中華絨螯蟹生長關鍵期池塘水質狀況分析及評價

余麗梅　李云峰　杜開開　吳凡　倪朝輝

摘要：為了解中華絨螯蟹生長關鍵期池塘水質狀況，于2018年8月至11月對洪湖區域內4口池塘和梁子湖區域內6口池塘水質進行了監測和分析，選取溫度（T）、pH值、非離子氨（UIA）、NH+4-N、溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數（CODMn）、總氮（TN）、總磷（TP）共8項作為監測水質指標。參照《漁業水質標準》和《地表水環境質量標準》，采用標準指數和超標率對區域內監測指標進行單項水質指標分析，采用綜合污染指數法對池塘綜合水質進行分析和整體評價。結果表明，在中華絨螯蟹生長關鍵期內，主要超標因子為CODMn和TN，其次為DO、UIA、NH+4-N、TP，超標率排序為CODMn（100%）>TN（73%）>DO（30%）>UIA（19.2%）>NH+4-N（10%）和TP（10%）;根據綜合污染指數判定，池塘綜合水質在8—9月達到“輕污染”等級，10—11月達到“中污染”等級，污染水平為超出警戒線水平;根據區域內超標率和綜合污染指數判定，整體上梁子湖區域中華絨螯蟹池塘水質優于洪湖區域。

關鍵詞：中華絨螯蟹;池塘水質;水質評價

中圖分類號：S964.3文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2021）01-0136-06

作者簡介：余麗梅（1990—），女，湖北黃石人，碩士，研究實習員，主要從事漁業環境監測與保護方面研究。E-mail：1246809960@qq.com。

通信作者：李云峰，副研究員，主要從事漁業環境監測與保護方面研究。E-mail：24320229@qq.com。

中華絨螯蟹，因其鮮美的食用價值和獨有的藥用價值[1]，早已成為養殖業中主要養殖水產品品種之一。中華絨螯蟹的品質安全直接關乎人類健康，而水質優劣直接影響中華絨螯蟹的品質和生長。中華絨螯蟹生長關鍵期一般在6—10月[2]，此階段為中華絨螯蟹新陳代謝強度較高的時期[3]，對池塘水質要求較高，但池塘養殖業在持續高速發展[4]的同時不僅存在池塘水體含氧量低、氨氮量高[5]的問題，而且還存在池塘水體污染對周邊湖泊的環境壓力的問題[6]。因此，研究中華絨螯蟹生長關鍵期池塘水質狀況，對解決中華絨螯蟹池塘水體問題、緩解池塘附近湖泊的環境壓力、促進中華絨螯蟹池塘養殖可持續發展及維護人類飲食健康均具有十分重要的意義。

已有很多學者研究了氨氮、亞硝酸鹽、金屬鉻、氮磷和pH值等水質因子對中華絨螯蟹生長生殖的影響[7-12]，但對中華絨螯蟹生長關鍵期池塘水體污染特征及池塘綜合水質評價的研究相對較少，而池塘水體污染特征及其綜合水質評價不僅可以幫助養殖戶更加科學、更加專業化地管理池塘，還可以幫助養殖戶及時發現池塘養殖過程中的問題并采取應對措施。本研究在2018年8—11月對湖北洪湖地區（4口）及梁子湖地區（6口）共10口中華絨鰲蟹池塘水質進行監測研究。8—11月是中華絨螯蟹生長速度由快轉慢的特殊時期，也是中華絨螯蟹養殖過程的關鍵時期之一，這個時期中華絨螯蟹對池塘水質、池塘管理要求較高，但同時也是易管理放松、管理不當和疾病頻發時期。因此，了解這個時期的池塘水質狀況，一方面可指導養殖戶科學有效管理池塘，確保池塘水質優良，也可降低中華絨螯蟹疾病發生率，保證中華絨螯蟹品質、提高產量，促進中華絨螯蟹養殖業健康可持續發展;另一方面為后期池塘水質是否符合排水要求進行科學預測，也可為池塘附近原有湖泊的環境研究提供基礎性數據。

1材料與方法

1.1樣品采樣點分布

監測地點主要為洪湖附近的4口和梁子湖附近的6口中華絨螯蟹養殖池塘，具體地理坐標和面積見表1。

1.2樣品采集方法

水質樣品采集方法參照《中華人民共和國國家環境保護標準水質采樣技術指導》（HJ494—2009）中有關規定[13]執行。野外條件下，使用聚四氟乙烯（PTFE）瓶和棕色玻璃瓶低溫貯存采集的水質樣品，并在24h內完成水質指標的室內檢測工作，以保證檢測結果準確性。

