阳澄湖中华绒螯蟹养殖生境水和沉积物元素研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0184

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (6): 144-151.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0184

所属专题：生物技术；水产渔业

阳澄湖中华绒螯蟹养殖生境水和沉积物元素研究

薛竣仁¹(), 刘洪波², 姜涛², 陈修报², 陈赟³, 杨健¹^,²()

¹ 南京农业大学无锡渔业学院，江苏无锡 214081
² 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心渔业微化学研究室，江苏无锡 214081
³ 江苏省地质矿产局第六地质大队，江苏连云港 222000

收稿日期:2022-03-18 修回日期:2022-08-07 出版日期:2023-02-25 发布日期:2023-02-22
通讯作者: 杨健，男，1964年出生，江西南昌人，研究员，博士，研究方向为渔业生态环境保护。通信地址：214081 无锡市滨湖区山水东路9号淡水渔业研究中心，Tel：0510-85557823，E-mail：jiany@ffrc.cn。
作者简介:
薛竣仁，男，1995年出生，江苏盐城人，博士研究生，研究方向为渔业生态环境保护。通信地址：214081 无锡市滨湖区山水东路9号淡水渔业研究中心，Tel：0510-85550961，E-mail：2019213004@njau.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金“基于第3步足的阳澄湖产中华绒螯蟹微化学‘指纹’及其产地判别特征研究”(31772850); 昆山市阳澄湖大闸蟹产业研究院项目“阳澄湖大闸蟹的产地环境品质特征和鉴别技术研究”(HX2021509300); 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目“不同产地环境河蟹矿质元素及滋味品质研究”(2021XT0704)

The Elemental Composition in Water and Sediment of Culture Habitat of Eriocheir sinensis in the Yangcheng Lake

XUE Junren¹(), LIU Hongbo², JIANG Tao², CHEN Xiubao², CHEN Yun³, YANG Jian¹^,²()

¹ Wuxi Fisheries College, Nanjing Agricultural University, Wuxi, Jiangsu 214081
² Laboratory of Fishery Microchemistry, Freshwater Fisheries Research Center, Chinese Academy of Fishery Sciences, Wuxi, Jiangsu 214081
³ The Sixth Geological Brigade of Jiangsu Geology& Mineral Exploration Bureau, Lianyungang, Jiangsu 222000

Received:2022-03-18 Revised:2022-08-07 Online:2023-02-25 Published:2023-02-22

摘要/Abstract

摘要：

为了了解阳澄湖中华绒螯蟹养殖区生境中水和底泥元素的含量特征，同时对阳澄湖蟹与环境水和底泥元素的相关性进行研究，本研究周年期间逐月采集了阳澄湖养殖围网区中华绒螯蟹的水与底泥样本，使用电感耦合等离子质谱仪对水样进行了测定，同时利用电感耦合等离子体质谱仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪和X射线荧光光谱对底泥样品元素进行了测定。结果显示阳澄湖养殖区水样的矿质元素含量符合淡水养殖标准且同样满足国家Ⅰ类水标准；底泥样本的矿质元素均不在风险筛选值范围内。对用于中华绒螯蟹原产地鉴别的Na等10种元素结果进行Pearson相关性分析结果显示蟹样和水样之间Ba成极显著正相关(P<0.01)，Mg和Zn显著正相关(P<0.05)；蟹样和泥样元素相关性分析中，K成显著负相关(P<0.05)。阳澄湖养殖区水、泥均不存在重金属污染的问题，同时阳澄湖蟹与养殖环境也存在一定的相关性。

关键词: 中华绒螯蟹, 水, 底泥, 阳澄湖, 矿质元素

Abstract:

In order to understand the characteristics of elements’ contents in habitat water and sediment of the Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis) in the Yangcheng Lake, and explore the correlations between the elements and the Chinese mitten crab, the water and sediment samples were collected monthly from the purse seine culture area of Chinese mitten crabs in the Yangcheng Lake during the year-long period. The concentrations of the elements in water were determined by inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS), and the concentrations of the elements in sediment were determined by ICP-MS, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) and X-ray fluorescence analysis (XRF), respectively. The results showed that the elements’ contents of the water samples could meet Pollution-free Food-Quality of Water for Freshwater Aquiculture and Environmental Quality Standards for Surface Water (Class I). The elements’ contents of the sediment samples were not within the risk screening value range of Soil Environmental Quality Risk Control Standard for Soil Contamination of Agricultural Land. Pearson correlation analysis of the 10 elements (e.g., Na) used for the identification of the origin of Chinese mitten crab indicated that there was a very significantly positive correlation for Ba (P<0.01), and significantly positive correlation (P<0.05) for Mg and Zn between crab and water samples. In contrast, K showed significantly negative correlation (P<0.05) between crab and sediment samples. The aforementioned evidences suggested that no heavy metal contamination was found in both water and sediment habitats of the purse seine culture area of Chinese mitten crabs in the Yangcheng Lake, and certain correlations were observed between the crabs and the culture habitat in the Yangcheng Lake.

Key words: Eriocheir sinensis, water, sediment, Yangcheng Lake, mineral elements

薛竣仁, 刘洪波, 姜涛, 陈修报, 陈赟, 杨健. 阳澄湖中华绒螯蟹养殖生境水和沉积物元素研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(6): 144-151.

XUE Junren, LIU Hongbo, JIANG Tao, CHEN Xiubao, CHEN Yun, YANG Jian. The Elemental Composition in Water and Sediment of Culture Habitat of Eriocheir sinensis in the Yangcheng Lake[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(6): 144-151.

图/表 3

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元素	2018年3月		2018年4月		2018年5月		2018年6月		2018年7月	2018年8月
Na	27648±629		31622±550		31776±315		32203±526		37543±405	55427±878
