, 32(3): 70–72. Li A M, Wang L C, Guo F, et al. Study of zeolite on reducing lead residual in eggs of laying hens during low dose lead exposure[J]. Non-Metalic Mines, 2009,32(3): 70–72. (in Chinese)
[25] Jain S K. Protective role of zeolite on short-and long-term lead toxicity in the teleost fish Heteropneustes fossilis[J]. Chemosphere, 1999,39(2): 247–251. DOI: 10.1016/S0045-6535(99)00106-X
[26] 周岩民, 郭芳, 王恬. 沸石及凹凸棒石黏土对铅、镉在肉鸡肌肉和肝脏中残留的影响[J]. 非金属矿, 2007, 30(5): 7–8. Zhou Y M, Guo F, Wang T. Effects of zeolite and attapulgite clay on the residual of Pb & Cd in breast and liver of broilers[J]. Non-Metalic Mines, 2007,30(5): 7–8. (in Chinese)