湖南省克氏原螯虾及其养殖水环境中Pb分布情况及相关性研究

田津津 朱玉林

(中南林业科技大学，湖南 长沙 410004)

克氏原螯虾(procambarus clarkii)即俗称的淡水小龙虾，属于甲壳类外来生物，由于其强大的生存适应能力，在河流、湖泊、稻田等水体中均可生长繁殖并对当地鱼虾生存造成威胁。目前，淡水虾类已成为最具渔业经济价值的生物[1]。近年来，淡水虾类的食用安全隐患问题逐渐引起关注[2-4]。

作为水环境检测重要指标之一的重金属在生态系统的食物链和食物网的传递过程中存在富集作用，因此小龙虾体内重金属富集情况及其对人类健康的影响一直是研究的热点[5-6]。但是，淡水虾类的生长养殖环境是保障食品安全的基础和关键环节[7-8]，其中养殖水和水底沉积物是淡水虾类生命活动场所，直接影响淡水虾的质量和安全[9]。而关于淡水虾的养殖环境与虾体重金属富集间的相关性尚未见报道。

试验拟采用抽样调查方法从湖南省淡水虾养殖基地对克氏原螯虾及养殖环境进行采样，检测Pb含量，探索湖南省淡水虾及其养殖环境中重金属Pb的含量和分布情况及其相关性，为淡水克氏原螯虾养殖安全的防治提供依据。

1 材料和方法

1.1 样品采集

选择湖南省下属常德、岳阳、益阳3大淡水虾养殖基地，分别随机选取4个养殖场(大、中、小型养殖场分别为1，2，1个)，分别捕捞克氏原螯虾10份(共40份)样品放入塑料自封袋中，冷藏，并于6 h 内送回实验室，同时采集对应的龙虾养殖水体水样和水体底部沉积淤泥各10份(共40份)放入玻璃罐中，加冰袋低温运回实验室，4 ℃保存待测。共采集小龙虾样本120份，养殖水样120份，水底沉积物120份。

1.2 小龙虾Pb含量检测

将小龙虾用清水清洗干净，分成虾头和虾尾两部分进行编号，搅碎成匀浆，参照GB 5009.11—2010中的石墨炉原子吸收光谱法检测Pb含量，检出限为0.05 μg/kg。

1.3 水样及水底沉积物Pb含量检测

养殖水样采集后立即检测pH并记录，用硝酸将水样pH调至2.0左右，运回实验室，参照GB 5749—2006进行Pb含量检测，检出限为0.002 5 mg/L。参照GB 15618—1995测定水底沉积物Pb含量，检出限为0.005 mg/kg。

1.4 统计分析

采用SPSS 19.0进行数据统计分析。对于克氏原螯虾和养殖水环境中Pb含量属于连续性变量且服从正态性分布，正态分布性资料采用方差分析，计数资料比较进行2检验和Fisher确切概率法，非正态分布性资料采用非参数检验，养殖虾与养殖环境Pb含量间分别进行连续性变量和二分类变量的Logistic回归分析。

2 结果与分析

2.1 Pb检出情况

由表1可知，龙虾样本、养殖水和水底沉积物样本中Pb含量均是益阳>岳阳>常德。其中益阳克氏原螯虾Pb含量超标率最高，为63%；常德克氏原螯虾Pb含量超标率最低，为20%。养殖水中Pb含量超标率均较低，且益阳的最高，常德的最低。水底沉积物Pb含量超标率均为100%，且平均含量较高，其中益阳的最高检出量为5.68×10-6mg/kg。结果表明：益阳作为湖南省最大的淡水虾养殖基地，无论是虾体内还是养殖环境中的Pb含量均较其他地区偏高，可能与其具有悠久的养殖历史及重金属的蓄积性质相关[10]；水底沉积物中Pb含量最高，而养殖水中Pb含量较低，可能是水环境中的底泥对重金属镉和铅具有很强的吸附性[11]。

