山东养马岛贝类养殖海域细菌及相关因素的研究

单筱涵，冯延凯，李雪，让笑展，崔龙波

（烟台大学生命科学学院，山东 烟台 264005）

山东养马岛贝类养殖海域位于山东四十里湾[1]，地处黄海北部和山东半岛东北部，是我国北方重要的浅海贝类养殖区。由于四十里湾为半封闭型海域，水体交换能力差[2]，因此该养殖海域的水质条件在很大程度上影响了贝类海水养殖业的健康发展。海水中的弧菌是影响贝类养殖的一类条件致病菌，而异养细菌含量的多少能在一定程度上反映出养殖海域的污染程度[3]，我国在《海水增养殖区监测技术规程》中将弧菌数量和异养细菌总数列入增养殖区海水监测指标[4]。水温、酸碱度以及盐度等环境因子也对贝类的存活和生长状态有着重要影响，水温和酸碱度主要影响贝类体内消化酶活性，进而影响个体新陈代谢和生长发育，盐度的变化则影响贝类渗透压的稳定性[5]。此外，溶解氧及透明度也是影响和评价水质的重要指标。该文通过对贝类养殖海域细菌及相关因素展开研究，旨在确定贝类养殖的适宜环境，为养马岛贝类养殖提供相应技术支持，从而促进该海域贝类养殖业的健康可持续发展。

1 材料与方法

1.1 采样站位与时间

采样地点位于山东烟台养马岛贝类养殖海域，根据贝类实际养殖区的位置，共划分3 处采样海域（图 1），分别设为 M1、M2 和 M3，每处海域分别设置2 个平行采样站位。于2019 年5—11 月（海湾扇贝养殖周期）的每月中旬采样1 次。

图1 山东养马岛采样站位

1.2 样品采集及检测

水样的采集使用有机玻璃采水器。水温（T）、盐度（S）、酸碱度（pH 值）和溶解氧（DO）由美国奥立龙便携式水质分析仪（520A-01A）于现场实时检测，水质透明度由塞氏盘测定，以上检测项目均按《海洋监测规范》[6]所提供的方法执行。各站位另取20 mL水样装入无菌袋中，放入冰盒带回实验室，按照《海洋调查规范》[7]平板涂布法进行细菌培养及菌落计数。其中，弧菌采用TCBS 平板计数法，培养48 h 后记录黄色与绿色菌落数；异养细菌于2116 E 海洋细菌培养基平板上涂布[8]，培养3～7 d 后计数。

1.3 评价方法与标准

1.3.1 细菌污染评价 依据《海水增养殖区监测技术规程》[9]中“异养细菌总数评价等级表”（表1），对养马岛贝类养殖海域的细菌污染程度进行评价。

表1 异养细菌总数评价等级表

1.3.2 水质评价 采用内梅罗指数法中的单因子指数法和综合指数法对养马岛贝类养殖海域的水质进行综合评价。通过单因子指数法可以确定主要的污染物及其危害程度，一般以污染指数（Pi）表示，即：

式中：Pi——某污染因子的污染指数

Ci——某污染因子的实际测量含量

Ci0——某污染因子的评价标准（海水水质二类标准）

（1）pH 值的污染指数如下：

式中：SpH——pH 值的污染指数

pH——pH 值的实测值

pHsu——pH 值标准的上限值（8.5）

pHsd——pH 值标准的下限值（7.8）

（2）溶解氧的污染指数如下：

式中：Pi——溶解氧的污染指数

Cim——该次调查中溶解氧的最大值

Ci——溶解氧的实测值

Ci0——溶解氧的评价标准（5 mg/L）

根据单因子污染指数（Pi）确定海水某污染因子危害程度的等级分类标准如表2。

由于单因子指数法不能全面地反映贝类养殖海域的污染程度，进而采用综合指数（P）法对海域的生态环境质量进行综合评价[10]：

表2 根据单因子指数水质等级分类标准

式中：P——内梅罗综合污染指数

Pmax——所测污染因子中最大的污染指数

根据内梅罗综合指数（P）确定海水质量综合评价分级标准，见表3。

表3 海水质量综合评价分级标准

2 结果与分析

海湾扇贝生长迅速，一般只需要5～6 个月的养殖时间。在2019 年海湾扇贝养殖周期的5—11月份，山东养马岛贝类养殖海域的细菌及水温、盐度、透明度、酸碱度和溶解氧的检测结果如下。

2.1 弧菌

弧菌是海洋环境中分布最广泛的细菌类群之一，为一类条件致病菌，可造成贝类面盘上的细胞脱落或解体等症状，夏季贝类的大量死亡常伴随着弧菌病的高发病率[11]。检测结果表明，养马岛M1、M2 和M3 站位的弧菌数量分别为26～195 CFU/mL、2.5～350 CFU/mL 和 1.5～2 440 CFU/mL（图 2）。M2站位的平均数量低于M1 和M3 站位，三个站位的弧菌数最大峰值均出现在7、8 月，符合弧菌夏季增长的特点。总体来说，山东养马岛贝类养殖海域平均弧菌数量总体水平较低，对扇贝养殖的影响程度小，但仍应注意夏季弧菌数量的监测，避免弧菌大量增生，导致弧菌病的爆发从而影响贝类养殖。

