悬浮物对中国明对虾幼体急性毒性效应研究

张 艳，郑 琳，谢寒冰，陈碧鹃，夏 斌，周明莹

( 1.中国水产科学研究院 黄海水产研究所，山东 青岛 266071； 2.国家海洋局 北海环境监测中心， 山东 青岛 266033； 3.青岛市食品药品检验研究院， 山东 青岛 266071 )

悬浮物对中国明对虾幼体急性毒性效应研究

张 艳1，郑 琳2，谢寒冰3，陈碧鹃1，夏 斌1，周明莹1

( 1.中国水产科学研究院 黄海水产研究所，山东 青岛 266071； 2.国家海洋局 北海环境监测中心， 山东 青岛 266033； 3.青岛市食品药品检验研究院， 山东 青岛 266071 )

本文通过室内模拟试验研究水体中悬浮物对中国明对虾不同幼体期生长的急性毒性效应。以无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体和仔虾为试验生物，设置不同悬浮物质量浓度的试验组，并对死亡幼体进行计数，建立死亡率和悬浮物质量浓度对数的响应关系，求解中国明对虾幼体96 h半致死质量浓度值。试验结果表明，悬浮物对中国明对虾4个时期幼体的生长均具有显著影响(P<0.01)，悬浮物质量浓度与幼体死亡率呈线性关系，死亡率随悬浮物质量浓度的增加而升高；无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体、仔虾的96 h半致死质量浓度分别为741.31、457.09、912.02 mg/L和1023.29 mg/L，线性相关系数分别为0.9771、0.9753、0.9859、0.9798。4种幼体中溞状幼体受悬浮物影响最大，仔虾受影响最小。

悬浮物；中国对虾；幼体；半致死质量浓度

近年来，我国经济快速发展，沿海码头桥梁建设、港口疏浚、倾倒等施工项目增多，导致近海悬浮物大量产生[1]。这些悬浮物不仅影响海水物理、化学性质，对浮游生物产生毒性效应[2]，还会对海洋动物、特别是逃逸能力弱的动物及幼体的摄食、生长、繁殖甚至存活产生严重影响[3]，甚至影响海洋生物的生态系统[4]。

随着大量疏浚物的海洋倾倒，建立快速而准确评价疏浚物毒性的方法，从而准确评估疏浚物海洋倾倒对环境的影响程度已迫在眉睫。目前，悬浮物污染无明确的判定标准，在渔业水质标准等相关标准中也没有明确的数值来判定。因悬浮物对不同生物及生物的不同生长阶段产生的毒性效应各有不同，这也为悬浮物污染的判定带来困扰。有关悬浮物对鱼类[5]、虾蟹类[6-7]、贝类[8-10]等海洋生物生长影响的研究文献屡有报道，但所研究的内容多集中在一种生物的某个发育时期，而能够涵盖生物整个发育期的研究较少。笔者以中国明对虾(Fenneropenaeuschinensis)的无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体和仔虾4个典型阶段为研究对象，讨论悬浮物对中国明对虾不同发育阶段的急性毒性效应，旨在加强中国明对虾生长环境监测，促进中国明对虾产业健康发展；同时也为疏浚、吹填扰动的底泥产生悬浮物的生态风险分析提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 对虾幼体

试验用中国明对虾幼体为青岛市即墨利友育苗厂提供的中国明对虾无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体和仔虾。幼体带回实验室后暂养1 d，挑选健康活泼的个体作为试验用虾。

1.1.2 悬浮物

试验泥样采集于胶州湾海域，密封运回实验室，于-20 ℃保存。沉积物中硫化物、重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Hg)、石油类等要素的检测参照《海洋监测规范》(GB 17378—2007)进行。

1.1.3 试验海水

试验海水为过滤后的自然海水，使用前对盐度、pH、溶解氧等指标进行检测，各指标含量均符合《海水水质标准》二类要求。

1.2 试验方法

1.2.1 悬浮物配制

将泥样在鼓风干燥箱中 60 ℃烘至质量恒定，冷却后研磨成粉末状，过350目筛后置于干燥器中保存。使用时加海水配制成40 g/L母液，试验时按照设置质量浓度添加不同体积的母液至试验容器中。