2.2 不同地区及养殖环境Pb含量比较

试验选择的3个采样点中，克氏原螯虾头和养殖水底沉积物的Pb检出率均为100%，养殖水环境检出率较低，为20%。虾头部、尾部和水底沉积物的Pb含量在3个地区的分布均有差异(P<0.05)，尚不能认为3个地区养殖场水的Pb含量间存在差异(P=0.051)。由表2可知，3个地区淡水虾头部和尾部的Pb含量具有统计学意义(P<0.05)，其中虾尾的Pb含量远低于虾头。不同养殖地区的虾头部、尾部及水底沉积物的Pb含量存在地域差异，而养殖水中无差异。研究[12-13]表明，底栖类污染超标情况更为严重，可能是虾体与水底沉积物间的相关性更为密切。虾头部与尾部的Pb含量也具有差异性，由于虾体内Pb主要蓄积在头部，尾部平均含量较低。

2.3 克氏原螯虾及其水环境Pb含量超标的相关性

表1 小龙虾、养殖水及水底沉积物的Pb含量Table 1 Pb content in crayfish, aquaculture water and sediment in Hunan province

表2 淡水虾头部、尾部及养殖水、水底沉积物Pb含量分布†Table 2 Pb content distribution in head, tail, culture water and sediment of freshwater shrimp in Hunan province

†表示该地区淡水虾头部与尾部的Pb含量具有统计学意义(P<0.05)。

表3淡水虾养殖水与虾头、尾部Pb含量超标情况比较†
Table 3 Comparison of Pb over-standard between freshwater shrimp culture water and shrimp head and tail in Hunan province

养殖水虾头超标未超标虾尾超标未超标超标 128182未超标61395050合计 73476852

2.4 Pb含量超标与养殖环境Pb含量间的Logistic回归分析

以养殖水与水底沉积物Pb含量为自变量，淡水虾体内Pb含量是否超标为自变量，分别进行逐步Logistic回归分析。由表6可知，养殖水底沉积物中Pb含量是克氏原螯虾Pb含量超标的独立危险因素(OR养殖水=1.018，P=0.049；OR沉积物=1.505，P<0.000 1)。

将养殖水和水底沉积物Pb含量转换为二分类资料，进行二元Logistic回归分析。由表7可知，养殖水环境中Pb含量超标，淡水虾Pb含量超标率增加了20%；水底沉积物Pb含量超标，淡水虾Pb含量超标风险增加了137%(OR养殖水=1.264，P=0.026；OR沉积物=2.370，P<0.000 1)。此外，养殖水环境及水底沉积物交互作用也是淡水虾Pb含量超标的独立影响因素(OR交互=1.015，P<0.000 1)。因此，水底沉积物Pb含量超标是克氏原螯虾Pb污染的独立危险因素，且水底沉积物与养殖水体存在交互作用。

表4淡水虾养殖水底沉积物与虾头部、尾部Pb含量比较†
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

水底沉积物虾头超标未超标虾尾超标未超标超标 50374047未超标2310285合计 73476852

表5淡水虾养殖水与水底沉积物Pb含量比较†
Table 5 Comparison of Pb content between freshwater shrimp culture water and bottom sediment in Hunan province

水底沉积物养殖水超标未超标超标 2067未超标033合计 20100

† Fisher确切概率法：P<0.005。

表6 Pb污染淡水虾与危险因素养殖水及水底沉积物的逐步Logistic回归分析Table 6 Stepwise Logistic regression analysis of Pb pollution in freshwater shrimp and risk factors in aquaculture water and bottom sediment

表7 淡水虾体内Pb污染与养殖水及水底沉积物的二元Logistic回归分析Table 7 Binary Logistic regression analysis on the correlation between Pb pollution in freshwater shrimp and aquaculture water and bottom sediments

3 结论

通过检测湖南省淡水虾养殖基地的克氏原螯虾、养殖水和水底沉积物的Pb含量，结果表明：益阳作为湖南省最大的淡水虾养殖基地，无论是虾体内还是养殖环境中的Pb含量均较其他地区偏高。而淡水虾体内Pb含量分布具有差异性，虾体内Pb主要蓄积在头部，尾部平均含量较低；淡水虾生存环境中，虽然养殖水体Pb平均含量并不高，但水底沉积物中Pb平均浓度均超出国家环境检测标准(GB 2762)，而克氏原螯虾Pb含量与水底沉积物Pb含量存在一定的正相关。试验仅针对湖南省淡水养殖的克氏原螯虾的重金属Pb污染情况及其与养殖环境之间的关系，对于淡水养殖的鱼虾类代表性有限。后续将开展淡水养殖其他生物的重金属污染进行相关的研究。