1.3中華絨螯蟹池塘水質樣品的分析指標及其對應的分析方法

根據文獻[14-16]確定中華絨螯蟹池塘水質分析指標為溫度（T）、pH值、非離子氨（UIA）、NH+4-N、溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數（CODMn）、總氮（TN）、總磷（TP）8項，其中，T和DO使用HQ30d型溶氧儀測定，pH值使用SevenGopro型pH計測定，TN、TP、NH+4-N和CODMn采用國家標準方法規定的測定法在實驗內測定，UIA采用計算法[17]測定。

1.4水質評價標準

pH值、溶解氧和非離子氨的標準限值采用《漁業水質標準》（GB11607—1989）規定的標準限值[18]，對未規定的水質指標溫度（T）、NH+4-N、高錳酸鹽指數（CODMn）、總氮（TN）、總磷（TP）等參照《地表水環境質量標準》（GB3838—2002）Ⅲ類標準限值[19]進行分析評價，具體各項指標的標準限值為：pH值6.5～8.5、DO5mg/L、TN1.0mg/L、TP0.2mg/L、NH+4-N1.0mg/L、CODMn6mg/L、UIA0.02mg/L;超出水質標準限值的水質指標采用標準指數[20]表示。

1.5中華絨螯蟹池塘水質樣品采集和分析

水質監測于2018年8—11月進行，每月采集1次，監測點為中華絨螯蟹養殖區的水源和池塘。采用5L水樣采集器采集距離水面約0.5m處水源，在池塘四角和中間處各采集1次置于50L容器中混合均勻后取樣，做3次平行樣，同時采用HQ30d型溶氧儀測定水體溶氧和溫度，用SevenGopro型pH計測定pH值，其他指標于實驗室分析。

1.6數據處理

采用Excel對池塘水質的監測數據統計并進行均值處理;監測指標的超標情況采用標準指數表示，標準指數計算見公式（1）;池塘水質超標情況采用超標率表示，其計算見公式（2）;采用水質綜合污染指數法（NY/T396—2000）[21]評價中華絨螯蟹池塘綜合水質情況，其計算見公式（3）。采用GraphPadPrism7.00散點圖來展示中華絨螯蟹池塘水質污染特征。

依據水體環境綜合污染指數，將池塘水質狀況分為5個等級（表2）[22]，并對所研究的池塘水質的污染程度和污染水平評價。

2結果與分析

2.1中華絨螯蟹池塘水質指標動態變化情況

整個調查期間，采樣池塘的水質指標，由圖1可知，池塘水溫與外界溫度的變化趨勢相同，水溫在8.6～33.8℃范圍內變化;池塘的pH值變化不大，波動范圍為7.16～8.31，總體上表現為洪湖區域內池塘pH高于梁子湖區域，且pH值變化與水溫的變化趨勢相一致，8—11月逐漸降低。洪湖區域內的UIA含量變化趨勢為整體上升，而梁子湖區域內池塘表現為整體下降的趨勢，2個區域內的池塘水質UIA分別在不同時期出現超過漁業水質標準情況，其中，梁子湖區域有3口池塘的UIA在8月高于2mg/L，洪湖區域有1口池塘的UIA在10月與11月高于2mg/L;池塘水質的NH+4-N不穩定，均表現為前期較低，在11月明顯升高，最高達到2.38mg/L，2個區域內均有池塘NH+4-N量超過地表[KG*5]水Ⅲ類水標準;池塘水質DO變幅較大，處于3.14～10.76mg/L范圍內，8月DO含量最低且有一半監測池塘低于漁業水質標準;監測池塘的CODMn基本穩定，且均超過地表水Ⅲ類水標準，標準標數最大為2.6;池塘TP在8—11月期間呈現下降趨勢，僅有2口池塘在前期超過地表水Ⅲ類水標準，標準標數最大為1.5，總體上洪湖區域池塘TP高于梁子湖區域池塘。池塘TN在8—9月期間表現基本穩定，但10—11月出現急劇增長且接近地表Ⅴ類水標準限值情況，標準標數最大為4.4，標準指數情況見表3。

