鎘對(duì)克氏原螯蝦的急性毒性作用研究

李紀(jì)春 劉慧圓 楊吉柯 王一帆 游輝 鐘瑤 李帥東 車麗濤 楊雅茹

摘要：采用靜水水生生物毒性試驗(yàn)法，研究重金屬鎘對(duì)克氏原螯蝦的影響?？耸显r對(duì)重金屬鎘會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的急性毒性效應(yīng)，通過(guò)probit過(guò)程分析得出6 h、12 h、24 h、48 h的LC50分別為：177.699 mg/L、80.706 mg/L、32.281 mg/L、26.350 mg/L，LC50與時(shí)間存在著緊密關(guān)系，LC50隨著暴露時(shí)間的變化而變化，時(shí)間越久LC50值越低；安全質(zhì)量濃度為5.267 mg/L，是我國(guó)漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的1053.4倍；水體中鎘為10 mg/L時(shí)，克氏原螯蝦肝胰腺組織和肌肉組織中鎘含量分別為3.09 mg/L、0.173 mg/L，嚴(yán)重超出我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品食品限定標(biāo)準(zhǔn)0.005 mg/L；鎘為83 mg/L時(shí)，克氏原螯蝦的肝胰腺組織形態(tài)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出異常，并在24 h小龍蝦全部致死。結(jié)果表明，克氏原螯蝦對(duì)重金屬鎘具有較強(qiáng)的耐受力和抵抗能力。

關(guān)鍵詞：克氏原螯蝦；重金屬鎘；急性毒性

中圖分類號(hào)：S945 X174??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

基金項(xiàng)目：2022年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202210641034）；四川省科技計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（23ZDYF3050）；宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目（ZRKY21ZD-01）

作者簡(jiǎn)介：李紀(jì)春（2000—），男，四川廣安人，本科，研究方向?yàn)閯?dòng)物生產(chǎn)與環(huán)境控制。

通訊作者：楊雅茹（1989—），女，四川宜賓人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)閯?dòng)物生產(chǎn)與環(huán)境控制。

隨著工業(yè)城市化的進(jìn)程，城鎮(zhèn)生活垃圾污水不合理處置、金屬工業(yè)的產(chǎn)生和開(kāi)發(fā)利用的廢水、農(nóng)業(yè)活動(dòng)生產(chǎn)以及含鎘氣體的產(chǎn)生等［1］，重金屬鎘對(duì)水環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。廣泛存在于水體環(huán)境中的重金屬鎘，作為其主要污染物之一，對(duì)大部分的水生生物造成了嚴(yán)重的危害［2］。水生生物通過(guò)浸透、呼吸、消化、吸收等途徑對(duì)水體中暴露的重金屬鎘進(jìn)行富集，生物體內(nèi)富集的鎘毒性強(qiáng)、代謝半衰期長(zhǎng)，其半衰期和代謝半衰期為10～30 a和4～19 a。生物體難以分解和利用鎘，鎘不斷地在體內(nèi)進(jìn)行蓄積，在生物法則的食物鏈作用下，高一級(jí)的生物體內(nèi)的重金屬鎘不斷蓄積［3］，從而對(duì)人類的生命健康構(gòu)成巨大威脅。

克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），又俗稱小龍蝦，是我國(guó)最大淡水經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)養(yǎng)殖物種之一，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值含量高，肉質(zhì)緊致鮮美，對(duì)于廣大消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是深夜美食的靈魂，在夜經(jīng)濟(jì)當(dāng)中長(zhǎng)期占據(jù)重要地位，受到水產(chǎn)養(yǎng)殖者的廣泛投產(chǎn)。據(jù)《中國(guó)小龍蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2022）》［4］，2021年，我國(guó)淡水小龍蝦在經(jīng)濟(jì)動(dòng)物養(yǎng)殖類中位居第六，其總體養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量達(dá)2600萬(wàn)×667 m2和263.36萬(wàn)t，較2019年分別增長(zhǎng)19.01%和10.02%，生產(chǎn)總值達(dá)4221.95億元，同比增長(zhǎng)22.43%。國(guó)內(nèi)外對(duì)克氏原螯蝦成年雄蝦的急性毒性研究甚少，而研究其急性毒性試驗(yàn)，可以對(duì)克氏原螯蝦的養(yǎng)殖水體最低安全質(zhì)量濃度的指標(biāo)制定和大田生產(chǎn)應(yīng)用提供可靠的科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與分組

