不同產(chǎn)地中華絨螯蟹養(yǎng)殖生境中水和底泥元素分析

駱仁軍　姜濤　陳修報(bào)　薛竣仁　劉洪波　楊健

摘要：為了解不同產(chǎn)地中華絨螯蟹生境中水和底泥的元素含量水平、組成差異性，及水、底泥、蟹樣間相同元素的相關(guān)性，對(duì)江蘇省和上海的8個(gè)蟹養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行水和底泥的采樣，利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)水樣元素進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)利用電感耦合等離子體吸收光譜儀和X射線熒光光譜對(duì)底泥樣品元素進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，8個(gè)中華絨螯蟹養(yǎng)殖采樣地未受到重金屬污染;水和底泥中各種元素在8個(gè)產(chǎn)地間均具有較大差異，通過主成分分析對(duì)元素信息進(jìn)行降維，將水樣21個(gè)元素降維得到5個(gè)線性不相關(guān)主成分，泥樣20個(gè)礦質(zhì)元素提取出3個(gè)主成分;對(duì)水樣和泥樣樣品中分析的17種相同元素含量值進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。其中，Ni、Sr、Ba等3種元素存在顯著正相關(guān)（P<0.05），蟹和水間K值，及蟹和底泥間Sr值均具有極顯著相關(guān)性（P<0.01）。綜上可見，不同產(chǎn)地中華絨螯蟹生境中水和底泥的元素含量、組成具有明顯產(chǎn)地差異特征;水、底泥、蟹間同類元素含量也存在一定相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：中華絨螯蟹;產(chǎn)地;水;泥樣;元素分析

中圖分類號(hào)： S931.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）07-0182-07中華絨螯蟹又名河蟹、大閘蟹，是一種富含多種脂肪酸、必需氨基酸、Ca、K、Zn、Fe、Cu、P等元素的優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品[1]。目前，眾多不同產(chǎn)地受國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)（PDO）的品牌受到了“洗澡蟹”的困擾，而針對(duì)中華絨螯蟹原產(chǎn)地保護(hù)在國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家科技支撐計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下，目前已經(jīng)有多篇文獻(xiàn)報(bào)道[2-5]利用多種礦質(zhì)元素進(jìn)行產(chǎn)地溯源研究，并取得良好的產(chǎn)地判別效果。但目前，對(duì)中華絨螯蟹產(chǎn)地環(huán)境中水和泥中元素含量特征尚未有研究分析。礦質(zhì)元素在生物和環(huán)境之間的互相作用，使得生物體內(nèi)元素會(huì)受到其生長(zhǎng)環(huán)境中元素的影響，例如羊肉[6]、葡萄[7]、茶葉[8]中的元素含量都與其獨(dú)特的土壤元素條件密切相關(guān)。在分析產(chǎn)地環(huán)境元素對(duì)中華絨螯蟹元素影響的研究中，已有部分研究者探討了Cu、Zn、Pb、Cd等重金屬元素對(duì)中華絨螯蟹的影響和富集作用[9-11]。而本研究對(duì)中華絨螯蟹養(yǎng)殖環(huán)境礦質(zhì)元素進(jìn)行綜合分析，以期為中華絨螯蟹產(chǎn)地溯源提供環(huán)境背景數(shù)據(jù)支撐。

礦質(zhì)元素可通過儀器分析快速、高精度地進(jìn)行定性定量分析。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）是目前被廣泛應(yīng)用的元素分析儀器，可應(yīng)用于水質(zhì)元素含量的分析[12]，而電感耦合等離子體吸收光譜儀和X射線熒光光譜則可應(yīng)用于泥元素含量的分析[13-14]。江蘇和上海地區(qū)是全國(guó)最大的中華絨螯蟹生產(chǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)，江蘇省的中華絨螯蟹養(yǎng)殖產(chǎn)量近10年均在全國(guó)最高，其中2017年達(dá)到34.6萬(wàn)t，占全國(guó)年產(chǎn)量的46.1%[15]，長(zhǎng)江口東灘也是傳統(tǒng)的中華絨螯蟹成蟹捕撈點(diǎn)。本研究采樣點(diǎn)位于江蘇省和上海市，其中陽(yáng)澄湖、巴城、長(zhǎng)江口東灘、高郵湖、洪澤湖、太湖等6個(gè)產(chǎn)地的中華絨螯蟹受到國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)。為了解中華絨螯蟹產(chǎn)地環(huán)境的重金屬含量水平、元素的產(chǎn)地差異性及水、泥、蟹的元素相關(guān)性，本研究采集了中華絨螯蟹養(yǎng)殖產(chǎn)地水樣和泥樣，結(jié)合多種礦質(zhì)元素和多元統(tǒng)計(jì)分析，以期完善基于元素分析的中華絨螯蟹產(chǎn)地溯源方法。