图2 山东养马岛贝类养殖海域弧菌变化

2.2 异养细菌

山东养马岛贝类养殖海域异养细菌数量结果见表4。根据异养细菌数量评价分析，养马岛贝类养殖海域污染程度具区域差异性和月际差异性。一方面，M3 站位离岸远，人为因素对其产生的污染相对于M1 和M2 站位较轻，故同月份相比M3 站位的异养细菌数量少于其他海区。另一方面，异养细菌数量在夏季明显增加，但最高数值均出现在11 月，这可能与夏季水温升高和11 月扇贝成熟期正在进行的扇贝收获有一定关系，因大量扇贝及其养殖网笼的移动致使其附着的杂质污染了养殖海域。根据异养细菌总数评价等级表（表1），养马岛养殖海域的污染等级大多为轻度或中度污染，这可能与距离烟台市区较近有关。尽管该海域无明显污染迹象，贝类养殖过程中亦无疾患发生，但仍需日后进一步监测与规范养殖技术，营造良好的贝类养殖环境。

表4 山东养马岛贝类养殖海域异养细菌数及污染程度

站位 月份 异养细菌数/（CFU·mL-1） 水质评价等级9 M1 305 轻污染10 615 轻污染11 1 380 中污染5 M2 92.5 清洁6 1 800 中污染7 1 160 中污染8 1 002.5 中污染9 1 775 中污染10 1 405 中污染11 4 100 中污染6 M3 255 轻污染7 700 轻污染8 700 轻污染9 376 轻污染10 235 轻污染11 1 730 中污染

2.3 水温

养马岛海域水温呈季节性变化，范围是9.7~25.7 ℃（图 3），其中 8 月份水温最高，在 11 月达到最低值。海湾扇贝适温性广，可在10~31 ℃的水温条件下正常生长，其最佳生长温度为24~28 ℃[12]，在10 ℃以下生长缓慢，5 ℃以下则停止生长。养马岛养殖海域的水温总体来说满足海湾扇贝等贝类生长所需条件，有利于其养殖。

图3 山东养马岛贝类养殖海域温度及盐度变化

2.4 盐度

贝类耐盐范围为16 至43，适盐范围为21 至35，范围广泛[13]。在适盐范围内，贝类可以保持渗透压调节的稳定性。养马岛贝类养殖海域的盐度范围为30.9 至31.9（图3），位于贝类的适盐范围内，非常适于贝类的生长。

2.5 透明度

海水透明度直接与海水中悬浮物的含量有关，同时存在季节性变化，在夏季透明度最大，其次是春季和秋季，冬季最小[14]。透明度也可作为预报赤潮灾害的参数，透明度值低于1.6 m 在一般情况下可作为赤潮预警的标准值[15]。养马岛贝类养殖海域海水透明度为 0.97～3.90 m（图 4），其中 11 月份透明度明显降低可能与正在进行扇贝的收获以及风浪的影响有关。

2.6 酸碱度

一般贝类适宜的pH 值在8 左右，过高或过低的pH 值不仅影响贝类幼虫的生长[16]，更会使得贝类消化道内酶活性下降，导致其摄食和消化能力降低。检测结果表明，养马岛海域pH 值为7.83～8.2（图4），总体在8 上下略微浮动，除5 月pH 值略为偏低，其余月份差异较小，变化趋势较为一致，均符合海水水质一、二类标准，适宜贝类养殖。

2.7 溶解氧

水中溶解氧的多少是水体自净能力的衡量指标之一，对水中养殖动物的生长具有重要意义。山东养马岛贝类养殖海域溶解氧最大值为5 月的9.6 mg/L，最小值为 10 月的 6.2 mg/L（图 5），该海域溶解氧含量符合海水水质一类标准（6 mg/L）。水中溶解氧的含量与空气中氧的分压及海水的温度密切相关，由于自然情况下空气中的含氧量变动较小，故水温是影响养马岛贝类养殖海域中溶解氧含量的主要因素。由图5 可以看出，水温与溶解氧在一定限度内呈反比，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。

图4 山东养马岛贝类养殖海域透明度及酸碱度变化

图5 山东养马岛贝类养殖海域温度及溶解氧变化

2.8 水质评价

通过内梅罗指数法对山东养马岛贝类养殖海域海水质量进行评价，其单因子pH 值和DO 污染指数（Pi）以及综合指数（P）见表5。由表5 可知，养马岛3 个站位pH 值和DO 单因子污染指数均小于1，根据单因子指数污染等级分类标准（表2），养马岛贝类养殖海域水质等级为清洁级。采用内梅罗综合指数法进行全面评价可得，所有站位的综合评价指数均小于0.75，根据海水质量综合评价分级标准（表3），山东养马岛贝类养殖海域环境均为I、II 类，水质基本清洁，有利于贝类养殖。

表5 山东养马岛贝类养殖海域水质评价

3 结论

①山东养马岛贝类养殖海域弧菌数量总体较少，对贝类养殖威胁性小；异养细菌数量主要受季节的影响以及与海面作业有关。②养马岛贝类养殖海域水温、盐度、透明度、酸碱度及溶解氧均位于正常范围，其中pH 值、DO 值符合海水水质一、二类标准，适宜贝类的生长。③根据内梅罗指数法进行评价，山东养马岛贝类养殖海域水质较清洁，环境污染程度低。