克氏原螯蝦選自宜賓海德水產(chǎn)科技有限公司在南溪區(qū)養(yǎng)殖基地的成年雄蝦，平均體重（22.99±1.01）g，平均體長(zhǎng)（8.69±0.16）cm。在實(shí)驗(yàn)室的養(yǎng)殖池內(nèi)暫養(yǎng)3天，暫養(yǎng)期間連續(xù)供氧，不換水，每日18：00時(shí)正常投喂原始飼料，死亡率低于40%。預(yù)試驗(yàn)和正式試驗(yàn)開(kāi)始前一天停止飼喂飼料，然后隨機(jī)選取四肢健全，靈敏度高，強(qiáng)健有力，活潑好動(dòng)的蝦作為試驗(yàn)用蝦。試驗(yàn)分組蝦數(shù)為每組20尾，每組3個(gè)重復(fù)。

1.2 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，時(shí)間為2022年7月至10月。養(yǎng)殖池規(guī)格為550 mm×450 mm×300 mm（長(zhǎng)×寬×高），試驗(yàn)用水為160 L白色塑膠水桶在陽(yáng)光下充分曝氣2 d后的實(shí)驗(yàn)室自來(lái)水，試驗(yàn)環(huán)境溫度采用美的空調(diào)調(diào)控，實(shí)驗(yàn)室溫度為（21.73±1.73）℃，養(yǎng)殖水體溫度為（18.99±1.53）℃。

1.3 試驗(yàn)儀器與試劑

重金屬鎘采用北京有色金屬研究總院生產(chǎn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品GSB04-1721-2004單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液硝酸鎘［Cd（NO3）2］，每組所需濃度以此為原液進(jìn)行稀釋使用，其余使用儀器和試劑見(jiàn)表1和表2。

1.4 試驗(yàn)方法

按照水生動(dòng)物毒理學(xué)試驗(yàn)方法開(kāi)展預(yù)實(shí)驗(yàn)［5］，按等比間距設(shè)置水體濃度區(qū)間，找到水體鎘離子對(duì)成體雄性克氏原螯蝦的24 h全死亡和48 h全存活濃度。再根據(jù)水體濃度區(qū)間上下限按等對(duì)數(shù)間距設(shè)置濃度梯度開(kāi)展正式實(shí)驗(yàn)，設(shè)置4個(gè)濃度梯度，分別為：10 mg/L、33 mg/L、63 mg/L和83 mg/L，再設(shè)置一個(gè)空白對(duì)照組，每個(gè)水體鎘濃度設(shè)置3個(gè)平行組。因成體易區(qū)分性別，每組放克氏原螯蝦成體雄性20只，各加入6 L相應(yīng)濃度的溶液。試驗(yàn)開(kāi)始后不充氣、不換水、不投喂，6 h、12 h、24 h和48 h觀察克氏原螯蝦的中毒狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)死亡蝦體數(shù)量并直接取出死亡克氏原螯蝦，檢測(cè)對(duì)照組和24 h全致死濃度的死亡蝦體的組織病理學(xué)指標(biāo)以及對(duì)照組和48 h全存活濃度中的小龍蝦鎘富集情況，同時(shí)計(jì)算所有試驗(yàn)組的平均死亡數(shù)量。死亡判斷標(biāo)準(zhǔn)為：沉于底部，碰觸身體5 min不動(dòng)。

1.5 重金屬鎘測(cè)定

將養(yǎng)殖對(duì)照組和48 h全存活濃度中的小龍蝦隨機(jī)取樣（每個(gè)重復(fù)隨機(jī)2只），解剖腹部肌肉、肝胰腺，采用0.9%生理鹽水進(jìn)行輕度沖洗，再用吸水紙吸干水分，裝入5 mL移液管-18℃凍藏，送往成都匯標(biāo)檢測(cè)技術(shù)有限公司，參照GB 5009.268-2016第一法（定量限為0.005 mg/kg），采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進(jìn)行鎘測(cè)定。

1.6 組織形態(tài)觀察

為了觀察對(duì)照組和24 h全致死的小龍蝦肝胰腺的組織病理學(xué)變化，制作HE染色切片進(jìn)行顯微觀察。將解剖的新鮮小龍蝦肝胰腺采用0.9%生理鹽水進(jìn)行輕度沖洗，再用吸水紙吸干水分，放入5 mL的離心管中并加入福爾馬林溶液完全浸入，在低溫4℃下保存，送至上海鄭核生物科技有限公司進(jìn)行石蠟切片制作，然后進(jìn)行組織學(xué)觀察。

1.7 數(shù)據(jù)分析與處理

用SPSS 28.0分析軟件處理數(shù)據(jù)，結(jié)果為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