2.2中華絨螯蟹池塘單項水質指標超標情況分析

整個調查期間，各池塘水質監測結果見表3，除溫度和pH值外，其他監測指標在中華絨螯蟹生長關鍵期內均存在不同程度的超標情況，其中CODMn超標率達到100%，TN超標率達到73%，其次為DO、UIA、NH+4-N和TP，超標率分別為30%、19.2%、10%、10%。

根據監測結果，2個地區池塘水質超標及同一指標在不同月份間超標均存在差異，但2個地區池塘同一水質指標出現超標的月份基本類似，由表3可知，在監測的4個月期間，2個地區的NH+4-N含量在8—10月均未超標而11月出現超標情況。洪湖地區TN超標率除9月出現降低外（25%），其余3個月均為100%，而梁子湖地區8—9月的TN超標率為33%，10—11月TN超標率為100%。2個地區池塘水質中UIA、DO、TP均表現為8—9月超標率高于10—11月。從區域超標情況看，監測期間內梁子湖地區池塘水質稍優于洪湖地區。

2.3中華絨螯蟹池塘綜合水質評價分析

整個調查期間，洪湖區域和梁子湖區域中華絨螯蟹池塘水體污染等級結果，由表4可知，調查期間，中華絨螯蟹池塘水質在8—9月綜合污染指數均在1.0～2.0范圍內，10—11月綜合污染指數均在2.0～3.0范圍內，根據表3漁業水質分級，可見兩區域內的中華絨螯蟹池塘綜合水質在8—9月達到“輕污染”等級，10—11月達“中污染”等級;監測期間，污染水平為超出警戒水平。

由表4可知，漁業水質分級，在8—11月洪湖區域的4口中華絨螯蟹池塘水質綜合污染指數范圍為1.93～2.33，3口達到“中污染”等級，占比為75%，污染水平均為超出警戒水平;梁子湖區域的6口池塘的水質綜合污染指數范圍為1.87～2.62，3口達到“中污染”等級，占比為50%，污染水平均為超出警戒水平。從達到“中污染”等級的池塘數量的占比上看，梁子湖區域中華絨螯蟹池塘水質優于洪湖。

