東山八尺門海域底泥懸浮物對黃鰭鯛稚幼魚的致死效應

游遠新

(福建省水產(chǎn)研究所，福建 廈門 361013)

黃鰭鯛(Acanthopagruslatus)，屬鱸形目(Perciformes)、鯛科(Sparidae)、棘鯛屬(Paratrachichthys)，為淺海暖水性底層魚類，廣泛分布于日本、朝鮮、印度、印度尼西亞、菲律賓等國家，以及我國福建、臺灣和廣東等沿海近岸海域及河口灣，在福建俗稱“黃翅”，其肉質細嫩、味道鮮美，營養(yǎng)價值較高，深受當?shù)厝罕娤矏踇1]。目前，關于黃鰭鯛的研究主要集中在人工繁育、性腺發(fā)育、繁殖生物學和攝食行為等方面[2-4]，而未見有污染底泥懸浮物對其致死效應的研究報道。

東山八尺門海堤建成于1961年，初衷是為了解決進出東山島的交通問題。由于八尺門海堤長期阻斷東山灣與詔安灣水體交換，造成海堤兩側淤泥淤積嚴重，加之網(wǎng)箱養(yǎng)殖的發(fā)展和周邊各類污染物的排放，灣內(nèi)水質日趨富營養(yǎng)化，造成八尺門海域水環(huán)境惡化[5]。有學者認為八尺門海堤嚴重影響東山灣與詔安灣的水動力環(huán)境，建議將海堤改為橋梁，可改善東山灣和詔安灣海域生態(tài)環(huán)境[6]。2020年，為了加強東山灣和詔安灣的海洋水文動力，增加灣區(qū)水體交換和自凈能力，修復東山灣和詔安灣海洋生態(tài)環(huán)境，漳州市政府決定實施利民惠民工程——東山縣八尺門海堤貫通工程。由于實施海堤貫通工程的清淤過程會產(chǎn)生海域底泥大量懸浮、擴散，造成施工海域周邊水體懸浮物擴散、濃度升高，影響海域水體環(huán)境質量，而水體環(huán)境質量變化會對海洋生物幼體的生長、攝食和存活等產(chǎn)生重大影響[7]，大量懸浮物出現(xiàn)在局部海域會造成該海區(qū)仔幼魚的鰓部堵塞而窒息死亡[8]。為了研究八尺門海堤清淤、疏浚施工產(chǎn)生的底泥懸浮物可能對海水養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的危害影響，本研究探討了八尺門海堤周邊海域底泥懸浮物對黃鰭鯛稚魚和幼魚的致死效應，旨在為項目清淤過程懸浮物擴散對水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響評價提供分析依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 實驗魚

實驗用黃鰭鯛稚魚和幼魚來自福建省漳州市漳浦鹽場錦興水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司，稚魚體長為(1.58±0.12)cm，幼魚體長為(7.30±0.20)cm。實驗前實驗魚于室內(nèi)實驗池中暫養(yǎng)一周，暫養(yǎng)期間投喂魚配合飼料，挑選活潑、健康的個體用于實驗。實驗前一天停止喂食，急性毒性試驗期間96 h不投餌。

1.1.2 實驗海水

實驗海水為東山灣海域的砂濾海水，水溫為(22±1)℃，鹽度為(32±1)，pH為(8.10±0.5)，NH4-N含量為0.010～0.026 mg/L，NO2-N含量為0.001～0.003 mg/L，NO3-N含量為0.250～0.267 mg/L，PO4-P含量為0.018～0.023 mg/L，實驗用海水符合《海水水質標準》[9]二類要求。

1.1.3 實驗底泥

實驗底泥采集于八尺門海堤兩側海域的東山灣側站位DS1(117°24′25.02″E、23°46′24.27″N)和詔安灣側站位ZA1(117°24′12.27″E、23°46′39.22″N)。底泥樣品采集、貯存與運輸依據(jù)GB/T 12763—2007《海洋調查規(guī)范》[10]和GB 17378—2007《海洋監(jiān)測規(guī)范》[11]中的要求進行。實驗底泥按急性毒性實驗一次采足，采集的底泥沉積物樣品進行隔絕空氣、低溫冷藏保存，按需用于實驗。站位底泥沉積物為黏土質粉砂，質量見表1，成分的檢測方法參照GB 17378—2007《海洋監(jiān)測規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行。

表1 八尺門附近海域底泥沉積物主要成分含量

注：*《海洋沉積物質量》第一類標準[12]。

Note：*Marine sediment quality，category one.

