黑褐新糠蝦作為生物指示物評估重金屬污染效果的可行性探究

摘要：探討黑褐新糠蝦作為生物指示物評估重金屬污染效果的可行性。研究中選擇合適的研究區域和對象，研究區域為某受重金屬污染的淡水湖泊周邊地區，研究對象為該地區的黑褐新糠蝦。實驗材料的準備與處理部分，詳細介紹黑褐新糠蝦的采集與處理方法，以及重金屬的檢測與分析方法。此外還介紹重金屬污染的評估方法，包括評估指標和評估方法的應用。得出實驗結果并進行分析，包括黑褐新糠蝦對重金屬的富集能力，重金屬在不同環境因子中的分布特征，以及黑褐新糠蝦生物指標與重金屬污染的關系。討論包括黑褐新糠蝦作為生物指示物的可行性，影響黑褐新糠蝦富集重金屬的因素，以及研究結果對環境監測的啟示。

關鍵詞：黑褐新糠蝦;生物指示物;重金屬污染

1研究背景

黑褐新糠蝦（Neomysis integer）屬于甲殼綱動物，是水體生態系統中的重要組成部分。重金屬污染是當前環境問題中的一個重要方面，會通過食物鏈影響人類健康。重金屬如鉛、汞、鎘等，在自然環境中難以降解，可通過生物放大和生物積累在生物體內積聚，最終影響生態系統平衡和人類健康［1］。

在環境監測中，生物指示物是一個重要的概念。生物指示物是生物體內外環境因素變化的指示器，通過其狀態可以評估環境的健康狀況［2］。理想的重金屬生物指示物應具備對特定污染物敏感、生物放大效應明顯、生命周期穩定的特點。黑褐新糠蝦因其生活史短、繁殖力強、對環境變化敏感等特點，被認為是監測重金屬污染的良好生物指示物。研究表明，黑褐新糠蝦對環境中的重金屬具有較高的累積能力，其體內的重金屬濃度可反映其生活環境中的重金屬污染狀況［3］。

2研究區域和對象的選擇

2.1研究區域

選取我國某重金屬污染較為嚴重的湖泊區域作為研究區域。該湖泊位于我國中部地區，地處工業區和居民區之間，多年來一直受到工業廢水排放和生活污水排放的影響，重金屬污染問題嚴重。通過對該湖泊區域的研究，可以更好地了解黑褐新糠蝦在重金屬污染評估中的可行性［4］。

2.2研究對象

本研究的核心研究對象為黑褐新糠蝦，它是一種普遍分布于淡水湖泊與河流的小型甲殼類生物，對環境變化具有顯著的敏感性。鑒于黑褐新糠蝦所具備的顯著生物指示物潛力，被選定為評估水體中重金屬污染程度的關鍵物種。在選定黑褐新糠蝦作為研究主體時，基于以下兩個方面的考量：

一是生物指示物特性。黑褐新糠蝦對環境中的重金屬污染具有高度的敏感性，通過對其體內重金屬含量的科學檢測，能夠有效地評估水體的污染程度［5］。

二是生態地位。在湖泊生態系統中，黑褐新糠蝦占據較低的生態位，作為眾多水生生物的食物來源，其生存狀態直接關系到湖泊生態系統的穩定性與健康。

3實驗材料的準備與處理

3.1黑褐新糠蝦的采集與處理

為確保實驗結果的準確性和可靠性，選擇生活在我國黃海沿岸的黑褐新糠蝦作為研究對象。黑褐新糠蝦生活在海洋中，對環境變化較為敏感，因此，其可以作為評估海洋環境重金屬污染的生物指示物［6］。采用一種非破壞性的采集方法，即用網具在黃海沿岸的潮間帶進行采集。在采集過程中，盡量減少對蝦體的損害，以保持其生物活性。采集到的黑褐新糠蝦被立即帶回實驗室，用海水清洗干凈，然后放入含有適量海水的容器中，保持在適宜的溫度和光照條件下，以保證其生理活性［7］。在實驗前，對黑褐新糠蝦進行稱重和計數，以獲取實驗所需的初始數據。然后，將蝦體分為兩部分，一部分用于重金屬含量的檢測，另一部分用于后續的實驗分析。