鎘脅迫急性毒性試驗(yàn)建立概率單位-質(zhì)量濃度的直線回歸方程，估算鎘對(duì)克氏原螯蝦6 h、12 h、24 h和48 h半致死濃度（LC50）及95%置信區(qū)間。鎘對(duì)克氏原螯蝦的安全濃度（Sc）公式（1）為［6］：

SC=48 h LC50×0.324 h LC5048 h LC502（1）

多組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法采用單因素方差分析（one-way ANOVA）法，當(dāng)差異顯著時(shí)，采用Duncans法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 中毒癥狀

試驗(yàn)期間，鎘溶液質(zhì)量較高組（≥33 mg/L）中的小龍蝦在剛放入試驗(yàn)溶液時(shí)均出現(xiàn)四處竄游，敏感性大，躁動(dòng)不安，而鎘溶液質(zhì)量較低組（≤33 mg/L）中小龍蝦的活動(dòng)現(xiàn)象與對(duì)照組相似，在水體中靜伏或者緩慢地游走。各組小龍蝦隨著時(shí)間不斷延長(zhǎng)，小龍蝦的活動(dòng)現(xiàn)象趨于緩慢和平靜，在暫養(yǎng)池內(nèi)對(duì)外界刺激反應(yīng)表現(xiàn)遲緩，有的開(kāi)始出現(xiàn)側(cè)翻或者仰翻狀態(tài)，口吐黃色體內(nèi)物質(zhì)（見(jiàn)圖1），最后慢慢沉浮水底，直至死亡。生物體中含有一定的金屬巰蛋白，與一定的金屬離子結(jié)合在一定范圍內(nèi)起到解毒作用，一旦超過(guò)解毒范圍，體內(nèi)不斷蓄積的重金屬離子就會(huì)轉(zhuǎn)移到生物體內(nèi)的肝腎中影響代謝，并與其體內(nèi)的生物大分子如酶、核酸等相互作用下，從而導(dǎo)致器官損傷及致命［7］。而各組小龍蝦的死亡率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯不斷地增高。較高質(zhì)量濃度組（≥33 mg/L）小龍蝦中毒死亡狀態(tài)中，在前期，部分死亡體態(tài)呈側(cè)臥卷曲狀，中期時(shí)，出現(xiàn)靜伏水底或者仰翻水體中的死亡狀態(tài)，在經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間的觀察發(fā)現(xiàn)，小龍蝦的尾部、肌肉部、足節(jié)肢以及頭內(nèi)容物被殘食殆盡。

2.2 急性毒性效應(yīng)

由表1可知，小龍蝦的毒性效應(yīng)隨著鎘溶液的濃度與作用的變化而存在差異，當(dāng)小龍蝦在鎘濃度為10 mg/L時(shí)48 h的死亡率為0，而鎘濃度＞33 mg/L時(shí)，小龍蝦在48 h的死亡率達(dá)80%以上，在鎘濃度為83 mg/L時(shí)小龍蝦在24 h全部死亡；表明小龍蝦在鎘污染環(huán)境中存在著一定較強(qiáng)的耐受力，對(duì)鎘濃度的增加有一定的敏感性，在高鎘濃度下的敏感性明顯較高，毒性更大。

對(duì)不同質(zhì)量濃度組的急性毒性死亡小龍蝦數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，得到概率單位-質(zhì)量濃度的直線回歸方程，并對(duì)其相關(guān)性系數(shù)和回歸顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)。由表2可知，小龍蝦對(duì)不同濃度重金屬鎘的耐受性不同，小龍蝦在6 h、12 h、24 h、48 h的死亡率與不同濃度的變化呈極顯著性相關(guān)，在一定時(shí)間內(nèi)小龍蝦死亡率隨著重金屬鎘的濃度增加而增加。對(duì)表1的過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)probit過(guò)程分析得出6 h、12 h、24 h、48 h的LC50分別為：177.699 mg/L、80.706 mg/L、32.281 mg/L、26.350 mg/L，LC50與時(shí)間存在著緊密關(guān)系，LC50隨著暴露時(shí)間的變化而變化，時(shí)間越久LC50值越低。采用公式計(jì)算得出安全質(zhì)量濃度為：5.267 mg/L，參照我國(guó)漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限定量0.005 mg/L［8］，鎘對(duì)小龍蝦的安全質(zhì)量濃度超出1053.4倍，表明小龍蝦對(duì)鎘污染的耐受能力很強(qiáng)。根據(jù)譚樹(shù)華等［9］文中參照的毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：LC50＜1 mg/L為劇毒，1～100 mg/L為高毒，100～1000 mg/L為中等毒性，1000～10000 mg/L為低毒，＞10000 mg/L為微毒或無(wú)毒，48 h LC50鎘對(duì)小龍蝦毒性為高毒。