试验初始时先进行预试验，找到适合每种幼体的悬浮物质量浓度，正式试验中悬浮物质量浓度梯度的设置以预试验结果为准。

1.2.2 无节幼体试验

设置6个悬浮物质量浓度分别为0、10、50、200、400、800 mg/L的试验组，每组4个平行样。容器为1000 mL烧杯，每个烧杯盛放400 mL不同质量浓度悬浮物溶液，放入20尾无节幼体。试验溶液水温控制在(15±0.1) ℃；保持充气，并每隔4 h使用塑料吸管将沉降于底部的悬浮物重新悬浮，使容器中的试验溶液尽可能保持悬浮状态；每24 h观察一次无节幼体生长情况，及时清除死亡个体并计数。

1.2.3 溞状幼体试验

设置6个悬浮物质量浓度分别为0、10、50、100、250、750 mg/L的试验组，每组4个平行样。容器为1000 mL烧杯，每个烧杯盛放400 mL不同质量浓度悬浮物溶液，放入20尾溞状幼体。试验溶液水温控制在(14±0.2) ℃；保持充气，并每隔4 h使用塑料吸管将沉降于底部的悬浮物重新悬浮，使容器中的试验溶液尽可能保持悬浮状态；每日(9：00和16：00)投喂2次新月菱形藻(Nitzschiaclosterium)；每24 h观察一次溞状幼体生长情况，及时清除死亡个体并计数。

1.2.4 糠虾幼体试验

设置6个悬浮物质量浓度分别为0、50、200、400、800、1600 mg/L的试验组，每组3个平行样。容器为1000 mL烧杯，每个烧杯盛放600 mL不同质量浓度悬浮物溶液，放入20尾糠虾幼体。试验溶液水温控制在(23.6±0.58) ℃，保持充气，并每隔4 h使用塑料吸管将沉降于底部的悬浮物重新悬浮，使容器中的试验溶液尽可能保持悬浮状态；每日(9:00和16:00)投喂2次卤虫(Artemiasaline)无节幼体，每24 h观察一次糠虾幼体生长情况，及时清除死亡个体并计数。

1.2.5 仔虾试验

设置6个悬浮物质量浓度分别为0、10、50、200、400、800、1600、3200 mg/L的试验组，每组4个平行样容器为1000 mL烧杯，每个烧杯盛放500 mL不同质量浓度悬浮物溶液，放入15尾仔虾。试验溶液水温控制在(19±0.2)℃，保持充气，并每隔4 h使用塑料吸管将沉降于底部的悬浮物重新悬浮，使容器中的试验溶液尽可能保持悬浮状态；日(9:00和16:00)投喂2次饵料，每24 h观察一次仔虾生长情况，及时清除死亡个体并计数。

1.3 数据处理

对试验结果进行直线回归处理，建立幼体死亡率(P)和悬浮物质量浓度的对数(lnC)的线性关系，求解对虾幼体死亡率为50%的96 h半致死质量浓度。采用SPSS软件计算中国明对虾无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体和仔虾死亡率为50%的半致死质量浓度，并进行悬浮物对中国明对虾幼体和仔虾生长影响的显著性分析。

2 结果与分析

2.1 沉积物分析结果

沉积物过350目筛后通过激光粒度分析仪分析表明其中值粒径d(0.5)为12.93 μm，d(0.1)为2.45 μm，d(0.9)为37.21 μm。

沉积物中硫化物、重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Hg)、石油类等要素的检测结果见表1，其主要成分含量均符合《海洋沉积物质量》(GB18668—2002)一类要求，不会对受试生物产生毒害作用。

2.2 试验水体中主要指标的检测结果

表1 试验泥样中主要成分含量 mg/kg

注：“nd”为未检出.