1.2 實驗方法

1.2.1 底泥懸浮液配制

根據(jù)實驗所需配制懸浮相濃度并稱取站位底泥(濕重)重量，將定量底泥溶于定量海水中，采用磁力攪拌器激烈攪拌30 min，200目篩絹過濾，靜置10 min不離心，取上層懸濁液按需用于實驗。

1.2.2 稚魚急性毒性實驗

參照《水質物質對淡水魚(斑馬魚)急性毒性測定方法》[13]和《海洋監(jiān)測規(guī)范》[11]的方法進行急性毒性實驗。先進行預實驗，然后根據(jù)預實驗結果，將急性毒性實驗的懸浮物溶液濃度梯度設置為10、40、160、 640、2 560、10 240、40 960 mg/L；每個梯度均設置3個平行組，另設置空白對照組(為砂濾海水，不加泥樣)。實驗容器為 3 L燒杯，定容2 L，每個燒杯加入實驗稚魚10尾，整個實驗過程不投餌，每隔2 h輕攪一次，使泥樣處于懸浮狀態(tài)，每24 h更換一次懸浮物溶液，實驗24、48、72、96 h分別記錄稚魚死亡情況。實驗期間觀察記錄黃鰭鯛稚魚的反應，并及時檢查和清除死亡個體，稚魚死亡判定：用玻璃棒輕觸魚體5 s，無任何反應即視為死亡。

1.2.3 急性毒性半致死量(LC50)及可置信限的計算

運用 Microsoft Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)整理分析，并根據(jù)《海洋監(jiān)測規(guī)范》[11]中的概率單位法計算出底泥懸浮物對黃鰭鯛稚魚的半致死濃度及95%可置信限。

1.2.4 在160 mg/L懸浮物濃度脅迫下的累積影響實驗

根據(jù)清淤生產(chǎn)工藝可能產(chǎn)生的懸浮物擴散濃度[14-15]、海水懸浮物人為增加量二級標準[9]和急性毒性實驗結果，選取160 mg/L為長時間脅迫影響黃鰭鯛幼魚的懸浮物濃度，以便發(fā)現(xiàn)其對黃鰭鯛幼魚的累積影響。實驗容器為35 cm×20 cm×25 cm培養(yǎng)箱，實驗前箱體消毒。每個培養(yǎng)箱加入實驗魚20尾，箱體定容10 L，每組設置2個平行，另外設置空白對照組(為砂濾海水，不加泥樣)。整個實驗過程充氣，每天投餌一次，每天更換一半水體的懸浮物溶液，實驗期間每天記錄魚死亡情況，觀察黃鰭鯛攝食和發(fā)生癥狀情況，并及時清除死亡個體，黃鰭鯛幼魚死亡判定：用玻璃棒觸動身體5 s，無任何反應即視為死亡。

1.2.5 死亡魚鏡檢觀察

對在急性毒性實驗和累積影響實驗中死亡的黃鰭鯛稚魚進行外觀觀察和顯微鏡觀察，并拍照。

2 結果

2.1 急性毒性

2.1.1 實驗初期稚魚中毒癥狀

實驗初期觀察發(fā)現(xiàn)，在10、40 mg/L的低濃度組底泥懸浮物中黃鰭鯛稚魚游泳正常，與空白對照組無顯著差別；而10 240、40 960 mg/L高濃度組中的黃鰭鯛稚魚表現(xiàn)出明顯癥狀：稚魚應激反應強烈，多在水面沿杯側壁急躁游動，且游動速度較快，一段時間后游動趨緩(圖1)。

2.1.2 不同濃度底泥懸浮物急性毒性結果

當?shù)啄鄳腋∥餄舛葹?0 mg/L時，其對黃鰭鯛稚魚未產(chǎn)生不良反應；40 mg/L及以上濃度底泥懸浮物均對黃鰭鯛稚魚產(chǎn)生一定的影響，出現(xiàn)死亡。96 h急性毒性實驗過程中，隨著底泥懸浮物濃度的升高和暴露時間的延長，底泥懸浮物對稚魚致死效應明顯增強，死亡率明顯升高，暴露在同一濃度下，詔安灣側底泥懸浮物濃度組死亡率高于東山灣側底泥懸浮物濃度組(表2)。利用詔安灣側底泥懸浮物最高濃度(40 960 mg/L)實驗的第1天就有出現(xiàn)稚魚死亡，死亡率為23.33%，實驗的第2天和第4天死亡率分別增加到36.67%和 66.67%；而東山灣側底泥懸浮物高濃度組(40 960 mg/L)第l天死亡率僅為6.67%，實驗第2天和第4天死亡率分別增加到13.33%和53.33%；在東山灣側和詔安灣側底泥懸浮物的低濃度組(40～640 mg/L)的黃鰭鯛稚魚均出現(xiàn)死亡，但96 h最高死亡率僅16.67%，處于較低水平。