1 材料與方法

1.1 水樣元素分析

1.1.1 水樣采集和前處理

中華絨螯蟹產(chǎn)地水樣采自2015年10月至2016年11月之間，分別來自陽(yáng)澄湖、巴城、太湖、長(zhǎng)蕩湖、長(zhǎng)江口東灘、高郵湖、興化泓膏、洪澤湖等8個(gè)不同區(qū)域。采用250 mL 干凈瓶子封裝，取30 mL水樣用0.22 mL過濾頭，過濾置于定容瓶中，加入1.5 mL硝酸（優(yōu)級(jí)純，德國(guó)Merck公司）待測(cè)。

1.1.2 元素測(cè)定

采用安捷倫7500ce型電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）（美國(guó)）測(cè)定元素濃度。利用元素標(biāo)準(zhǔn)添加回收法測(cè)定上述各種元素的回收率均在80%～120%之間。檢測(cè)的元素包括Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl、Pb;方法檢出限（μg/L）分別為5.542、0.074、0.050、9.286、17.17、0.067、0.021、6.636、0.010、0.060、0.015、0.126、0.014、3.780、0.010、0.006、0.002、0.008、0.008、0.002、0.005。

1.2 泥樣元素分析

1.2.1 泥樣采集和前處理

底泥樣品，即蟹生境沉積物，本研究通稱泥樣。中華絨螯蟹泥樣與水樣采集地點(diǎn)一致。放于黑色塑料袋中，-20 ℃冰箱保存。平皿自然風(fēng)干，在烘箱中以60 ℃烘干12 h。采用密封式化驗(yàn)制樣粉碎機(jī)（型號(hào)GJ400-4，江西通用化驗(yàn)制樣設(shè)備有限公司），出料粒度120～200目，加工時(shí)間3 min。

1.2.2 樣品消解和元素測(cè)定

稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）泥樣，小心放入消解內(nèi)罐中，用少量水潤(rùn)濕，加入7 mL王水、3 mL氫氟酸，混勻、靜置，待溶液中沒有氣泡冒出時(shí)蓋上消解罐蓋子，裝配好支架，放在樣品轉(zhuǎn)盤上。將溫度傳感器插入主控罐中，按升溫程序消解樣品。待消解完成且罐內(nèi)溫度低于70 ℃時(shí)，取出消解罐，在通風(fēng)櫥內(nèi)慢慢松開蓋子上的排氣螺帽，釋放罐內(nèi)氣體，用水沖洗蓋子，加入2 mL高氯酸，在趕酸儀上150 ℃加熱至近干。稍冷，加入5 mL鹽酸以溶解鹽類，轉(zhuǎn)移溶液至50 mL 容量瓶中，用水定容（同法做試劑空白）。在選定儀器的工作條件下，測(cè)定各元素含量。選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07403、GBW07405、GBW07406、GBW07407、GBW07457、GBW0707307a。分別采用XRF測(cè)定Na、Mg、K、Sr、Ba;ICP-AES測(cè)定Al、Ca、Li、Cu、Ni、Pb、Zn、Ti、V、Cr、As;ICP-MS測(cè)定Fe、Mn、Co、Mo、K、Na、Fe、Al、Ca、Mg、Li、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn、Ti、Co、Mo、V、Cr、As、Ba、Sr等元素的方法檢出限（mg/L）分別為4.981、4.451、75.13、101.7、35.32、3.618、0.337、2.306、1.359、3.393、16.22、3.734、3.342、0.072、0.059、0.534、1.295、0.621、9.000、1.200，相關(guān)性系數(shù)在0.994～1.000之間。