表2 试验水体中部分指标含量

2.3 悬浮物对无节幼体生长影响

在试验初期的24 h内，高质量浓度组无节幼体死亡较多。随着试验时长增加，无节幼体对悬浮物的耐受性有所增强，48 h后死亡情况趋于平稳，无短期大量死亡现象。对悬浮物不同质量浓度和无节幼体死亡率采用SPSS软件进行分析，结果表明，不同质量浓度的悬浮物对无节幼体具有显著的影响(P<0.01)。悬浮物质量浓度与无节幼体死亡率呈线性关系(48 h：y=12.748x-3.2836，r=0.9944；96 h：y=19.206x-5.1025，r=0.9771)，96 h半致死质量浓度为741.31 mg/L。不同质量浓度的悬浮物对无节幼体生长影响及无节幼体死亡率见图1、表3。

图1 不同质量浓度悬浮物对中国明对虾无节幼体的生长影响

悬浮物质量浓度mg/L存活尾数/尾死亡率/%0h24h48h72h96h48h96h02019．75±0．5019．00±0．8218．25±0．5018．00±0．825．0010．00102019．50±0．5818．25±1．2617．25±0．5017．00±0．828．7515．00502017．75±1．7116．00±0．8215．75±0．9614．25±1．2620．0028．752002016．00±0．8215．00±0．8214．75±0．9613．25±0．9625．0033．754002014．75±0．9614．00±1．4112．00±1．6311．00±2．1630．0045．008002013．25±0．9612．75±0．9611．50±0．589．25±0．9636．2553．75

2.4 悬浮物对溞状幼体生长影响

与无节幼体试验相似，试验初期溞状幼体死亡率较高，48 h后趋于平稳。对悬浮物和溞状幼体死亡率采用SPSS软件进行分析，结果表明，悬浮物对溞状幼体生长具有显著的影响(P<0.01)。悬浮物质量浓度与溞状幼体死亡率呈线性关系(48 h：y=20.738x-9.6101，r=0.9463；96 h：y=21.436x-7.4019，r=0.9753)，其96 h半致死质量浓度为457.09 mg/L。试验观察表明，刚变态的溞状幼体较弱，对悬浮物耐受性较差，同时溞状幼体时期需要投喂饵料，悬浮物对其正常摄食也有一定影响，综合因素造成溞状幼体的悬浮物96 h半致死质量浓度值为4个时期中最小。不同质量浓度的悬浮物对中国明对虾溞状幼体生长影响及溞状幼体死亡率见图2、表4。

图2 不同质量浓度悬浮物对中国明对虾溞状幼体的生长影响

悬浮物质量浓度mg/L存活尾数/尾死亡率/%0h24h48h72h96h48h96h02019．75±0．5018．75±0．5018．5±0．5818．25±0．506．258．75102018．50±0．5818．00±0．8217．00±0．8217．00±0．8210．0015．00502017．25±1．7116．75±1．5016．50±1．9115．25±0．9616．2523．751002013．00±1．4112．50±1．7312．50±1．7312．25±1．2637．5038．752502011．75±1．2611．00±0．8211．00±0．8210．75±0．9645．0046．257502011．25±0．9611．00±1．8310．25±1．269．50±1．2945．0052．50

2.5 悬浮物对糠虾幼体生长影响

试验初期的24 h内，悬浮物质量浓度为400 mg/L和800 mg/L的试验组中，幼体死亡尾数最高，后期逐渐趋于平稳。采用SPSS软件对悬浮物和糠虾幼体死亡率进行分析，结果表明，不同质量浓度悬浮物对糠虾幼体均具有显著影响(P<0.01)；悬浮物质量浓度与糠虾幼体的死亡率呈线性相关(48 h：y=14.224x-14.485，r=0.9337；96 h：y=22.214x-15.795，r=0.9859)，96 h半致死质量浓度为912.02 mg/L(图3、表5)。

2.6 悬浮物对仔虾生长影响

相较于其他3种幼体，仔虾对悬浮物耐受性略强，在试验初期的24 h内，仔虾活性很好，摄食基本不受影响，死亡个体较少；24 h之后尤其是48 h之后，悬浮物高质量浓度组的仔虾摄食能力变弱，投喂同等数量卤虫剩余较多，死亡尾数逐步增加。采用SPSS软件对悬浮物和仔虾死亡率进行分析，结果表明，不同质量浓度的悬浮物对仔虾具有显著影响(P<0.01)；悬浮物质量浓度与仔虾死亡率呈线性关系(48 h：y= 9.4947x-3.1234，r= 0.9633；96 h：y= 17.309x-2.1544，r = 0.9798)，其96 h半致死质量浓度为1023.29 mg/L(图4、表6)。

