克氏原螯蝦體主要部位對(duì)鉛、鎘、銅的富集比較

鄭衛(wèi)紅，柏春美，韓志萍，何梅俊，郭玉華

（湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江湖州313000）

克氏原螯蝦體主要部位對(duì)鉛、鎘、銅的富集比較

鄭衛(wèi)紅，柏春美，韓志萍，何梅俊，郭玉華

（湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江湖州313000）

模擬重金屬水體環(huán)境下飼養(yǎng)克氏原螯蝦，研究克氏原螯蝦體內(nèi)重金屬含量與水體中重金屬濃度、養(yǎng)殖時(shí)間、養(yǎng)殖條件之間的關(guān)系.結(jié)果表明，隨著飼養(yǎng)天數(shù)的增加，飼養(yǎng)水體中重金屬濃度的增加，克氏原螯蝦頭部、蝦殼和肌肉中金屬鉛、鎘和銅的含量都呈上升的態(tài)勢(shì)；其主要部位對(duì)鎘的富集能力大小為：肌肉＞頭部＞殼；對(duì)鎘、銅的富集能力大小為：頭部＞蝦殼＞肌肉.實(shí)驗(yàn)顯示，克氏原螯蝦體內(nèi)易形成較嚴(yán)重的重金屬富集現(xiàn)象.

克氏原螯蝦；重金屬；富集

0 引言

克氏原螫蝦，俗稱小龍蝦，是人們非常喜愛食用的高蛋白、低脂肪的水產(chǎn)品.但近年來(lái)，被嚴(yán)重污染的水體中尤其是有害金屬的排放量日趨增加，而克氏原螯蝦不僅具有很強(qiáng)的抗重金屬污染能力，而且對(duì)一些重金屬的生物富集能力也很強(qiáng)［12］.本文通過驗(yàn)證克氏原螯蝦體內(nèi)富集的重金屬含量與水體中重金屬種類、濃度、養(yǎng)殖時(shí)間、養(yǎng)殖條件之間的關(guān)系，研究克氏原螯蝦對(duì)鉛、鎘、銅等重金屬的富集能力和特征.同時(shí)研究常見重金屬對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的急性毒性作用并了解水體污染現(xiàn)狀［3］，為克原氏原螯蝦對(duì)重金屬的耐受能力評(píng)價(jià)、環(huán)境重金屬污染防治以及提高水產(chǎn)品安全性提供一定依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

克氏原螯蝦（淡水小龍蝦），購(gòu)于湖州市新華農(nóng)貿(mào)市場(chǎng).濃硝酸、濃鹽酸、金屬鎘、硝酸鎘、金屬鉛、硝酸鉛、金屬銅、硫酸銅（均為分析純）.

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

反滲透超純水機(jī)UP-600（上海和泰儀器有限公司）；WFX-120A原子吸收分光光度計(jì)（北京瑞利分析儀器公司）；馬弗爐SX2系列（上海圣欣科學(xué)儀器有限公司）；電子分析天平BS110S（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海越進(jìn)醫(yī)療器械廠）.

1.2 方法

1.2.1 模擬重金屬水體養(yǎng)殖

試驗(yàn)用水為充分曝氣大于12 h的自來(lái)水.試驗(yàn)期間水溫為18～25℃，p H為7.2，硬度為1.06 mmol/L，總堿度為0.75 mmol/L.選擇生長(zhǎng)健壯、個(gè)體差異較小的克氏原螯蝦經(jīng)清洗后平均分為4組，每組取生長(zhǎng)狀況相同，大小差異較小的5只克氏原螯蝦，放入4只塑料膠盆（22 cm×25 cm×18 cm）中，分別標(biāo)記為4個(gè)小組，每2個(gè)平行組為一個(gè)重金屬水體模擬養(yǎng)殖系.分別配制Pb（NO3）2溶液（系列濃度為2.0 mg/L、3.0 mg/L、4.0 mg/L、5.0 mg/L）、Cd（NO3）2溶液（系列濃度為0.50 mg/L、1.00 mg/L、1.50 mg/L、2.00 mg/L）、CuSO4溶液（系列濃度為1.0 mg/L、2.0 mg/L、3.0 mg/L、4.0 mg/L）作為模擬的污染水體.飼養(yǎng)期間，避免陽(yáng)光直射，水體每日進(jìn)行更換，更換方式相同，并喂以等量食物.螯蝦在模擬水體環(huán)境中持續(xù)飼養(yǎng)20天.

1.2.2 鉛、鎘、銅重金屬系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別吸取5.0μg/m L鉛溶液5.0 m L、10.0 m L、20.0 m L、30.0 m L移入50.0 m L容量瓶中定容.分別吸取0.5μg/mL鎘溶液4.0 mL、8.0 m L、12.0 m L、16.0 m L移入100 mL容量瓶中定容.分別吸取5μg/mL銅溶液20 m L、40 m L、50 m L、80 m L、100 m L移入1 000 m L容量瓶中定容.