通過概率單位法計算，得出詔安灣側底泥懸浮物對黃鰭鯛稚魚的96 h半致死濃度為8 111.30 mg/L，95%可置信限為3 505.90～22 662.09 mg/L，回歸曲線為y=0.650 1x+ 2.458 7，R2=0.954 0(圖2)；東山灣側底泥懸浮物對黃鰭鯛稚魚的96 h半致死濃度為21 849.52 mg/L，95%可置信限為6 053.41～78 704.58 mg/L，回歸曲線為y=0.594 8x+ 2.418 9，R2=0.927 2(圖2)。

表2 不同底泥懸浮物濃度下黃鰭鯛的死亡率和死亡概率

2.1.3 急性毒性實驗死亡稚魚鏡檢情況

對急性毒性實驗死亡的黃鰭鯛稚魚鏡檢，發(fā)現(xiàn)死亡個體鰓絲有大量底泥懸浮物顆粒和黏液(圖3-A)，體表鱗片也附著一層底泥懸浮物顆粒(圖3-B)。

注：A.稚魚鰓絲附著底泥懸浮物顆粒， 黏液多； B.稚魚鱗片附著底泥懸浮物顆粒。

Notes：A.Viscous state of suspended sediment particles in gill filaments of juvenileA.latus；B.Sediment particles attached to scales of juvenileA.latus.

2.2 160 mg/L底泥懸浮物脅迫對幼魚的累積影響

在160 mg/L底泥懸浮物濃度脅迫下幼魚的累積影響結果：第1天實驗組黃鰭鯛幼魚就有出現(xiàn)死亡，其中詔安灣側底泥組的幼魚死亡時間先于東山灣側組，死亡幼魚體表外觀正常，鰓絲鏡檢有大量懸浮物顆粒；至第5天詔安灣側底泥組死亡率達到30.0%，東山灣側底泥組死亡率達到17.5%，對照組未出現(xiàn)死亡；至第10天詔安灣側底泥組和東山灣側底泥組死亡率均達到35.0%，死亡幼魚鰓絲附著大量懸浮物和黏液(圖4-A、B)；至第30天對照組累積死亡率僅為5.0%，而詔安灣側底泥組累積死亡率達到42.5%，東山灣側底泥組累積死亡率達到40.0%，兩實驗組死亡率接近，但遠高于對照組(表3)。累積脅迫死亡的幼魚體表外觀雖然正常完整(圖4-C)，但顯微鏡觀察鰓絲和鱗片均有大量底泥懸浮物附著和黏液分布(圖4-A、B)，且胃腸較空。

經(jīng)30 d觀察，對照組和實驗組黃鰭鯛存活幼魚每天均可正常攝食，而死亡的黃鰭鯛幼魚體表外觀觀察和顯微鏡檢查未發(fā)現(xiàn)有由病原體引起的疾病癥狀發(fā)生。養(yǎng)殖至第30天，對照組平均增重率為4.17%，詔安灣側底泥組平均增重率為3.06%，東山灣側平均增重率為3.75%，與對照組相比，兩個實驗組平均增重率稍低。

表3 160 mg/L底泥懸浮物濃度脅迫下對黃鰭鯛幼魚累積影響

注：A.幼魚鰓絲懸浮物顆粒附著；B.幼魚鱗片底泥懸浮物顆粒附著；C.死亡的黃鰭鯛幼魚外觀完整。

Notes：A.Suspended particles attached to gill filaments of youngA.latus；B.Suspended sediment particles attached to scales of youngA.latus；C.The body of dead youngA.latusremaining intact.