2.3 組織中重金屬鎘含量

對(duì)鎘暴露濃度為10 mg/L環(huán)境中小龍蝦在48 h的肝胰腺組織和肌肉組織進(jìn)行鎘蓄積濃度測(cè)定，并與對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比。由表3可知，B組（10 mg/L）小龍蝦肝胰腺組織和肌肉組織中鎘含量分別為3.09 mg/L、0.173 mg/L，A組（對(duì)照組）小龍蝦肝胰腺組織和肌肉組織中鎘含量分別為0.924 mg/L、0.0207 mg/L；與A組（對(duì)照組）進(jìn)行對(duì)比，B組的鎘含量顯著升高，嚴(yán)重超出我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品食品限定標(biāo)準(zhǔn)0.005 mg/L。結(jié)果表明小龍蝦在鎘暴露環(huán)境中有較強(qiáng)的蓄積能力和耐受力，并且肝胰腺組織的蓄積能力大于肌肉組織的蓄積能力。

2.4 組織形態(tài)學(xué)觀察

由24 h的E組（83 mg/L）和A組（對(duì)照組）的小龍蝦的肝胰腺組織的HE染色切片圖像得知，A組（對(duì)照組）小龍蝦肝胰腺組織的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)正常，其小管結(jié)構(gòu)完整無(wú)損傷，管腔呈空型星結(jié)構(gòu)，相鄰細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)緊密；E組（83 mg/L）的肝胰腺組織形態(tài)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出異常，小管結(jié)構(gòu)退化，管腔擴(kuò)張勢(shì)空化，肝細(xì)胞呈空泡樣病變。結(jié)果表明，小龍蝦蓄積在肝臟的鎘對(duì)其組織形態(tài)結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的損傷，肝胰腺組織是小龍蝦儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要場(chǎng)所［10］，從而導(dǎo)致小龍蝦的肝胰腺機(jī)能改變影響相關(guān)酶活性及解毒代謝能力等，最后死亡。圖2為蝦的肝臟HE切片形態(tài)，B細(xì)胞為分泌細(xì)胞（黑色箭頭），E細(xì)胞為胚胎細(xì)胞（黃色箭頭），可見(jiàn)肝臟小管（紅色箭頭），小管間可見(jiàn)基底膜（藍(lán)色箭頭）分割，并見(jiàn)肝臟管腔（綠色箭頭）。

3 討論

3.1 鎘暴露對(duì)克氏原螯蝦的急性毒性效應(yīng)

