湖南省克氏原螯蝦及其養(yǎng)殖水環(huán)境中Pb分布情況及相關(guān)性研究

田津津 朱玉林

(中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

克氏原螯蝦(procambarus clarkii)即俗稱的淡水小龍蝦，屬于甲殼類外來(lái)生物，由于其強(qiáng)大的生存適應(yīng)能力，在河流、湖泊、稻田等水體中均可生長(zhǎng)繁殖并對(duì)當(dāng)?shù)佤~蝦生存造成威脅。目前，淡水蝦類已成為最具漁業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物[1]。近年來(lái)，淡水蝦類的食用安全隱患問(wèn)題逐漸引起關(guān)注[2-4]。

作為水環(huán)境檢測(cè)重要指標(biāo)之一的重金屬在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng)的傳遞過(guò)程中存在富集作用，因此小龍蝦體內(nèi)重金屬富集情況及其對(duì)人類健康的影響一直是研究的熱點(diǎn)[5-6]。但是，淡水蝦類的生長(zhǎng)養(yǎng)殖環(huán)境是保障食品安全的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)[7-8]，其中養(yǎng)殖水和水底沉積物是淡水蝦類生命活動(dòng)場(chǎng)所，直接影響淡水蝦的質(zhì)量和安全[9]。而關(guān)于淡水蝦的養(yǎng)殖環(huán)境與蝦體重金屬富集間的相關(guān)性尚未見(jiàn)報(bào)道。

試驗(yàn)擬采用抽樣調(diào)查方法從湖南省淡水蝦養(yǎng)殖基地對(duì)克氏原螯蝦及養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行采樣，檢測(cè)Pb含量，探索湖南省淡水蝦及其養(yǎng)殖環(huán)境中重金屬Pb的含量和分布情況及其相關(guān)性，為淡水克氏原螯蝦養(yǎng)殖安全的防治提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

選擇湖南省下屬常德、岳陽(yáng)、益陽(yáng)3大淡水蝦養(yǎng)殖基地，分別隨機(jī)選取4個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)(大、中、小型養(yǎng)殖場(chǎng)分別為1，2，1個(gè))，分別捕撈克氏原螯蝦10份(共40份)樣品放入塑料自封袋中，冷藏，并于6 h 內(nèi)送回實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)采集對(duì)應(yīng)的龍蝦養(yǎng)殖水體水樣和水體底部沉積淤泥各10份(共40份)放入玻璃罐中，加冰袋低溫運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，4 ℃保存待測(cè)。共采集小龍蝦樣本120份，養(yǎng)殖水樣120份，水底沉積物120份。

1.2 小龍蝦Pb含量檢測(cè)

將小龍蝦用清水清洗干凈，分成蝦頭和蝦尾兩部分進(jìn)行編號(hào)，攪碎成勻漿，參照GB 5009.11—2010中的石墨爐原子吸收光譜法檢測(cè)Pb含量，檢出限為0.05 μg/kg。

1.3 水樣及水底沉積物Pb含量檢測(cè)

養(yǎng)殖水樣采集后立即檢測(cè)pH并記錄，用硝酸將水樣pH調(diào)至2.0左右，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，參照GB 5749—2006進(jìn)行Pb含量檢測(cè)，檢出限為0.002 5 mg/L。參照GB 15618—1995測(cè)定水底沉積物Pb含量，檢出限為0.005 mg/kg。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)于克氏原螯蝦和養(yǎng)殖水環(huán)境中Pb含量屬于連續(xù)性變量且服從正態(tài)性分布，正態(tài)分布性資料采用方差分析，計(jì)數(shù)資料比較進(jìn)行2檢驗(yàn)和Fisher確切概率法，非正態(tài)分布性資料采用非參數(shù)檢驗(yàn)，養(yǎng)殖蝦與養(yǎng)殖環(huán)境Pb含量間分別進(jìn)行連續(xù)性變量和二分類變量的Logistic回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 Pb檢出情況

由表1可知，龍蝦樣本、養(yǎng)殖水和水底沉積物樣本中Pb含量均是益陽(yáng)>岳陽(yáng)>常德。其中益陽(yáng)克氏原螯蝦Pb含量超標(biāo)率最高，為63%；常德克氏原螯蝦Pb含量超標(biāo)率最低，為20%。養(yǎng)殖水中Pb含量超標(biāo)率均較低，且益陽(yáng)的最高，常德的最低。水底沉積物Pb含量超標(biāo)率均為100%，且平均含量較高，其中益陽(yáng)的最高檢出量為5.68×10-6mg/kg。結(jié)果表明：益陽(yáng)作為湖南省最大的淡水蝦養(yǎng)殖基地，無(wú)論是蝦體內(nèi)還是養(yǎng)殖環(huán)境中的Pb含量均較其他地區(qū)偏高，可能與其具有悠久的養(yǎng)殖歷史及重金屬的蓄積性質(zhì)相關(guān)[10]；水底沉積物中Pb含量最高，而養(yǎng)殖水中Pb含量較低，可能是水環(huán)境中的底泥對(duì)重金屬鎘和鉛具有很強(qiáng)的吸附性[11]。

