懸浮物對中國明對蝦幼體急性毒性效應研究

張 艷，鄭 琳，謝寒冰，陳碧鵑，夏 斌，周明瑩

( 1.中國水產科學研究院 黃海水產研究所，山東 青島 266071； 2.國家海洋局 北海環境監測中心， 山東 青島 266033； 3.青島市食品藥品檢驗研究院， 山東 青島 266071 )

懸浮物對中國明對蝦幼體急性毒性效應研究

張 艷1，鄭 琳2，謝寒冰3，陳碧鵑1，夏 斌1，周明瑩1

( 1.中國水產科學研究院 黃海水產研究所，山東 青島 266071； 2.國家海洋局 北海環境監測中心， 山東 青島 266033； 3.青島市食品藥品檢驗研究院， 山東 青島 266071 )

本文通過室內模擬試驗研究水體中懸浮物對中國明對蝦不同幼體期生長的急性毒性效應。以無節幼體、溞狀幼體、糠蝦幼體和仔蝦為試驗生物，設置不同懸浮物質量濃度的試驗組，并對死亡幼體進行計數，建立死亡率和懸浮物質量濃度對數的響應關系，求解中國明對蝦幼體96 h半致死質量濃度值。試驗結果表明，懸浮物對中國明對蝦4個時期幼體的生長均具有顯著影響(P<0.01)，懸浮物質量濃度與幼體死亡率呈線性關系，死亡率隨懸浮物質量濃度的增加而升高；無節幼體、溞狀幼體、糠蝦幼體、仔蝦的96 h半致死質量濃度分別為741.31、457.09、912.02 mg/L和1023.29 mg/L，線性相關系數分別為0.9771、0.9753、0.9859、0.9798。4種幼體中溞狀幼體受懸浮物影響最大，仔蝦受影響最小。

懸浮物；中國對蝦；幼體；半致死質量濃度

近年來，我國經濟快速發展，沿海碼頭橋梁建設、港口疏浚、傾倒等施工項目增多，導致近海懸浮物大量產生[1]。這些懸浮物不僅影響海水物理、化學性質，對浮游生物產生毒性效應[2]，還會對海洋動物、特別是逃逸能力弱的動物及幼體的攝食、生長、繁殖甚至存活產生嚴重影響[3]，甚至影響海洋生物的生態系統[4]。

隨著大量疏浚物的海洋傾倒，建立快速而準確評價疏浚物毒性的方法，從而準確評估疏浚物海洋傾倒對環境的影響程度已迫在眉睫。目前，懸浮物污染無明確的判定標準，在漁業水質標準等相關標準中也沒有明確的數值來判定。因懸浮物對不同生物及生物的不同生長階段產生的毒性效應各有不同，這也為懸浮物污染的判定帶來困擾。有關懸浮物對魚類[5]、蝦蟹類[6-7]、貝類[8-10]等海洋生物生長影響的研究文獻屢有報道，但所研究的內容多集中在一種生物的某個發育時期，而能夠涵蓋生物整個發育期的研究較少。筆者以中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)的無節幼體、溞狀幼體、糠蝦幼體和仔蝦4個典型階段為研究對象，討論懸浮物對中國明對蝦不同發育階段的急性毒性效應，旨在加強中國明對蝦生長環境監測，促進中國明對蝦產業健康發展；同時也為疏浚、吹填擾動的底泥產生懸浮物的生態風險分析提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 對蝦幼體

試驗用中國明對蝦幼體為青島市即墨利友育苗廠提供的中國明對蝦無節幼體、溞狀幼體、糠蝦幼體和仔蝦。幼體帶回實驗室后暫養1 d，挑選健康活潑的個體作為試驗用蝦。

1.1.2 懸浮物

試驗泥樣采集于膠州灣海域，密封運回實驗室，于-20 ℃保存。沉積物中硫化物、重金屬(Cu、Zn、Pb、Cd、Hg)、石油類等要素的檢測參照《海洋監測規范》(GB 17378—2007)進行。

1.1.3 試驗海水

試驗海水為過濾后的自然海水，使用前對鹽度、pH、溶解氧等指標進行檢測，各指標含量均符合《海水水質標準》二類要求。

1.2 試驗方法

1.2.1 懸浮物配制

將泥樣在鼓風干燥箱中 60 ℃烘至質量恒定，冷卻后研磨成粉末狀，過350目篩后置于干燥器中保存。使用時加海水配制成40 g/L母液，試驗時按照設置質量濃度添加不同體積的母液至試驗容器中。