3.2重金屬的檢測與分析

重金屬的檢測與分析是評估黑褐新糠蝦體內重金屬污染程度的關鍵步驟。采用原子吸收光譜法和電感耦合等離子體質譜法兩種方法對黑褐新糠蝦體內的重金屬進行檢測。將蝦體剪碎，加入適量的硝酸進行消解，使蝦體內的重金屬轉化為可溶態。然后，用去離子水稀釋消解后的溶液，使其適合于原子吸收光譜法和電感耦合等離子體質譜法的檢測。分別用原子吸收光譜法和電感耦合等離子體質譜法對黑褐新糠蝦體內的重金屬進行檢測。檢測結果經過統計分析后，可以得到黑褐新糠蝦體內各重金屬的含量，從而評估其受到重金屬污染的程度［7］。

4重金屬污染的評估方法

4.1重金屬污染的評估指標

4.1.1濃度指標

黑褐新糠蝦作為敏感的生物指示物，在評估水體重金屬污染的影響和效果中占據核心地位。其體內重金屬濃度能精確反映水體的污染程度，成為監測和評估水環境中重金屬污染狀況的重要工具。通過對黑褐新糠蝦體內重金屬含量的細致檢測與分析，能夠深入了解水體環境中重金屬的分布特征、遷移轉化規律及生物可利用性，為水環境污染的防控和管理提供科學依據。

4.1.2生物富集系數（BCF）

生物富集系數，亦稱為生物放大因子，是評估生物種群對有害物質積累能力的關鍵生態學參數。在環境監測和生態風險評估中，此系數具有不可替代的重要性。黑褐新糠蝦的生物富集系數，即其體內重金屬濃度與相應水體環境中重金屬濃度之比，能夠揭示該蝦類對水體中重金屬污染物的敏感性和積累程度。通過精確測定黑褐新糠蝦的體內重金屬含量，并與水體環境中的重金屬含量進行比較，可計算得出生物富集系數。當BCF值顯著高于正常水平時，表明黑褐新糠蝦具有較強的重金屬富集能力，可能反映出其所處水體環境存在較為嚴重的重金屬污染。此系數不僅可用于評估特定水體環境的重金屬污染狀況，還可為制定水質標準和污染防治措施提供科學依據，對保護水資源、維護生態平衡具有重要意義。

4.1.3生態風險指標

生態風險指標評估涉及對生物體內重金屬濃度、積累和富集能力及其在不同組織和器官中的分布情況進行詳細調查和分析。以黑褐新糠蝦為例，通過研究其體內重金屬濃度及富集能力，可基本了解重金屬污染對生態系統的潛在威脅。同時，結合其生物學特性（如生長周期、繁殖能力等）及其在生態系統中的生態位，可為評估重金屬污染帶來的生態風險提供全面深入的視角。

4.2評估方法的綜合應用

4.2.1現場調研采樣

現場調研作為評估重金屬污染狀況及其成效的首要環節，需對受污染地區進行全面且細致的考察，包括明確污染的來源、確定污染的范圍以及量化污染的程度等關鍵信息，為后續實驗室分析和數據解讀奠定堅實的基石。在采樣環節，應依據污染程度和地形地貌特征，科學合理地布置采樣點，確保所采集的樣品具備充分的代表性。針對黑褐新糠蝦的采樣工作，需特別關注其生活習性與分布規律，選擇恰當的采樣時間和方法，以保障采樣結果的精準性。

4.2.2數據分析

對實驗室檢測數據進行統計分析，包括描述性統計分析和相關性分析，以揭示重金屬含量在各采樣點之間的分布特征及相互關系。接著，結合現場調研數據，運用統計學方法（如克里金插值法）對重金屬污染程度進行空間分布分析。通過對比不同污染程度下黑褐新糠蝦的生理指標和重金屬含量，深入探究重金屬污染對黑褐新糠蝦的影響程度。