Mg	8687±190		9387±171		8874±96		8174±92		8706±87	9420±143
Al	3.17±0.84		1.60±0.25		8.24±0.19		8.29±1.31		2.87±0.27	2.32±0.33
K	12188±4701		3812±74		2624±30		3864±515		4344±51	4910±93
Ca	31327±893		36844±916		17385±101		15789±288		13675±108	31741±725
Cr	1.59±0.08		0.17±0.05		0.08±0.02		—		0.06±0.01	0.13±0.03
Mn	0.85±0.08		0.33±0.09		0.34±0.04		0.43±0.04		0.36±0.05	0.28±0.04
Fe	2516±125		1717±36		1903±64		1774±25		2252±36	1999±42
Co	0.67±0.05		0.53±0.03		0.18±0.02		0.47±0.02		0.04±0.01	0.48±0.01
Ni	1.23±0.08		2.43±0.08		2.77±0.08		2.33±0.92		2.73±0.91	3.26±0.27
Cu	0.88±0.13		1.15±0.05		1.68±0.04		2.47±1.22		0.48±0.01	1.57±0.04
Zn	1.15±0.29		1.27±0.19		2.39±0.50		2.36±0.62		4.22±0.70	6.05±2.67
As	0.99±0.05		2.31±0.06		3.68±0.07		5.80±0.13		4.61±0.06	4.82±0.11
Se	0.43±0.28		—		0.02±0.03		0.07±0.15		—	0.08±0.12
Sr	221.0±0.2		209.0±2.4		150.1±2.2		137.4±2.6		164.6±1.1	226.1±4.0
Mo	2.52±0.12		2.74±0.05		3.33±0.06		3.91±0.11		2.90±0.07	2.97±0.11
Ag	0.44±0.23		0.03±0.01		0.02±0.01		0.01±0.01		0.03±0.01	0.01±0.01
Cd	0.62±0.02		0.03±0.01		0.03±0.01		—		0.03±0.01	0.01±0.01
Ba	46.1±2.9		42.7±0.4		27.3±0.2		27.1±0.3		35.4±0.5	55.8±1.3
Tl	0.11±0.01		0.06±0.01		0.03±0.01		—		0.05±0.00	0.03±0.01
Pb	1.48±0.56		0.08±0.02		0.07±0.02		1.20±0.09		0.09±0.02	0.06±0.01
元素	2018年9月		2018年10月		2018年11月		2018年12月		2019年1月	2019年2月
Na	56621±324		45951±1216		50404±824		45847±598		45132±1603	43103±583
Mg	9417±72		9173±260		10028±163		9318±10		9238±357	8970±111
Al	1.22±0.24		2.69±0.27		1.51±0.24		7.80±17.44		25.77±48.93	—
K	5274±55		5302±148		5802±95		4690±42		4671±200	4221±49
Ca	33251±304	40028±2305		44905±994		48460±427		50424±2452		55439±898
Cr	0.16±0.01	—		—		0.32±0.08		0.62±0.29		0.26±0.04
Mn	0.17±0.06	—		—		0.16±0.21		1.84±0.28		0.40±0.17
Fe	2093±17	4228±279		4735±115		2374±53		731±28		2922±39
Co	0.48±0.01	0.13±0.07		0.26±0.04		0.59±0.03		3.84±0.01		0.61±0.02
Ni	4.69±1.65	1.35±0.36		1.51±0.16		2.49±0.08		2.17±0.06		2.52±0.09
Cu	1.64±0.02	0.60±0.09		0.26±0.05		1.62±0.04		2.08±0.08		—
Zn	8.83±5.53	2.58±0.64		2.28±0.27		0.90±1.00		1.62±1.01		11.27±2.03
As	2.82±0.06	—		—		1.16±0.06		1.46±0.05		0.77±0.03
Se	0.14±0.09	—		—		2.10±0.48		0.92±0.14		0.29±0.17
Sr	225.9±1.3	222.8±9.6		239.7±3.0		239.2±2.5		230.0±7.0		239.5±4.3
Mo	2.61±0.01	1.18±0.31		1.09±0.05		3.09±0.54		2.94±0.10		2.05±0.06
Ag	—	—		—		—		—		—
Cd	—	—		—		0.05±0.03		0.64±0.00		0±0.01
Ba	56.3±0.3	53.9±3.8		61.7±1.7		62.8±0.4		59.9±2.5		58.7±3.6
Tl	0.01±0.00	—		—		0.05±0.02		2.93±0.01		0.01±0.00
Pb	0.02±0.01	—		—		0.11±0.03		—		0.09±0.03