試驗初始時先進行預試驗，找到適合每種幼體的懸浮物質量濃度，正式試驗中懸浮物質量濃度梯度的設置以預試驗結果為準。

1.2.2 無節幼體試驗

設置6個懸浮物質量濃度分別為0、10、50、200、400、800 mg/L的試驗組，每組4個平行樣。容器為1000 mL燒杯，每個燒杯盛放400 mL不同質量濃度懸浮物溶液，放入20尾無節幼體。試驗溶液水溫控制在(15±0.1) ℃；保持充氣，并每隔4 h使用塑料吸管將沉降于底部的懸浮物重新懸浮，使容器中的試驗溶液盡可能保持懸浮狀態；每24 h觀察一次無節幼體生長情況，及時清除死亡個體并計數。

1.2.3 溞狀幼體試驗

設置6個懸浮物質量濃度分別為0、10、50、100、250、750 mg/L的試驗組，每組4個平行樣。容器為1000 mL燒杯，每個燒杯盛放400 mL不同質量濃度懸浮物溶液，放入20尾溞狀幼體。試驗溶液水溫控制在(14±0.2) ℃；保持充氣，并每隔4 h使用塑料吸管將沉降于底部的懸浮物重新懸浮，使容器中的試驗溶液盡可能保持懸浮狀態；每日(9：00和16：00)投喂2次新月菱形藻(Nitzschiaclosterium)；每24 h觀察一次溞狀幼體生長情況，及時清除死亡個體并計數。

1.2.4 糠蝦幼體試驗

設置6個懸浮物質量濃度分別為0、50、200、400、800、1600 mg/L的試驗組，每組3個平行樣。容器為1000 mL燒杯，每個燒杯盛放600 mL不同質量濃度懸浮物溶液，放入20尾糠蝦幼體。試驗溶液水溫控制在(23.6±0.58) ℃，保持充氣，并每隔4 h使用塑料吸管將沉降于底部的懸浮物重新懸浮，使容器中的試驗溶液盡可能保持懸浮狀態；每日(9:00和16:00)投喂2次鹵蟲(Artemiasaline)無節幼體，每24 h觀察一次糠蝦幼體生長情況，及時清除死亡個體并計數。

1.2.5 仔蝦試驗

設置6個懸浮物質量濃度分別為0、10、50、200、400、800、1600、3200 mg/L的試驗組，每組4個平行樣容器為1000 mL燒杯，每個燒杯盛放500 mL不同質量濃度懸浮物溶液，放入15尾仔蝦。試驗溶液水溫控制在(19±0.2)℃，保持充氣，并每隔4 h使用塑料吸管將沉降于底部的懸浮物重新懸浮，使容器中的試驗溶液盡可能保持懸浮狀態；日(9:00和16:00)投喂2次餌料，每24 h觀察一次仔蝦生長情況，及時清除死亡個體并計數。

1.3 數據處理

對試驗結果進行直線回歸處理，建立幼體死亡率(P)和懸浮物質量濃度的對數(lnC)的線性關系，求解對蝦幼體死亡率為50%的96 h半致死質量濃度。采用SPSS軟件計算中國明對蝦無節幼體、溞狀幼體、糠蝦幼體和仔蝦死亡率為50%的半致死質量濃度，并進行懸浮物對中國明對蝦幼體和仔蝦生長影響的顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 沉積物分析結果

沉積物過350目篩后通過激光粒度分析儀分析表明其中值粒徑d(0.5)為12.93 μm，d(0.1)為2.45 μm，d(0.9)為37.21 μm。

沉積物中硫化物、重金屬(Cu、Zn、Pb、Cd、Hg)、石油類等要素的檢測結果見表1，其主要成分含量均符合《海洋沉積物質量》(GB18668—2002)一類要求，不會對受試生物產生毒害作用。

2.2 試驗水體中主要指標的檢測結果

表1 試驗泥樣中主要成分含量 mg/kg

注：“nd”為未檢出.