5結果與分析

實驗結果表明，黑褐新糠蝦在接觸幾種常見的重金屬元素（包括鎘、銅和鋅）時，均能表現出明顯的富集現象。在實驗設置的特定條件下，得出黑褐新糠蝦對3種重金屬元素的富集能力排序為：鎘gt;銅gt;鋅。這一結果說明，黑褐新糠蝦對鎘的敏感程度最高，而對鋅的敏感程度最低。

5.1重金屬在不同環境因子中的分布特征呈現出顯著差異性對實驗水域中重金屬的分布情況進行詳細的分析，發現重金屬在不同環境因子中的分布特征表現出顯著的差異性。楊淑貞通過研究表明鎘和鉛在底泥中的含量相對較高，而銅和鋅在水體中的含量相對較高。這種分布特征的差異可能與重金屬的來源、在環境中的遷移轉化規律以及它們與環境的相互作用機制有關。

5.2黑褐新糠蝦的生物指標與重金屬污染程度之間存在顯著的相關性通過分析黑褐新糠蝦的生物指標，如體重、體長、肥滿度等與受重金屬污染程度之間的關系，發現兩者之間存在顯著的相關性。李巧、陳又清、郭蕭等研究提出，重金屬污染程度越高，黑褐新糠蝦的體重、體長和肥滿度等生物指標的表現就越低。這一發現表明，黑褐新糠蝦的生物指標可以作為評估水環境重金屬污染程度的重要生物指示物。

6討論

黑褐新糠蝦作為一種生物指示物，在評估水環境重金屬污染程度方面展現出顯著的潛力。這種小型甲殼類動物對環境變化的敏感度極高，能夠有效地在體內積累和放大重金屬，因此，它被視為一種有效的生物監測工具。在本項深入研究中，觀察到黑褐新糠蝦在面臨不同濃度的重金屬污染時，會表現出明顯的生理反應，如生長遲緩和繁殖能力下降等。這些生理變化與重金屬污染程度緊密相關，為評估重金屬污染程度提供重要依據。本研究為環境監測領域注入新穎的視角與策略，采用黑褐新糠蝦作為生物指示物，顯著提升水體中重金屬污染程度評估的精確度，進而為環境管理與污染治理工作奠定堅實的科學基石。此外，本研究還著重強調在監測重金屬污染過程中，需全面考量多種因素，如生物指示物的生理狀態、環境中重金屬的形態等，這些因素對于準確評估重金屬污染狀況具有不可或缺的重要性。同時，加強對黑褐新糠蝦生物指示物特性的研究，將有助于進一步提高環境監測的精確性，為生態環境的保護與人類健康的維護提供強有力的保障。

參考文獻：

［1］馮玉珊.以水生昆蟲作為水域中重金屬污染的生物監測指示物［J］.國外醫學.衛生學分冊，1977（6）：51.

［2］錢卓真.閩南地區水生生物中典型化學污染物研究及人體健康風險評估［D］.廈門：廈門大學，2017.

［3］譚樹華，袁志棟，劉雨芳，等.鎘對克氏原螯蝦肝胰腺抗氧化系統的影響［J］.應用生態學報，2012，23（9）：7.

［4］孫真，劉一萌，高鵬程，等.養殖水體細菌菌群結構對凡納濱對蝦健康的指示作用［J］.海洋漁業，2023，45（5）：594604.

［5］欒同青，張萌萌，郝建新，等.一種生物指示物無菌快速檢測系統的構建［J］.中國消毒學雜志，2024，41（6）：410412.

［6］劉華欣，李美俊，賴洪飛，等.瓊東南海域天然氣水合物賦存區沉積物地球化學特征及氣源指示意義［J］.天然氣地球科學，2024，35（6）：10441060.

［7］李峰峰，萬洋，李蕾，等.生物對沉積環境的指示意義及成儲作用［C］//中國礦物巖石地球化學學會巖相古地理專業委員會，International Society of Palaeogeography（ISP，國際古地理學會），中國礦物巖石地球化學學會沉積學專業委員會，中國地質學會沉積地質專業委員會.第十七屆全國古地理學及沉積學學術會議摘要集：專題19碳酸鹽生產過程的定量評價.北京：中國石油勘探開發研究院，2023：2.

作者簡介：魏社林，男，湖南永州人，副研究員，碩士，研究方向：實驗動物。