不同的甲殼類、魚(yú)類等水生生物對(duì)重金屬鎘的敏感性不同，且鎘暴露對(duì)不同水生生物的急性毒性效應(yīng)也存在明顯差異。甲殼類水生生物克氏原螯蝦對(duì)鎘有較強(qiáng)的耐受力，宋維彥等［11］通過(guò)對(duì)幼體克氏原螯蝦進(jìn)行重金屬鎘急性毒性試驗(yàn)得出，在24 h、48 h、96 h的LC50濃度為36.99 mg/L、8.31 mg/L、4.22 mg/L，與高淑英等［12］對(duì)幼體日本對(duì)蝦進(jìn)行鎘急性毒性試驗(yàn)中24 h、48 h、96 h的LC50濃度為1.616 mg/L、0.887 mg/L、0.303 mg/L進(jìn)行相比，幼體克氏原螯蝦是幼體日本對(duì)蝦相同時(shí)間LC50含量的10倍左右。歐小兵等［13］研究水螅在24 h、48 h、72 h、96 h的LC50含量為0.002 mg/L、0.001 mg/L、0.000 mg/L、0.000 mg/L；江敏等［14］在24 h、48 h、72 h、96 h對(duì)羅氏沼蝦仔蝦進(jìn)行鎘毒性研究，相應(yīng)LC50含量為0.032 mg/L、0.022 mg/L、0.015 mg/L、0.015 mg/L；以及王桂燕等［15］和王琳等［16］對(duì)草魚(yú)和櫛孔扇貝幼貝進(jìn)行鎘毒性研究，24 h、48 h、72 h、96 h的LC50含量為40.020 mg/L、35.050 mg/L、28.990 mg/L、24.410 mg/L和4.480 mg/L、3.160 mg/L、2.250 mg/L、1.620 mg/L的研究與譚樹(shù)華等［9］對(duì)克氏原螯蝦在24 h、48 h、72 h、96 h研究的LC50含量1197.093 mg/L、142.065 mg/L、90.848 mg/L、82.637 mg/L的對(duì)比下發(fā)現(xiàn)，對(duì)鎘暴露的敏感能力中腔腸類動(dòng)物＞甲殼類動(dòng)物＞魚(yú)類動(dòng)物，其中克氏原螯蝦的抵抗重金屬鎘的能力最強(qiáng)。本文中成體克氏原螯蝦急性毒性研究中48 h LC50含量為26.350 mg/L，遠(yuǎn)高于董興學(xué)等［17］對(duì)幼體克氏原螯蝦鎘急性毒性研究的48 h LC50含量為1.371 mg/L；對(duì)比結(jié)果表明，克氏原螯蝦的體積大小、活動(dòng)狀態(tài)、養(yǎng)殖環(huán)境、鎘形態(tài)均會(huì)影響鎘暴露的情況，成體克氏原螯蝦比幼體克氏原螯蝦排毒能力和抵抗能力都強(qiáng)。在成體克氏原螯蝦鎘暴露的急性毒性研究中，譚樹(shù)華等［9］發(fā)現(xiàn)克氏原螯蝦在高濃度（157、250 mg/L）組中48 h的死亡率超過(guò)60%，LC50值142.06 mg/L，低濃度（63 mg/L）組中死亡率只有20%，LC50值1197.09 mg/L，安全質(zhì)量濃度為0.60 mg/L，本文研究結(jié)果與其對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)結(jié)果和過(guò)程中存在差異，但結(jié)果趨勢(shì)相同，本試驗(yàn)在鎘暴露量較低情況下，死亡率和安全質(zhì)量濃度均較高，原因可能是試驗(yàn)環(huán)境溫度未采用精密恒溫儀器、未提供充足恒定的溶解氧、水質(zhì)軟硬度不同、溫度過(guò)高、鎘離子含量高、養(yǎng)殖空間狹窄、養(yǎng)殖水體不足、pH含量未恒定和夏季季節(jié)原因等。

3.2 鎘在克氏原螯蝦不同組織中的含量及蓄積情況

鎘是一種有毒有害的重金屬元素，在水體中存在時(shí)間較長(zhǎng)，容易被生物吸收并積累。鎘可以影響克氏原螯蝦的生長(zhǎng)、發(fā)育、呼吸和免疫等方面。鎘可以通過(guò)口器、鰓和腸道等多種途徑被克氏原螯蝦吸收［18］。小龍蝦采食受重金屬鎘污染的飼料，鎘進(jìn)入消化道分布到各個(gè)器官蓄積，達(dá)到一定量時(shí)造成嚴(yán)重?fù)p傷，抑制生長(zhǎng)發(fā)育［19］，口器攝食成為主要的鎘富集途徑?？耸显r頭部的口器對(duì)鎘的攝入具有較高的選擇性和親和力。在克氏原螯蝦體內(nèi)，鎘主要積累在肝、鰓和肌肉等組織中。并且，鎘還可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)運(yùn)到卵巢、胃腺和消化腺等組織中。

長(zhǎng)期受到鎘污染的克氏原螯蝦，其肝臟和鰓中的鎘含量較高，而且隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，鎘的積累也會(huì)逐漸增加。黃霞等［20］在克氏原螯蝦體內(nèi)發(fā)現(xiàn)重金屬鎘的殘留規(guī)律，肝臟中的含量占整體最高，其次是鰓，最后依次是肌肉組織、尾部和蝦足部組織。何志剛等［21］在泉州地區(qū)的小龍蝦體內(nèi)鰓、肝臟、肌肉和足部中分別測(cè)定出0.114 mg/kg、0.147 mg/kg、0.014 mg/kg、0.024 mg/kg的重金屬鎘。金璇等［22］研究發(fā)現(xiàn)小龍蝦頭部?jī)?nèi)的肝臟、鰓等器官對(duì)重金屬具有蓄積能力，蓄積濃度比肌肉組織高。王青欽等［23］在貴州獨(dú)山草種場(chǎng)對(duì)小龍蝦體內(nèi)重金屬研究得出，六月，小龍蝦肝臟和肌肉解剖測(cè)定重金屬鎘分別為（0.40±0.05）mg/kg和（0.29±0.03）mg/kg，肝臟中重金屬鎘含量明顯高于肌肉組織。而張旭等［24］對(duì)貴州草海江家灣、西海碼頭、吳家?guī)r頭和嘍啰山四個(gè)地區(qū)小龍蝦各組織內(nèi)的重金屬鎘測(cè)定得出其肌肉和肝臟平均含量為（0.09±0.01）mg/kg、（0.87±0.28）mg/kg。吳坤杰等［25］在信陽(yáng)市的污水溝里面檢測(cè)出克氏原螯蝦體內(nèi)含有0.42 mg/kg的鎘。魏唯等［26］在養(yǎng)殖環(huán)境對(duì)小龍蝦體內(nèi)重金屬的水平及分布影響研究中發(fā)現(xiàn)，小龍蝦在富集鎘污染的水體中吸收量隨著時(shí)間變化緩慢增長(zhǎng)，第6天時(shí)，體內(nèi)的鎘已蓄積了7.2832 mg/kg。