2.2 不同地區(qū)及養(yǎng)殖環(huán)境Pb含量比較

試驗(yàn)選擇的3個(gè)采樣點(diǎn)中，克氏原螯蝦頭和養(yǎng)殖水底沉積物的Pb檢出率均為100%，養(yǎng)殖水環(huán)境檢出率較低，為20%。蝦頭部、尾部和水底沉積物的Pb含量在3個(gè)地區(qū)的分布均有差異(P<0.05)，尚不能認(rèn)為3個(gè)地區(qū)養(yǎng)殖場(chǎng)水的Pb含量間存在差異(P=0.051)。由表2可知，3個(gè)地區(qū)淡水蝦頭部和尾部的Pb含量具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中蝦尾的Pb含量遠(yuǎn)低于蝦頭。不同養(yǎng)殖地區(qū)的蝦頭部、尾部及水底沉積物的Pb含量存在地域差異，而養(yǎng)殖水中無(wú)差異。研究[12-13]表明，底棲類污染超標(biāo)情況更為嚴(yán)重，可能是蝦體與水底沉積物間的相關(guān)性更為密切。蝦頭部與尾部的Pb含量也具有差異性，由于蝦體內(nèi)Pb主要蓄積在頭部，尾部平均含量較低。

2.3 克氏原螯蝦及其水環(huán)境Pb含量超標(biāo)的相關(guān)性

表1 小龍蝦、養(yǎng)殖水及水底沉積物的Pb含量Table 1 Pb content in crayfish, aquaculture water and sediment in Hunan province

表2 淡水蝦頭部、尾部及養(yǎng)殖水、水底沉積物Pb含量分布?Table 2 Pb content distribution in head, tail, culture water and sediment of freshwater shrimp in Hunan province

?表示該地區(qū)淡水蝦頭部與尾部的Pb含量具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表3淡水蝦養(yǎng)殖水與蝦頭、尾部Pb含量超標(biāo)情況比較?
Table 3 Comparison of Pb over-standard between freshwater shrimp culture water and shrimp head and tail in Hunan province

養(yǎng)殖水蝦頭超標(biāo)未超標(biāo)蝦尾超標(biāo)未超標(biāo)超標(biāo) 128182未超標(biāo)61395050合計(jì) 73476852

2.4 Pb含量超標(biāo)與養(yǎng)殖環(huán)境Pb含量間的Logistic回歸分析

以養(yǎng)殖水與水底沉積物Pb含量為自變量，淡水蝦體內(nèi)Pb含量是否超標(biāo)為自變量，分別進(jìn)行逐步Logistic回歸分析。由表6可知，養(yǎng)殖水底沉積物中Pb含量是克氏原螯蝦Pb含量超標(biāo)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR養(yǎng)殖水=1.018，P=0.049；OR沉積物=1.505，P<0.000 1)。

將養(yǎng)殖水和水底沉積物Pb含量轉(zhuǎn)換為二分類資料，進(jìn)行二元Logistic回歸分析。由表7可知，養(yǎng)殖水環(huán)境中Pb含量超標(biāo)，淡水蝦Pb含量超標(biāo)率增加了20%；水底沉積物Pb含量超標(biāo)，淡水蝦Pb含量超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)增加了137%(OR養(yǎng)殖水=1.264，P=0.026；OR沉積物=2.370，P<0.000 1)。此外，養(yǎng)殖水環(huán)境及水底沉積物交互作用也是淡水蝦Pb含量超標(biāo)的獨(dú)立影響因素(OR交互=1.015，P<0.000 1)。因此，水底沉積物Pb含量超標(biāo)是克氏原螯蝦Pb污染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，且水底沉積物與養(yǎng)殖水體存在交互作用。

表4淡水蝦養(yǎng)殖水底沉積物與蝦頭部、尾部Pb含量比較?
Table 4 The content of Pb in sediment of freshwater shrimp culture water in Hunan province was compared with that in shrimp head and tail

水底沉積物蝦頭超標(biāo)未超標(biāo)蝦尾超標(biāo)未超標(biāo)超標(biāo) 50374047未超標(biāo)2310285合計(jì) 73476852

表5淡水蝦養(yǎng)殖水與水底沉積物Pb含量比較?
Table 5 Comparison of Pb content between freshwater shrimp culture water and bottom sediment in Hunan province

水底沉積物養(yǎng)殖水超標(biāo)未超標(biāo)超標(biāo) 2067未超標(biāo)033合計(jì) 20100

? Fisher確切概率法：P<0.005。

表6 Pb污染淡水蝦與危險(xiǎn)因素養(yǎng)殖水及水底沉積物的逐步Logistic回歸分析Table 6 Stepwise Logistic regression analysis of Pb pollution in freshwater shrimp and risk factors in aquaculture water and bottom sediment

表7 淡水蝦體內(nèi)Pb污染與養(yǎng)殖水及水底沉積物的二元Logistic回歸分析Table 7 Binary Logistic regression analysis on the correlation between Pb pollution in freshwater shrimp and aquaculture water and bottom sediments

3 結(jié)論

通過(guò)檢測(cè)湖南省淡水蝦養(yǎng)殖基地的克氏原螯蝦、養(yǎng)殖水和水底沉積物的Pb含量，結(jié)果表明：益陽(yáng)作為湖南省最大的淡水蝦養(yǎng)殖基地，無(wú)論是蝦體內(nèi)還是養(yǎng)殖環(huán)境中的Pb含量均較其他地區(qū)偏高。而淡水蝦體內(nèi)Pb含量分布具有差異性，蝦體內(nèi)Pb主要蓄積在頭部，尾部平均含量較低；淡水蝦生存環(huán)境中，雖然養(yǎng)殖水體Pb平均含量并不高，但水底沉積物中Pb平均濃度均超出國(guó)家環(huán)境檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(GB 2762)，而克氏原螯蝦Pb含量與水底沉積物Pb含量存在一定的正相關(guān)。試驗(yàn)僅針對(duì)湖南省淡水養(yǎng)殖的克氏原螯蝦的重金屬Pb污染情況及其與養(yǎng)殖環(huán)境之間的關(guān)系，對(duì)于淡水養(yǎng)殖的魚蝦類代表性有限。后續(xù)將開(kāi)展淡水養(yǎng)殖其他生物的重金屬污染進(jìn)行相關(guān)的研究。