1.2.3 鉛、鎘、銅標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將系列鉛、鎘、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液采用常規(guī)石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行吸光度的測(cè)定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.原子吸收分光光度計(jì)檢測(cè)條件及其原子化條件分別見表1、表2.

表1 原子吸收分光光度計(jì)檢測(cè)條件

Table 1 The operating conditions of atomic absorption spectrophotometer

___波長(zhǎng)/nm___光譜寬帶（狹縫）/nm_____光源___________________________________________________________________ _信號(hào)測(cè)量方式PMT電壓/V HCL電流/m A ____348.8____________0.4__________________________________________________________________________________石墨爐原子吸收峰高263 3.0

表2 原子吸收分光光度計(jì)原子化條件Table 2 The atomization conditions of atomic absorption spectrophotometer

1.2.4 螯蝦樣品中鉛、鎘、銅濃度含量測(cè)定

重金屬水體分別飼養(yǎng)0、5、10、15、20天后，從每組中挑選生長(zhǎng)狀況、大小差異較小的克氏原螯蝦各3只，將蝦解剖為蝦頭、蝦殼、蝦肉三部分置于玻璃皿中，放入烘箱中80℃烘8 h至恒重，將烘干樣品置于馬弗爐中進(jìn)行灰化5 h.其中頭和蝦殼的灰化溫度為750℃，蝦肉的灰化溫度為550℃.分別從灰化后的樣品中稱取頭、蝦殼和肉的灰分各30 mg、50 mg和10 mg置于燒杯中，量取10 m L硝酸（濃硝酸與蒸餾水的體積比為1∶1）與樣品充分混合，搖勻消解后移入100 m L容量瓶中定容作為待測(cè)樣溶液.根據(jù)測(cè)得的吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線求出試樣中待測(cè)元素的含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 鉛、鎘、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的原子吸收分光光度值

表3 系列重金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液的原子吸收分光光度值Table 3 The atomic absorption spectrophotometric values of Series standard solution of heavy metals

以吸光度值為縱坐標(biāo)（y），以重金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)（x），對(duì)Pb、Cd、Cu含量進(jìn)行回歸分析，得回歸方程為：Pb：y=0.182 7x-0.038 9，R=0.997 2；Cd：y=54.400 4x+0.288 5，R=0.994 4；Cu：y=0.400 2x-0.002，R=0.977 5.表3顯示Pb、Cd、Cu分別在0.5～3.0μg/m L、0.02～0.08μg/m L、1.0～5.0μg/m L濃度范圍內(nèi)與吸光度（A348.8nm）呈良好的線性關(guān)系，說明兩變量之間線性相關(guān)程度較高.由相關(guān)系數(shù)得知，此三種標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合度較好.

2.2 克氏原螯蝦不同飼養(yǎng)天數(shù)及不同身體部位中鉛、鎘、銅富集含量分析

Fig. 2The change of Pb2+content in the shrimp shell of the redswamp crayfish

Fig. 3The change of Pb2+content in the muscleof the redswamp crayfish

Fig. 4The change of Cd2+content in the headof the redswamp crayfish

Fig. 5The change of Cd2+content in the shrimp shell of the redswamp crayfish

Fig. 6The change of Cd2+content in the muscleof the redswamp crayfish

Fig. 7The change of Cu2+content in the headof the redswamp crayfish

Fig. 8The change of Cu2+content in the shrimp shell of the redswamp crayfish

Fig. 9The change of Cu2+content in the muscleof the redswamp crayfish

圖1～圖9數(shù)據(jù)顯示，暫養(yǎng)的螯蝦經(jīng)過20天的重金屬積累實(shí)驗(yàn)，對(duì)銅和鎘的積累量很大，且隨濃度增大而上升，與濃度呈正比關(guān)系.以上結(jié)果提示克氏原螯蝦對(duì)污染的水體適應(yīng)能力很強(qiáng)，可從水體環(huán)境中富集污染物，重金屬污染物可通過腮呼吸交換或者攝食過程進(jìn)入其體內(nèi)進(jìn)行富集.