3討論

本研究旨在了解中華絨螯蟹生長關鍵期間中華絨螯蟹池塘水質狀況。根據調查期內的監測數據分析發現，主要超標因子為CODMn和TN;DO、UIA、NH+4-N和TP等也存在不同程度超標情況。CODMn超標率為100%，標準指數最大達2.6，偏高的原因有：第一，與中華絨螯蟹養殖過程中營養物質的排放有關，中華絨螯蟹養殖過程中，過剩的餌料部分會直接沉積于底泥，再通過底泥釋放重新進入水體，導致水體中懸浮顆粒物和營養鹽質量濃度上升，造成池塘水體污染[6，10]。第二，可能與CODMn降解過程有關，CODMn的降解主要和水體溫度及CODMn初始濃度有關，溫度在10～28℃時，CODMn降解速率隨溫度升高而加快[23-24]。此次監測期間的池塘水溫變化幅度為8.6～33.8℃，CODMn量偏高可能與降解速率增加有關。第三，可能與中華絨螯蟹的生活習性有關。中華絨螯蟹是底棲動物，爬行和取食過程會攪動未分解的餌料，使得池塘水體中CODMn的增加[25-26]。在監測期，池塘水體TN超標率高達73%，標準指數最大達4.4，含量在10—11月升高，接近地表水環境質量標準Ⅴ類限值，但TP超標率為10%，標準指數最大為1.49，TN和TP污染特征存在較大差異，這可能與中華絨螯蟹養殖過程中氮磷釋放強度不同[27]、輸入和輸出強度不同[28]及污染負荷能力高低差異較大[10]有關。TN含量偏高，首先可能與11月底中華絨螯蟹逐漸開始捕撈上市有關;隨著中華絨螯蟹開始上市，池塘管理進入薄弱期，池塘生態系統逐漸趨于老化，易出現藍藻和甲藻等，導致池塘含氮量偏高。其次，與水草開始枯萎消失有關;馮唐茂等研究顯示，洪湖區域內中華絨螯蟹池塘的水草生物量在7—10月逐月降低，10月底基本消失[29]。水草是中華絨螯蟹池塘生態系統的初級生產力，初級生產力降低，致使中華絨螯蟹代謝活動減弱，生長減緩甚至停止，同時水體微生物降解作用加強，導致水體總氮含量增加，造成水體污染。第三，可能與中華絨螯蟹池塘氮的使用量有關;金沁研究顯示，我國養殖池塘中氮使用量遠高于磷，且商品飼料中或天然的餌料中有機氮含量更高[14]。監測期間，DO偏低的原因可能與水草的活力降低和池塘水體溫度較高有關，因為中華絨螯蟹池塘水體中溶解氧主要來源于綠色水草的光合作用和空氣的擴散作用，消耗主要為池塘內生物的呼吸作用[30]，而中華絨螯蟹生長關鍵期正值高溫季節，高溫期水草活力減弱，池塘內生物呼吸作用增強，對池塘內水草管理不慎，易造成池塘水體溶氧偏低。汪祖軍和吳凱等研究顯示，水草光合作用是影響中華絨螯蟹池塘溶解氧濃度的主要原因，中華絨螯蟹池塘養殖過程中在高溫期需特別注意水草、餌料和病害防治等方面的管理[31-32]。UIA和NH+4-N也存在部分池塘超出標準限值的情況，養殖水環境中的NH+4-N主要來源于殘存的飼料與死亡動植物等含氮有機物經細菌分解、氨化作用的終產物，及水生動物排泄的含氮產物。UIA具有使水生動物血液和組織液中氨氮含量升高，造成代謝停滯、能量代謝降低甚至引起死亡的作用[33]，因此中華絨螯蟹養殖過程中需要密切注意管理。綜合分析發現，梁子湖區域中華絨螯蟹池塘水質略優于洪湖區域。這種情況一方面可能和區域內不同養殖戶的養殖習慣（養殖模式、管理模式等）有關，洪湖區域多為低湖田改造的中華絨螯蟹池塘，有特定的養殖模式和管理模式[29];另一方面可能與2地氣象條件不同及區域漁業規劃發展不同有關，梁子湖區的氣象條件和區域漁業發展現狀與洪湖區域存在差異[34-36]。

綜合污染指數表明，洪湖區域和梁子湖區域的中華絨螯蟹池塘水質在8—9月，綜合水質等級為“輕污染”，在10—11月為“重污染”，污染水平均為超出警戒線，說明8—9月池塘水質較10—11月好，調查中發現，養殖戶對池塘管理程度在8—9月較10—11月高。本次調查研究主要選取了8項常規水質指標，還有其他指標沒有選取，比如透明度、重金屬和硝酸鹽等，因此本次研究主要說明中華絨螯蟹池塘水質的主要污染因子、污染類型和污染水平，結果具有相對意義。如祁萍等選取10項常規水質指標，采用綜合污染指數判定，2009—2011年寧夏主要養殖池塘水體污染程度均為污染且超出警戒水平[16];劉乾甫等采用綜合污染指數判定，2012年5—12月珠三角地區密養淡水魚塘水質均為“重污染”，超出警戒線水平[22]。洪湖區域和梁子湖區域是湖北省重要的水產養殖區，養殖的水產品銷往全國各地，水產質量安全關乎人們健康，目前，2個地區中華絨螯蟹池塘水質的不良現象希望引起養殖戶和當地漁政重視，及時采取科學有效的措施進行改善，同時加強管理，以確保水產品的質量安全和人們的飲食健康。

4結論

本研究對洪湖區域和梁子湖區域中華絨螯蟹生長關鍵期池塘水質狀況進行了監測、分析及評價。研究發現，主要超標因子為CODMn和TN，其次為DO、UIA、NH+4-N、TP。2個區域內的中華絨螯蟹池塘綜合水質在8—9月達到“輕污染”等級，10—11月達到“中污染”等級，污染水平為超出警戒水平;根據區域內超標率和綜合污染指數判定，整體上梁子湖區域中華絨螯蟹池塘水質優于洪湖區域。綜上，在中華絨螯蟹生長關鍵期池塘水質不良，應當引起重視，建議同時采取正確的措施及時改善。在中華絨螯蟹養殖業迅猛發展的當下，本研究不僅可以為養殖戶提供科學的指導，也可為中華絨螯蟹養殖可持續發展及池塘附近的湖泊環境壓力研究提供基礎性數據。

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