图3 不同质量浓度悬浮物对中国明对虾糠虾幼体的生长影响

悬浮物质量浓度mg/L存活尾数/尾死亡率/%0h24h48h72h96h48h96h02019．67±0．5818．33±1．1518．00±1．0018．00±1．008．3510．00502019．00±017．67±1．1517．33±1．5315．33±0．5811．6528．352002019．00±1．0017．33±0．5816．67±0．5813．00±1．0013．3535．004002018．33±0．5815．33±0．5814．00±1．0012．00±1．0023．3540．008002015．00±1．0014．00±1．0013．67±0．5810．67±0．5830．0046．6516002015．00±014．00±1．0013．00±1．009．33±0．5830．0053．35

图4 不同质量浓度悬浮物对中国明对虾仔虾的生长影响

悬浮物质量浓度mg/L存活尾数/尾死亡率/%0h24h48h72h96h48h96h01514．75±0．5014．25±0．5014．25±0．5014．00±0．825．006．67101515．00±014．00±0．8213．00±1．1512．75±0．966．6715．00501513．50±0．5813．00±0．8211．00±0．8311．75±0．5013．3330．002001514．00±0．8212．00±0．8210．00±0．8210．50±1．2520．0036．678001514．25±0．9612．00±0．829．25±1．718．50±0．5820．0043．3316001514．00±0．8211．00±0．828．75±1．267．25±0．5026．6751．6732001512．75±0．9610．00±1．157．00±1．415．50±1．2933．3363．33

3 讨 论

3.1 试验水体中各指标对幼体生长的影响

3.2 幼体死亡原因分析

试验结果显示，随着试验时间的延长，无节幼体、溞状幼体、糠虾幼体及仔虾的死亡率均呈上升的变化趋势，表明悬浮物对各种幼体生长具有显著的影响，悬浮物含量越高影响越显著。且在添加悬浮物的试验组尤其是高质量浓度的试验组中，幼体的活动力明显减弱。Newcombe等[14]发现，悬浮物附着虾体可影响其感知功能，影响呼吸和进食，最终导致其死亡。在试验中，通过显微镜观察死亡幼体，发现有悬浮物颗粒黏附在死亡个体的附肢上，体表上有泥状物附着。因此，试验组中对虾幼体死亡的原因可能与悬浮物影响其活动能力，导致摄食不足有关。

3.3 幼体受悬浮物影响的差异分析

在4种幼体中，溞状幼体的半致死质量浓度最小，受悬浮物影响最大。王云龙等[15]通过对长江口疏浚土悬沙对中华绒鳌蟹(Eriocheirsinensis)幼体发育和变态的试验研究表明，不同悬沙质量浓度会使溞状Ⅰ期幼体蜕皮变态推迟。因此推测对虾溞状幼体受悬浮物影响原因可能与悬浮物影响其蜕皮变态有关，另外也可能是由于溞状幼体自无节幼体变态之后，开口摄食饵料期间，个体比较敏感，易受外界因素的影响从而导致死亡。其他3种受试生物中，个体大小与其受悬浮物影响程度呈相反的变化趋势，无节幼体96 h半致死质量浓度最小，仔虾96 h半致死质量浓度最大，说明随着个体的增大，其受悬浮物影响呈减弱的变化趋势，大的生物个体对悬浮物的抵抗力较强。从这个结论可以得出，涉海工程产生的悬浮物对幼小的生物个体或个体阶段影响最大，应避免在海洋生物的产卵、孵化场所进行施工。该研究的结论也为海洋生物资源保护提供一定的理论依据。

[1] 蔡玉婷. 福建主要港湾悬浮物、 悬浮有机质等环境因子的分布与变化[J]. 海洋科学进展， 2010，28(1)：94-101.

[2] 张艳，郑琳，陈碧鹃，等. 悬浮物对浮游植物和浮游动物的急性毒性效应[J]. 渔业科学进展，2014，35(2)：16-21.

[3] 叶健欣，杨锋，李兰涛，等. 湛江港区底泥悬浮物对近江牡蛎的毒害效应[J]. 广东海洋大学学报，2010，30(6)：91-94.

[4] 宋伦，杨国军，王年斌，等. 悬浮物对海洋生物生态的影响[J]. 水产科学，2012，31(7)：444-448.

[5] 周勇，马绍赛，曲克明，等. 悬浮物对半滑舌鳎稚鱼的急性毒性效应[J]. 海洋环境科学，2010，29(2)：229-232.