本文試驗(yàn)結(jié)果與上述學(xué)者試驗(yàn)趨同，表明各時(shí)期的克氏原螯蝦在不同鎘暴露污染環(huán)境下適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)激低，環(huán)境中的克氏原螯蝦采食含量較低的含鎘食物，鎘日益累積在蝦體內(nèi)；肝胰腺組織中的重金屬鎘含量是所有組織中最高的，肌肉的含量微少。近年來(lái)，小龍蝦是人們美食餐桌上的佳肴，受到了眾多消費(fèi)者的青睞，然而小龍蝦頭部中的肝胰腺組織，俗稱“蝦黃”，可能鎘污染嚴(yán)重，人們應(yīng)多注重食品安全。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)健康報(bào)告和慢性疾病狀況報(bào)告等［27-28］數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，我國(guó)成年人平均體重為61.8 kg、每日人均水產(chǎn)品攝入量為29.6 g［29］。同時(shí)參考隸屬于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）中的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（JECFA）和中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)（CNS）制定的每周對(duì)重金屬鎘的耐受攝入量（PTWI）為0.000018 mg/（kg·d）［30-32］。因此，鎘污染已經(jīng)成為淡水生態(tài)系統(tǒng)中不可忽視的環(huán)境問(wèn)題之一，需要引起廣泛關(guān)注和重視，人們一旦采食污染超標(biāo)的水產(chǎn)品等食物，均會(huì)造成健康危害。

3.3 重金屬鎘對(duì)克氏原螯蝦組織的影響

鎘在克氏原螯蝦中主要以離子形式存在，并且可以通過(guò)多種途徑被吸收和積累。在克氏原螯蝦體內(nèi)，鎘首先被肝和鰓組織積累，然后再向其他組織轉(zhuǎn)移，肝胰腺則為主要的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存器官。

鎘對(duì)克氏原螯蝦的毒理作用機(jī)制非常復(fù)雜。鎘可以通過(guò)多種途徑影響克氏原螯蝦的生物學(xué)過(guò)程。首先，鎘可以干擾克氏原螯蝦的生理代謝過(guò)程。鎘會(huì)影響克氏原螯蝦的呼吸過(guò)程，并進(jìn)一步影響其氧化磷酸化過(guò)程和產(chǎn)生ATP的效率。其次，鎘還可以引起克氏原螯蝦體內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng)。鎘作為自由基產(chǎn)生劑，可以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)過(guò)氧化和蛋白質(zhì)氧化等反應(yīng)，導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生。另外，鎘可以抑制克氏原螯蝦的免疫功能，降低其對(duì)病原體的抵抗力［33］。

董學(xué)興等［34］通過(guò)鎘對(duì)克氏原螯蝦的酶代謝影響研究發(fā)現(xiàn)，酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性：肝胰腺組織＞肌肉組織，與吳曉敏［35］研究結(jié)果中不同鎘濃度的酶活性變化趨勢(shì)相同，隨著鎘濃度的升高，其活性先升高后降低，表明重金屬鎘對(duì)克氏原螯蝦組織中的酶活性影響不同。克氏原螯蝦受到重金屬鎘污染脅迫時(shí)，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)機(jī)制，通過(guò)過(guò)氧化氫酶等物質(zhì)將活性氧自由基去除，進(jìn)一步保護(hù)機(jī)體不被有害物質(zhì)損傷。譚樹(shù)華等［36］研究了克氏原螯蝦肝胰腺組織在鎘不同污染濃度影響下谷胱甘肽、VC和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的變化，研究表明，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性隨著鎘濃度的升高而先升高后降低，但是，VC在趨勢(shì)后的脅迫中表現(xiàn)出一定程度的恢復(fù)性，而始終被誘導(dǎo)的谷胱甘肽在鎘濃度升高的影響下沒(méi)有明顯變化。本文中肝胰腺細(xì)胞組織空泡樣病變，小管結(jié)構(gòu)退化，功能減退，從而導(dǎo)致過(guò)氧化氫酶等活性降低，無(wú)法清除活性氧自由基，使克氏原螯蝦的解毒機(jī)制無(wú)法產(chǎn)生，抗氧化酶結(jié)構(gòu)改變，對(duì)氧化酶和活性氧自由基的氧化沒(méi)有抵抗能力，從而將含巰蛋白質(zhì)消耗殆盡，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破損，使其大分子物質(zhì)暴露并被氧化，最后趨向死亡。