元素	2018年3月		2018年4月		2018年5月		2018年6月		2018年7月	2018年8月
Na	27648±629		31622±550		31776±315		32203±526		37543±405	55427±878
Mg	8687±190		9387±171		8874±96		8174±92		8706±87	9420±143
Al	3.17±0.84		1.60±0.25		8.24±0.19		8.29±1.31		2.87±0.27	2.32±0.33
K	12188±4701		3812±74		2624±30		3864±515		4344±51	4910±93
Ca	31327±893		36844±916		17385±101		15789±288		13675±108	31741±725
Cr	1.59±0.08		0.17±0.05		0.08±0.02		—		0.06±0.01	0.13±0.03
Mn	0.85±0.08		0.33±0.09		0.34±0.04		0.43±0.04		0.36±0.05	0.28±0.04
Fe	2516±125		1717±36		1903±64		1774±25		2252±36	1999±42
Co	0.67±0.05		0.53±0.03		0.18±0.02		0.47±0.02		0.04±0.01	0.48±0.01
Ni	1.23±0.08		2.43±0.08		2.77±0.08		2.33±0.92		2.73±0.91	3.26±0.27
Cu	0.88±0.13		1.15±0.05		1.68±0.04		2.47±1.22		0.48±0.01	1.57±0.04
Zn	1.15±0.29		1.27±0.19		2.39±0.50		2.36±0.62		4.22±0.70	6.05±2.67
As	0.99±0.05		2.31±0.06		3.68±0.07		5.80±0.13		4.61±0.06	4.82±0.11
Se	0.43±0.28		—		0.02±0.03		0.07±0.15		—	0.08±0.12
Sr	221.0±0.2		209.0±2.4		150.1±2.2		137.4±2.6		164.6±1.1	226.1±4.0
Mo	2.52±0.12		2.74±0.05		3.33±0.06		3.91±0.11		2.90±0.07	2.97±0.11
Ag	0.44±0.23		0.03±0.01		0.02±0.01		0.01±0.01		0.03±0.01	0.01±0.01
Cd	0.62±0.02		0.03±0.01		0.03±0.01		—		0.03±0.01	0.01±0.01
Ba	46.1±2.9		42.7±0.4		27.3±0.2		27.1±0.3		35.4±0.5	55.8±1.3
Tl	0.11±0.01		0.06±0.01		0.03±0.01		—		0.05±0.00	0.03±0.01
Pb	1.48±0.56		0.08±0.02		0.07±0.02		1.20±0.09		0.09±0.02	0.06±0.01
元素	2018年9月		2018年10月		2018年11月		2018年12月		2019年1月	2019年2月
Na	56621±324		45951±1216		50404±824		45847±598		45132±1603	43103±583
Mg	9417±72		9173±260		10028±163		9318±10		9238±357	8970±111
Al	1.22±0.24		2.69±0.27		1.51±0.24		7.80±17.44		25.77±48.93	—
K	5274±55		5302±148		5802±95		4690±42		4671±200	4221±49
Ca	33251±304	40028±2305		44905±994		48460±427		50424±2452		55439±898
Cr	0.16±0.01	—		—		0.32±0.08		0.62±0.29		0.26±0.04
Mn	0.17±0.06	—		—		0.16±0.21		1.84±0.28		0.40±0.17
Fe	2093±17	4228±279		4735±115		2374±53		731±28		2922±39
Co	0.48±0.01	0.13±0.07		0.26±0.04		0.59±0.03		3.84±0.01		0.61±0.02
Ni	4.69±1.65	1.35±0.36		1.51±0.16		2.49±0.08		2.17±0.06		2.52±0.09
Cu	1.64±0.02	0.60±0.09		0.26±0.05		1.62±0.04		2.08±0.08		—
Zn	8.83±5.53	2.58±0.64		2.28±0.27		0.90±1.00		1.62±1.01		11.27±2.03
As	2.82±0.06	—		—		1.16±0.06		1.46±0.05		0.77±0.03
Se	0.14±0.09	—		—		2.10±0.48		0.92±0.14		0.29±0.17
Sr	225.9±1.3	222.8±9.6		239.7±3.0		239.2±2.5		230.0±7.0		239.5±4.3
Mo	2.61±0.01	1.18±0.31		1.09±0.05		3.09±0.54		2.94±0.10		2.05±0.06
Ag	—	—		—		—		—		—
Cd	—	—		—		0.05±0.03		0.64±0.00		0±0.01
Ba	56.3±0.3	53.9±3.8		61.7±1.7		62.8±0.4		59.9±2.5		58.7±3.6
Tl	0.01±0.00	—		—		0.05±0.02		2.93±0.01		0.01±0.00
Pb	0.02±0.01	—		—		0.11±0.03		—		0.09±0.03