表2 試驗水體中部分指標含量

2.3 懸浮物對無節幼體生長影響

在試驗初期的24 h內，高質量濃度組無節幼體死亡較多。隨著試驗時長增加，無節幼體對懸浮物的耐受性有所增強，48 h后死亡情況趨于平穩，無短期大量死亡現象。對懸浮物不同質量濃度和無節幼體死亡率采用SPSS軟件進行分析，結果表明，不同質量濃度的懸浮物對無節幼體具有顯著的影響(P<0.01)。懸浮物質量濃度與無節幼體死亡率呈線性關系(48 h：y=12.748x-3.2836，r=0.9944；96 h：y=19.206x-5.1025，r=0.9771)，96 h半致死質量濃度為741.31 mg/L。不同質量濃度的懸浮物對無節幼體生長影響及無節幼體死亡率見圖1、表3。

圖1 不同質量濃度懸浮物對中國明對蝦無節幼體的生長影響

懸浮物質量濃度mg/L存活尾數/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 懸浮物對溞狀幼體生長影響

與無節幼體試驗相似，試驗初期溞狀幼體死亡率較高，48 h后趨于平穩。對懸浮物和溞狀幼體死亡率采用SPSS軟件進行分析，結果表明，懸浮物對溞狀幼體生長具有顯著的影響(P<0.01)。懸浮物質量濃度與溞狀幼體死亡率呈線性關系(48 h：y=20.738x-9.6101，r=0.9463；96 h：y=21.436x-7.4019，r=0.9753)，其96 h半致死質量濃度為457.09 mg/L。試驗觀察表明，剛變態的溞狀幼體較弱，對懸浮物耐受性較差，同時溞狀幼體時期需要投喂餌料，懸浮物對其正常攝食也有一定影響，綜合因素造成溞狀幼體的懸浮物96 h半致死質量濃度值為4個時期中最小。不同質量濃度的懸浮物對中國明對蝦溞狀幼體生長影響及溞狀幼體死亡率見圖2、表4。

圖2 不同質量濃度懸浮物對中國明對蝦溞狀幼體的生長影響

懸浮物質量濃度mg/L存活尾數/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 懸浮物對糠蝦幼體生長影響

試驗初期的24 h內，懸浮物質量濃度為400 mg/L和800 mg/L的試驗組中，幼體死亡尾數最高，后期逐漸趨于平穩。采用SPSS軟件對懸浮物和糠蝦幼體死亡率進行分析，結果表明，不同質量濃度懸浮物對糠蝦幼體均具有顯著影響(P<0.01)；懸浮物質量濃度與糠蝦幼體的死亡率呈線性相關(48 h：y=14.224x-14.485，r=0.9337；96 h：y=22.214x-15.795，r=0.9859)，96 h半致死質量濃度為912.02 mg/L(圖3、表5)。

2.6 懸浮物對仔蝦生長影響

相較于其他3種幼體，仔蝦對懸浮物耐受性略強，在試驗初期的24 h內，仔蝦活性很好，攝食基本不受影響，死亡個體較少；24 h之后尤其是48 h之后，懸浮物高質量濃度組的仔蝦攝食能力變弱，投喂同等數量鹵蟲剩余較多，死亡尾數逐步增加。采用SPSS軟件對懸浮物和仔蝦死亡率進行分析，結果表明，不同質量濃度的懸浮物對仔蝦具有顯著影響(P<0.01)；懸浮物質量濃度與仔蝦死亡率呈線性關系(48 h：y= 9.4947x-3.1234，r= 0.9633；96 h：y= 17.309x-2.1544，r = 0.9798)，其96 h半致死質量濃度為1023.29 mg/L(圖4、表6)。

圖3 不同質量濃度懸浮物對中國明對蝦糠蝦幼體的生長影響

懸浮物質量濃度mg/L存活尾數/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

圖4 不同質量濃度懸浮物對中國明對蝦仔蝦的生長影響

懸浮物質量濃度mg/L存活尾數/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 討 論

3.1 試驗水體中各指標對幼體生長的影響

3.2 幼體死亡原因分析

試驗結果顯示，隨著試驗時間的延長，無節幼體、溞狀幼體、糠蝦幼體及仔蝦的死亡率均呈上升的變化趨勢，表明懸浮物對各種幼體生長具有顯著的影響，懸浮物含量越高影響越顯著。且在添加懸浮物的試驗組尤其是高質量濃度的試驗組中，幼體的活動力明顯減弱。Newcombe等[14]發現，懸浮物附著蝦體可影響其感知功能，影響呼吸和進食，最終導致其死亡。在試驗中，通過顯微鏡觀察死亡幼體，發現有懸浮物顆粒黏附在死亡個體的附肢上，體表上有泥狀物附著。因此，試驗組中對蝦幼體死亡的原因可能與懸浮物影響其活動能力，導致攝食不足有關。