3 討論

孫廷慶等[14]調查監(jiān)測青島新港建設過程海域水體環(huán)境懸浮物的變化，發(fā)現(xiàn)施工海域懸浮物的最高含量變化可達147.5 mg/L，而鄭志華等[15]認為航道疏浚過程中施工挖泥船附近海域水體環(huán)境懸浮物增量可達150 mg/L，因此，本研究依據(jù)清淤生產(chǎn)上可能產(chǎn)生的懸浮物擴散濃度和急性毒性實驗結果，選取160 mg/L懸浮物脅迫濃度進行累積影響實驗。Reynold J B[16]認為懸浮物對魚類的影響分為三類，即致死效應、亞致死效應以及行為影響。周勇等[17]認為懸浮物中有毒成分含量如果低于海洋沉積物質量第一類標準，基本不會對受試動物產(chǎn)生毒害作用，但水體中細懸浮物顆粒吸附到魚鰓，會阻礙半滑舌鰨(Cynoglossussemilaevis)呼吸而導致其稚魚死亡；林詩天等[18]認為底泥懸浮物顆粒會黏附魚體表和鰓組織，干擾其感覺和呼吸功能，導致川紋笛鯛(Lutjanussebae)和尖吻鱸(Latescalcarifer)死亡，且認為隨著時間增加，懸浮物濃度對川紋笛鯛和尖吻鱸均具有積累刺激作用；王娟娟等[19]認為隨著暴露在懸浮物中時間的延長，鱸魚和梭魚的幼魚對懸浮物敏感性也逐漸增強，在高濃度懸浮物條件下，細顆粒懸浮物覆蓋魚呼吸上皮細胞，阻斷了其與水中氣體交換，大顆粒懸浮物質則被腮部截留，沉積于鰓片，影響了濾水和呼吸功能，最終導致魚缺氧窒息死亡。本研究急性毒性實驗表明，當懸浮物濃度為40 mg/L及以上時，懸浮物會對黃鰭鯛稚魚產(chǎn)生不良影響，高濃度底泥懸浮物會導致黃鰭鯛稚魚體表鱗片和鰓絲附著大量底泥懸浮物顆粒，對稚魚有較強致死效應；160 mg/L低濃度懸浮物脅迫實驗表明，底泥懸浮物黏附黃鰭鯛幼魚體表鱗片和鰓絲表面，阻礙了幼魚正常呼吸和感觸功能，容易造成幼魚缺氧死亡，底泥懸浮物顆粒對黃鰭鯛幼魚具有很強累積致死效應，暴露30 d可造成幼魚死亡率達40.0%～42.5%。本研究結果與相關學者研究成果基本一致，認為清淤等工程大量產(chǎn)生的底泥懸浮物對魚類具有重大影響，其可造成魚類體表鱗片和鰓絲黏附泥懸浮物顆粒，阻礙了魚類正常呼吸和感觸功能的發(fā)揮，最終導致魚類急性毒性死亡或慢性累積死亡。

八尺門海域DS1站位和ZA1站位的底泥沉積物主要以黏土質粉砂沉積物為主，除石油類和硫化物含量外，主要成分均符合第一類海洋沉積物質量標準。東山灣側海域DS1站位底泥沉積物石油類含量符合第二類海洋沉積物質量標準；詔安灣側海域ZA1站位底泥沉積物石油類含量超過第三類海洋沉積物質量標準，硫化物含量符合第二類海洋沉積物質量標準。表明詔安灣側海域底泥沉積物比東山灣側海域底泥沉積物污染嚴重，而本研究對黃鰭鯛稚魚的急性毒性結果表明，詔安灣側底泥懸浮物對稚魚的96 h半致死濃度為8 111.30 mg/L，東山灣側底泥懸浮物對稚魚的96 h 半致死濃度為21 849.52 mg/L，進一步說明詔安灣側海域底泥沉積物比東山灣側污染嚴重、毒性大。這可能與詔安灣側水道狹長、水動力條件極差、水體交換慢，容易導致相關污染物沉積相關。

本研究結果表明東山八尺門海域底泥懸浮物的大量產(chǎn)生對黃鰭鯛具有明顯的致死效應，所以在東山八尺門海域項目清淤過程中，須結合水動力和懸浮物擴散的數(shù)模方法，在目標海域進行懸浮物斷面連續(xù)跟蹤監(jiān)測。鄭志華等[15]認為一旦發(fā)現(xiàn)懸浮物增量大于150 mg/L或外圍養(yǎng)殖區(qū)邊界懸浮物濃度增量大于10 mg/L，就需要控制清淤作業(yè)強度和采取防控措施(包括采用防污簾和沉降劑等)，盡快降低懸浮物濃度，減少其對周邊海域養(yǎng)殖生物生長的影響，避免漁業(yè)污染事故的發(fā)生。對于海水養(yǎng)殖從業(yè)者來說，應密切注意海區(qū)懸浮物濃度，若發(fā)現(xiàn)水質渾濁，應立即停止取水或轉移網(wǎng)箱，以減少養(yǎng)殖損失。

4 結論

1)40 mg/L及以上底泥懸浮物濃度對黃鰭鯛稚魚產(chǎn)生一定的影響，且隨著底泥懸浮物濃度的升高和暴露時間的延長，底泥懸浮物對黃鰭鯛稚魚致死效應明顯增強。詔安灣側底泥懸浮物對黃鰭鯛稚魚的96 h半致死濃度為8 111.30 mg/L，東山灣側底泥懸浮物對稚魚的96 h半致死濃度為21 849.52 mg/L。

2)底泥懸浮物長時間脅迫會造成懸浮物顆粒黏附幼魚體表和鰓絲，造成幼魚呼吸困難和生長緩慢，具有慢性累積致死作用，在160 mg/L懸浮物濃度脅迫30 d，黃鰭鯛幼魚累積死亡率可達40.0%～42.5%。

致謝：實驗得到福建省水產(chǎn)研究所海洋生物疾病防控研究中心項目課題組的大力支持和幫助，謹致謝忱。