圖1～圖3顯示，克氏原螯蝦體不同部位對(duì)于鉛的富集程度存在差異.飼養(yǎng)5天時(shí)的克氏原螯蝦體內(nèi)鉛含量：頭部＞殼＞肌肉；10天至20天克氏原螯蝦體內(nèi)鉛含量富集能力為：肌肉＞頭部＞殼.這可能與克氏原螯蝦在發(fā)育和生長(zhǎng)中因蛻皮將幾丁質(zhì)外殼褪去，重新分泌形成新的外殼有關(guān).螯蝦外殼主要成分為甲殼素，對(duì)重金屬具強(qiáng)烈吸附能力，并能將重金屬沉積于外骨骼中，使得大部分有害重金屬不能進(jìn)入蝦體內(nèi).飼養(yǎng)前5天內(nèi)，由于克氏原螯蝦本身所具有的重金屬易富集特性使外殼中鉛的含量高于肌肉部位，而隨著蛻皮的產(chǎn)生，克氏原螯蝦又能將重金屬通過脫皮活動(dòng)而不斷地將這些重金屬棄置于體外蝦殼［4］，對(duì)其本身也是一種很好的排毒機(jī)制，因此重金屬在蝦殼中積累相對(duì)較低.

圖4～圖9顯示，克氏原螯蝦頭部的鎘、銅含量最多，對(duì)于鎘、銅的富集程度最嚴(yán)重，蝦殼的鎘、銅含量次之，這與重金屬進(jìn)入克氏原螯蝦體內(nèi)的途徑有關(guān).重金屬主要是通過螯蝦呼吸作用由鰓進(jìn)入體內(nèi)，蝦頭既是蝦從水中吸收重金屬離子的直接來(lái)源又是蝦體肝、胰、腎等器官集聚的主要場(chǎng)所，而蝦內(nèi)臟是主要的解毒和排泄器官，可產(chǎn)生大量束縛重金屬的金屬硫蛋白，因此蝦頭成為蝦體內(nèi)富集重金屬的主要部位［5］.

3 結(jié)論

本文結(jié)果顯示，克氏原螯蝦在模擬的重金屬水體環(huán)境中生存良好，可能原因是：螯蝦長(zhǎng)期生長(zhǎng)在污染水體中，體內(nèi)已建立了適應(yīng)機(jī)制，借助這種機(jī)制可以將通過食物鏈進(jìn)入蝦體的重金屬選擇性地排出體外［6］.但同時(shí)，其蝦體的不同部位對(duì)重金屬的富集能力也有顯著性差異.隨著飼養(yǎng)天數(shù)的增加，飼養(yǎng)水體中重金屬濃度的增加，克氏原螯蝦頭部、蝦殼和肌肉中金屬鉛、鎘和銅的含量都呈上升的態(tài)勢(shì)；其主要部位對(duì)鎘的富集能力大小為：肌肉＞頭部＞殼；對(duì)鎘、銅的富集能力大小為：頭部＞蝦殼＞肌肉.我國(guó)克氏原螯蝦的市場(chǎng)需求量較大，考慮到其重金屬易富集的特性，建議在食用時(shí)注意去除頭部和內(nèi)臟，并避免使用幾丁質(zhì)部分.

［1］FANG Z Q，CHEUNG R Y H，WONG M H.Heavy metals in oysters，mussels and clams collected from coastal sites along the Pearl River Delta，South China［J］.Journal of Environmental Sciences，2003，15（1）：11-26.

［2］ZHU Y F，CUI Y H，GE Z Q，et al.Bioeoncen tration effects of heavy metal Ions element in the body of porcambarus clarkia girard［J］.Reservoir Fisheries，2003，23（1）：11-12.

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［4］周立志，陳春玲，張磊.三種重金屬在克氏原螯蝦體內(nèi)的富集特征［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2008，27（9）：1 498-1 502.

［5］崔勇華，朱玉芳.重金屬在克氏螯蝦體內(nèi)的釋放與累積作用研究［J］.水利漁業(yè)，2004，24（6）：14-l6

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The Comparison of Different Parts in Redswamp Crayfish Which are Rich in Lead，Cadmium and Copper

ZHENG Weihong，BO Chunmei，HAN Zhiping，HE Meijun，GUO Yuhua
（School of Life Science，Huzhou University，Huzhou 313000，China）

The redswamp crayfish was fed in the simulation of heavy metal water system，and a study is made on the relationships of redswamp crayfish heavy metal concentration and breeding time，breeding conditions in the heavy metals water.Result shows with the increasing days of feeding，the increase of the concentration of heavy metals in water，the amount of metal lead，cadmium and copper rise in the head，shrimp shell and muscles；the enrichment capability of Redswamp crayfish for cadmium is：muscle＞head＞shell，the enrichment capability of Redswamp crayfish for cadmium，copperis：head＞shrimp shell＞muscle.A conclusion is drawn that it is easy to form serious heavy metal enrichment.

the redswamp crayfish；heavy metal；enrichment

Q176

A

1009-1734（2016）04-0052-04

［責(zé)任編輯 邵圣文］

2015-10-22

浙江省教育廳項(xiàng)目（Y201327742）；湖州師范學(xué)院校級(jí)課題（KX23076）.

鄭衛(wèi)紅，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：水環(huán)境分析測(cè)試.E-mail：zhengwh@hutc.zj.cn