元素	2018年3月		2018年4月		2018年5月		2018年6月		2018年7月		2018年8月
K	16711±75		16717±243		17073±127		16963±173		18172±167		18269±506
Na	8877±154		9026±113		9279±277		9404±49		8573±171		8835±160
Fe	31489±1096		32754±169		30710±1115		28763±1022		35203±564		34741±126
Al	63403±1867		65495±1789		72958±949		55713±1040		69542±141		69272±80
Ca	27720±181		26525±60		26016±1040		25172±501		22692±562		24545±468
Mg	7378±445		7698±484		7277±411		7378±332		8168±423		8156±390
Li	41.9±0.2		44.6±0.5		43.2±0.6		41.2±1.4		42.9±2.0		45.0±0.9
Cu	27.3±0.2		28.6±0.6		27.4±0.8		28.1±0.9		30.5±1.4		32.9±0.7
Ni	47.7±0.4		50.2±0.4		48.6±1.0		48.5±0.8		48.9±1.5		52.3±1.1
Pb	20.3±0.1		22.3±0.6		17.3±0.4		21.1±0.7		21.6±1.7		25.0±0.6
Zn	96.8±0.2		102.7±1.1		98.5±1.9		95.2±1.0		98.1±2.3		94.3±2.3
Mn	525.0±13.0		597.6±7.5		564.6±12.4		495.2±17.3		560.9±4.8		489.6±9.7
Ti	4539±60		4577±85		4546±65		4485±147		3602±31		3815±65
Co		13.4±0.5	14.3±0.2	13.6±0.3		13.1±0.4		17.0±0.2		15.3±0.3
Mo		0.73±0.07	0.77±0.07	0.79±0.03		0.86±0.05		0.72±0.02		0.96±0.02
V		94.8±0.9	97.6±1.2	97.2±0.3		93.5±2.1		96.9±2.3		102.1±1.7
Cr		78.7±0.7	82.2±1.2	81.2±0.6		82.0±0.7		75.7±2.3		79.4±1.6
As		9.58±0.57	10.31±0.73	10.68±0.21		9.68±0.28		3.09±0.21		11.96±0.38
Ba		504.7±5.5	507.0±7.0	510.3±8.5		511.0±7.0		464.2±5.8		487.1±5.3
Sr		143.7±1.5	147.7±1.2	142.3±1.5		146.0±2.0		129.3±7.4		134.3±5.7
元素		2018年9月	2018年10月	2018年11月		2018年12月		2019年1月		2019年2月
K		18581±551	17663±748	18261±470		18258±390		18637±229		18457±448
Na		9387±93	9189±216	9258±257		8915±248		9347±226		9214±270
Fe		34205±276	33783±419	34499±483		34417±87		35347±358		33587±884
Al		69216±43	68089±80	69750±143		68226±55		69909±109		68302±538
Ca		23413±204	20400±727	21133±493		24902±247		21103±673		19266±602
Mg		8196±333	7617±413	8095±328		8403±239		8226±255		8214±304
Li		45.2±1.1	43.3±1.4	44.6±1.6		43.6±1.3		45.0±0.6		44.5±1.9
Cu		32.6±0.5	32.3±1.0	32.5±1.5		29.3±0.8		32.8±1.0		32.4±2.3
Ni		50.3±0.2	49.8±1.9	51.0±0.6		49.5±1.2		51.7±1.2		50.0±1.9
Pb		23.3±1.7	25.2±2.5	24.2±1.6		22.1±1.5		24.2±2.5		23.1±1.3
Zn		93.9±4.3	96.4±3.0	100.5±4.8		100.2±15.7		100.7±2.3		96.9±2.2
Mn		505.8±3.9	530.6±3.9	574.9±7.6		543.1±6.3		533.6±7.0		563.8±15.1
Ti		3836±77	3675±248	3969±169		3745±130		3898±134		3891±145
Co		15.1±0.1	14.6±0.2	14.6±0.5		14.9±0.4		14.5±0.2		14.3±0.1
Mo		0.84±0.04	0.76±0.02	0.76±0.01		0.87±0.02		0.86±0.05		0.75±0.02
V		101.3±1.4	99.5±1.7	102.5±2.4		99.6±2.7		103.3±0.6		101.1±3.9
Cr		77.6±0.5	78.3±2.3	79.8±2.0		75.9±2.6		81.2±2.4		79.2±2.4
As		7.40±0.27	8.28±0.47	14.09±0.54		9.92±0.29		8.26±0.12		5.93±0.56
Ba		483.5±5.0	452.2±7.6	461.9±6.0		485.4±7.9		499.4±9.5		482.4±7.2
Sr		138.8±9.1	125.6±12.4	133.1±9.5		141.3±3.0		137.2±12.6		130.2±6.2