3.3 幼體受懸浮物影響的差異分析

在4種幼體中，溞狀幼體的半致死質量濃度最小，受懸浮物影響最大。王云龍等[15]通過對長江口疏浚土懸沙對中華絨鰲蟹(Eriocheirsinensis)幼體發育和變態的試驗研究表明，不同懸沙質量濃度會使溞狀Ⅰ期幼體蛻皮變態推遲。因此推測對蝦溞狀幼體受懸浮物影響原因可能與懸浮物影響其蛻皮變態有關，另外也可能是由于溞狀幼體自無節幼體變態之后，開口攝食餌料期間，個體比較敏感，易受外界因素的影響從而導致死亡。其他3種受試生物中，個體大小與其受懸浮物影響程度呈相反的變化趨勢，無節幼體96 h半致死質量濃度最小，仔蝦96 h半致死質量濃度最大，說明隨著個體的增大，其受懸浮物影響呈減弱的變化趨勢，大的生物個體對懸浮物的抵抗力較強。從這個結論可以得出，涉海工程產生的懸浮物對幼小的生物個體或個體階段影響最大，應避免在海洋生物的產卵、孵化場所進行施工。該研究的結論也為海洋生物資源保護提供一定的理論依據。

[1] 蔡玉婷. 福建主要港灣懸浮物、 懸浮有機質等環境因子的分布與變化[J]. 海洋科學進展， 2010，28(1)：94-101.

[2] 張艷，鄭琳，陳碧鵑，等. 懸浮物對浮游植物和浮游動物的急性毒性效應[J]. 漁業科學進展，2014，35(2)：16-21.

[3] 葉健欣，楊鋒，李蘭濤，等. 湛江港區底泥懸浮物對近江牡蠣的毒害效應[J]. 廣東海洋大學學報，2010，30(6)：91-94.

[4] 宋倫，楊國軍，王年斌，等. 懸浮物對海洋生物生態的影響[J]. 水產科學，2012，31(7)：444-448.

[5] 周勇，馬紹賽，曲克明，等. 懸浮物對半滑舌鰨稚魚的急性毒性效應[J]. 海洋環境科學，2010，29(2)：229-232.

[6] 李蘭濤，楊鋒，黃一平. 底泥懸浮物對海水養殖凡納濱對蝦仔蝦生物毒性影響[J].水產養殖，2010，31(1)：10-12.

[7] 王娟娟，李春青，張萍，等. 港口疏浚淤泥懸浮物對中國對蝦幼體影響的試驗研究[J]. 天津水產，2010(2):17-20.

[8 ] 鄭琳，崔文林，賈永剛，等. 海洋圍隔生態系中疏浚物傾倒對養殖貝類的生態效應研究[J].海洋環境科學，2009，28(6)：672-675.

[9] 王廣軍，謝駿，余德光，等. 雜色鮑對底泥懸浮物脅迫的生理響應[J].大連水產學院學報，2007，22(5)：352-356.

[10 ] 何陽陽，楊鳳，王華，等. 泥沙懸浮物對菲律賓蛤仔幼貝生長和濾水率的影響[J].大連海洋大學學報，2014，29(2)：156-160.

[11] 范學平，曾德付. 沿江施工產生懸浮物對環境影響分析[J]. 交通環保，2004，25(6)：10-12.

[12] 房文紅，王慧，來琦芳. 碳酸鹽堿度、pH 對中國對蝦幼蝦的致毒效應[J]. 中國水產科學，2001，7(4)：78-81.

[13] 王娟，曲克明，劉海英，等. 不同溶氧條件下亞硝酸鹽和氨氮對中國對蝦的急性毒性效應[J]. 海洋水產研究，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] 王云龍，成永旭，徐兆禮，等.長江口疏浚土懸沙對中華絨螯蟹幼體發育和變態的影響[J]. 中國水產科學，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.

海洋公益性行業科研專項資助項目(201105010-04).

張艷(1977—)，女，助理研究員，碩士；研究方向：微生物及海洋生態學. E-mail：yanzhang@ysfri.ac.cn. 通訊作者：陳碧鵑(1962—)，女，研究員；研究方向：海洋生物學和生態毒理學.E-mail：chenbj@ysfri.ac.cn.