[6] 李兰涛，杨锋，黄一平. 底泥悬浮物对海水养殖凡纳滨对虾仔虾生物毒性影响[J].水产养殖，2010，31(1)：10-12.

[7] 王娟娟，李春青，张萍，等. 港口疏浚淤泥悬浮物对中国对虾幼体影响的试验研究[J]. 天津水产，2010(2):17-20.

[8 ] 郑琳，崔文林，贾永刚，等. 海洋围隔生态系中疏浚物倾倒对养殖贝类的生态效应研究[J].海洋环境科学，2009，28(6)：672-675.

[9] 王广军，谢骏，余德光，等. 杂色鲍对底泥悬浮物胁迫的生理响应[J].大连水产学院学报，2007，22(5)：352-356.

[10 ] 何阳阳，杨凤，王华，等. 泥沙悬浮物对菲律宾蛤仔幼贝生长和滤水率的影响[J].大连海洋大学学报，2014，29(2)：156-160.

[11] 范学平，曾德付. 沿江施工产生悬浮物对环境影响分析[J]. 交通环保，2004，25(6)：10-12.

[12] 房文红，王慧，来琦芳. 碳酸盐碱度、pH 对中国对虾幼虾的致毒效应[J]. 中国水产科学，2001，7(4)：78-81.

[13] 王娟，曲克明，刘海英，等. 不同溶氧条件下亚硝酸盐和氨氮对中国对虾的急性毒性效应[J]. 海洋水产研究，2007，28(6)：1-6.

[14] Newcombe C P, Macdonald D D. Effects of suspended sediments on aquatic ecosystems[J]. North American Journal of Fisheries Management，1991, 11(1):72-82.

[15] 王云龙，成永旭，徐兆礼，等.长江口疏浚土悬沙对中华绒螯蟹幼体发育和变态的影响[J]. 中国水产科学，1999， 6(5)：20-23.

AcuteToxicologicalEffectsofSuspendedSolidsonLarvaeofChineseShrimpFenneropenaeuschinensis

ZHANG Yan1，ZHENG Lin2，XIE Hanbing3，CHEN Bijuan1，XIA Bin1，ZHOU Mingying1

( 1.Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences，Qingdao 266071, China；2.North China Sea Monitoring Center, State Oceanic Administration, Qingdao 266033, China；3.Qingdao Institute for Food and Drug Control，Qingdao 266071, China )

The acute toxic effect of suspended solids on growth of larval Chinese shrimpFenneropenaeuschinensiswas investigated by simulation experiments. In the experiments four stages of Chinese shrimp, i.e., nauplius, zoaea, mysis and postlarvae, were used as bio-indicator. The relationship between mortality of the bio-indicators and the logarithmic concentration of suspended solids controlled was established, while the lethal concentrations of 96 h-LC50were also obtained. The results showed that the suspended solids had negative effect remarkably on the growth of all the four stages of Chinese shrimp; there are linear relationships between the concentrations of suspended solids and the mortality of the four kinds of bio-indicators; the lethal concentration of 96 h-LC50were 741.31 mg/L for nauplius, 457.09 mg/L for zoaea, 912.02 mg/L for mysis and 1023.29 mg/L for postlarvae, with corresponding correlation coefficient (r) of 0.9771 for nauplius, 0.9753 for zoaea, 0.9859 for mysis, 0.9798 for postlarvae. These findings indicated that zoaea was the most vulnerable stage. While relatively postlarvae showed the best tolerace to the presence of suspended solids. The outcomes of this work are meaningful for some relevant activities, such as the evaluation of the fishery losses suffered from the suspended solids pollution.

suspended solid；Fenneropenaeuschinensis；larva；LC50

10.16378/j.cnki.1003-1111.2017.01.007

S968.22

A

1003-1111(2017)01-0042-06

2015-12-24；

2016-03-22.

海洋公益性行业科研专项资助项目(201105010-04).

张艳(1977—)，女，助理研究员，硕士；研究方向：微生物及海洋生态学. E-mail：yanzhang@ysfri.ac.cn. 通讯作者：陈碧鹃(1962—)，女，研究员；研究方向：海洋生物学和生态毒理学.E-mail：chenbj@ysfri.ac.cn.