元素	2018年3月		2018年4月		2018年5月		2018年6月		2018年7月		2018年8月
K	16711±75		16717±243		17073±127		16963±173		18172±167		18269±506
Na	8877±154		9026±113		9279±277		9404±49		8573±171		8835±160
Fe	31489±1096		32754±169		30710±1115		28763±1022		35203±564		34741±126
Al	63403±1867		65495±1789		72958±949		55713±1040		69542±141		69272±80
Ca	27720±181		26525±60		26016±1040		25172±501		22692±562		24545±468
Mg	7378±445		7698±484		7277±411		7378±332		8168±423		8156±390
Li	41.9±0.2		44.6±0.5		43.2±0.6		41.2±1.4		42.9±2.0		45.0±0.9
Cu	27.3±0.2		28.6±0.6		27.4±0.8		28.1±0.9		30.5±1.4		32.9±0.7
Ni	47.7±0.4		50.2±0.4		48.6±1.0		48.5±0.8		48.9±1.5		52.3±1.1
Pb	20.3±0.1		22.3±0.6		17.3±0.4		21.1±0.7		21.6±1.7		25.0±0.6
Zn	96.8±0.2		102.7±1.1		98.5±1.9		95.2±1.0		98.1±2.3		94.3±2.3
Mn	525.0±13.0		597.6±7.5		564.6±12.4		495.2±17.3		560.9±4.8		489.6±9.7
Ti	4539±60		4577±85		4546±65		4485±147		3602±31		3815±65
Co		13.4±0.5	14.3±0.2	13.6±0.3		13.1±0.4		17.0±0.2		15.3±0.3
Mo		0.73±0.07	0.77±0.07	0.79±0.03		0.86±0.05		0.72±0.02		0.96±0.02
V		94.8±0.9	97.6±1.2	97.2±0.3		93.5±2.1		96.9±2.3		102.1±1.7
Cr		78.7±0.7	82.2±1.2	81.2±0.6		82.0±0.7		75.7±2.3		79.4±1.6
As		9.58±0.57	10.31±0.73	10.68±0.21		9.68±0.28		3.09±0.21		11.96±0.38
Ba		504.7±5.5	507.0±7.0	510.3±8.5		511.0±7.0		464.2±5.8		487.1±5.3
Sr		143.7±1.5	147.7±1.2	142.3±1.5		146.0±2.0		129.3±7.4		134.3±5.7
元素		2018年9月	2018年10月	2018年11月		2018年12月		2019年1月		2019年2月
K		18581±551	17663±748	18261±470		18258±390		18637±229		18457±448
Na		9387±93	9189±216	9258±257		8915±248		9347±226		9214±270
Fe		34205±276	33783±419	34499±483		34417±87		35347±358		33587±884
Al		69216±43	68089±80	69750±143		68226±55		69909±109		68302±538
Ca		23413±204	20400±727	21133±493		24902±247		21103±673		19266±602
Mg		8196±333	7617±413	8095±328		8403±239		8226±255		8214±304
Li		45.2±1.1	43.3±1.4	44.6±1.6		43.6±1.3		45.0±0.6		44.5±1.9
Cu		32.6±0.5	32.3±1.0	32.5±1.5		29.3±0.8		32.8±1.0		32.4±2.3
Ni		50.3±0.2	49.8±1.9	51.0±0.6		49.5±1.2		51.7±1.2		50.0±1.9
Pb		23.3±1.7	25.2±2.5	24.2±1.6		22.1±1.5		24.2±2.5		23.1±1.3
Zn		93.9±4.3	96.4±3.0	100.5±4.8		100.2±15.7		100.7±2.3		96.9±2.2
Mn		505.8±3.9	530.6±3.9	574.9±7.6		543.1±6.3		533.6±7.0		563.8±15.1
Ti		3836±77	3675±248	3969±169		3745±130		3898±134		3891±145
Co		15.1±0.1	14.6±0.2	14.6±0.5		14.9±0.4		14.5±0.2		14.3±0.1
Mo		0.84±0.04	0.76±0.02	0.76±0.01		0.87±0.02		0.86±0.05		0.75±0.02
V		101.3±1.4	99.5±1.7	102.5±2.4		99.6±2.7		103.3±0.6		101.1±3.9
Cr		77.6±0.5	78.3±2.3	79.8±2.0		75.9±2.6		81.2±2.4		79.2±2.4
As		7.40±0.27	8.28±0.47	14.09±0.54		9.92±0.29		8.26±0.12		5.93±0.56
Ba		483.5±5.0	452.2±7.6	461.9±6.0		485.4±7.9		499.4±9.5		482.4±7.2
Sr		138.8±9.1	125.6±12.4	133.1±9.5		141.3±3.0		137.2±12.6		130.2±6.2

阳澄湖中华绒螯蟹养殖生境水和沉积物元素研究

The Elemental Composition in Water and Sediment of Culture Habitat of Eriocheir sinensis in the Yangcheng Lake

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