4 結(jié)論

克氏原螯蝦是水生動(dòng)物中面臨不同濃度鎘污染耐受力和抵抗能力較強(qiáng)的品種：48 h克氏原螯蝦LC50值26.350 mg/L，Sc值5.267 mg/L，參照我國(guó)漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限定量0.005 mg/L，本試驗(yàn)Sc值超出1053.4倍；當(dāng)鎘濃度＞33 mg/L時(shí)，小龍蝦在48 h的死亡率達(dá)80%以上，而小龍蝦在鎘濃度為10 mg/L時(shí)48 h的死亡率為0，組織中肝胰腺和肌肉鎘含量為3.09 mg/L和0.173 mg/L，嚴(yán)重超出我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品食品限定標(biāo)準(zhǔn)0.005 mg/L。

24 h克氏原螯蝦致死濃度為83 mg/L，通過(guò)組織形態(tài)學(xué)觀察肝胰腺組織發(fā)現(xiàn)，小龍蝦蓄積在肝臟的鎘對(duì)其組織形態(tài)結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的損傷。肝胰腺組織是小龍蝦儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要場(chǎng)所，鎘會(huì)導(dǎo)致小龍蝦的肝胰腺的巰蛋白質(zhì)消耗殆盡以及機(jī)能改變影響相關(guān)酶活性及解毒代謝能力等，最后死亡。

參考文獻(xiàn)

［1］Hua X，Huang X，Tian J，et al.Migration and distribution of cadmium in aquatic environment：the important role of natural biofilms［J］.Science of the Total Environment，2019，670：478-485.

［2］Adam M A，Maftuch M，Kilawati Y，et al.The effect of cadmium exposure on the cytoskeleton and morphology of the gill chloride cells in juvenile mosquito fish（Gambusia affinis）［J］.The Egyptian Journal of Aquatic Research，2019，45（4）：337-343.

［3］曾晨，郭少娟，楊立新.汞、鎘、鉛、砷單一和混合暴露的毒性效應(yīng)及機(jī)理研究進(jìn)展［J］.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2018，8（2）：221-230.

［4］全國(guó)水產(chǎn)技術(shù)推廣總站，中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)，中國(guó)水產(chǎn)流通與加工協(xié)會(huì).中國(guó)小龍蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2022）［N］.中國(guó)漁業(yè)報(bào)，2022-06-13（004）.

［5］周永欣，章宗涉.水生生物毒性試驗(yàn)方法［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1989.

［6］邱郁春.水污染魚(yú)類毒性實(shí)驗(yàn)方法［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1992.

［7］江睿，吳云超，黃小平，等.熱帶海草床典型魚(yú)類重金屬的富集特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.南方水產(chǎn)科學(xué)，2023，19（1）：48-57.

［8］漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：律師環(huán)境法律實(shí)務(wù)培訓(xùn)班教程［C］.中國(guó)北京，2001.

［9］譚樹(shù)華，袁志棟，謝婧，等.鎘和十二烷基硫酸鈉對(duì)克氏原螯蝦的單一和聯(lián)合毒性［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（8）：2098-2102.

［10］周琳玉，謝小東，曹永強(qiáng)，等.柴茵護(hù)肝合劑保護(hù)南美白對(duì)蝦肝胰腺的臨床應(yīng)用研究［J］.廣西畜牧獸醫(yī)，2022，38（2）：51-54.

［11］宋維彥，靳桂雙，畢偉偉，等.五種重金屬離子對(duì)克氏原螯蝦（Procambarus clarkiai）的急性毒性作用研究［J］.激光生物學(xué)報(bào)，2010，19（2）：206-211.

［12］高淑英，鄒棟梁，厲紅梅.汞、鎘、鋅和錳對(duì)日本對(duì)蝦仔蝦的急性毒性［J］.海洋通報(bào)，1999（2）：93-96.

［13］歐小兵，李海云，陳永煌，等.銅、鎘對(duì)水螅的急性和聯(lián)合毒性作用［J］.環(huán)境污染與防治，2006（8）：584-588.

［14］江敏，臧維玲，姚慶禎，等.四種重金屬對(duì)羅氏沼蝦仔蝦的毒性作用［J］.上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（3）：203-207.

［15］王桂燕，胡筱敏，周啟星，等.對(duì)二氯苯和鎘對(duì)草魚(yú)（Ctenopharyngodon idellus）的聯(lián)合毒性效應(yīng)研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2007（1）：156-159.

［16］王琳，潘魯青，苗晶晶.汞、鎘和苯并［α］芘、多氯聯(lián)苯對(duì)櫛孔扇貝幼貝單一與聯(lián)合毒性的研究［J］.海洋環(huán)境科學(xué)，2010，29（4）：535-540.

［17］董學(xué)興，呂林蘭，王愛(ài)民，等.Cu2+和Cd2+對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的毒性效應(yīng)研究［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2010，31（3）：90-93.

［18］李志輝，張培，閻斌倫，等.重金屬對(duì)甲殼類毒理效應(yīng)的研究進(jìn)展［J］.水產(chǎn)科技情報(bào)，2017，44（5）：255-258.

［19］Yu Y，Chen S，Chen M，et al.Effect of cadmium-polluted diet on growth，salinity stress，hepatotoxicity of juvenile Pacific white shrimp（Litopenaeus vannamei）：protective effect of Zn（II）-curcumin［J］.Ecotoxicology and Environmental Safety，2016，125：176-183.

［20］黃霞.安徽地區(qū)克氏原螯蝦及其水體五種重金屬污染評(píng)價(jià)［D］.合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

［21］何志剛，王冬武，李金龍，等.克氏原螯蝦對(duì)重金屬的富集及脫除研究進(jìn)展［J］.江西飼料，2017（2）：1-4.

［22］金璇，俞興偉，楊章力，等.小龍蝦重金屬和微生物含量檢測(cè)及食用建議［J］.分析儀器，2020（2）：61-69.

［23］王青欽，冉景丞，張旭，等.貴州獨(dú)山草種場(chǎng)小龍蝦體內(nèi)重金屬質(zhì)量濃度測(cè)定與分析［J］.貴州林業(yè)科技，2022，50（1）：9-13.

［24］張旭，冉景丞，楊衛(wèi)誠(chéng)，等.貴州草海小龍蝦體內(nèi)重金屬富集與環(huán)境的關(guān)系［J］.福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，34（2）：247-254.

［25］吳坤杰.信陽(yáng)市克氏原螯蝦對(duì)5種重金屬的生物富集特征及其污染評(píng)價(jià)［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，44（9）：118-121.

［26］魏唯，楊春艷，王紫薇，等.養(yǎng)殖環(huán)境對(duì)小龍蝦體內(nèi)的重金屬水平及其分布的影響［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2020（16）：179-181.

［27］顧景范.《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告（2015）》解讀［J］.營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2016，38（6）：525-529.

［28］金水高.中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與健康狀況調(diào)查報(bào)告之十，2002營(yíng)養(yǎng)與健康狀況數(shù)據(jù)集［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2008.

［29］劉冰，王怡，朱艷杰，等.膳食攝入水產(chǎn)品中重金屬的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［J］.中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2021，21（7）：267-275.

［30］中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布［J］.中國(guó)學(xué)校衛(wèi)生，2017，38（11）：1717.

［31］姜牧悅.中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)發(fā)布新版《中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量》［J］.食品安全導(dǎo)刊，2014（13）：14.

［32］WHO，F(xiàn)AO.Evaluation of certain contaminants in food introduction［J］.Evaluation of Certain Contaminants in Food，2011，959：1.

［33］宋昌霞.重金屬Cd2+擾動(dòng)克氏原螯蝦proPO-AS活性的毒性通路研究［D］.太原：山西大學(xué)，2019.

［34］董學(xué)興，呂林蘭，黃金田，等.Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）對(duì)克氏原鰲蝦代謝酶的影響［J］.大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，26（5）：467-470.

［35］吳曉敏.鎘離子對(duì)克氏原鰲蝦超氧化物歧化酶活力的影響［J］.現(xiàn)代食品，2020（9）：209-211.

［36］譚樹(shù)華，袁志棟，劉雨芳，等.鎘對(duì)克氏原螯蝦肝胰腺抗氧化系統(tǒng)的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，23（9）：2595-2601.