不同產地中華絨螯蟹養殖生境中水和底泥元素分析

駱仁軍　姜濤　陳修報　薛竣仁　劉洪波　楊健

摘要：為了解不同產地中華絨螯蟹生境中水和底泥的元素含量水平、組成差異性，及水、底泥、蟹樣間相同元素的相關性，對江蘇省和上海的8個蟹養殖區進行水和底泥的采樣，利用電感耦合等離子體質譜法對水樣元素進行測定，同時利用電感耦合等離子體吸收光譜儀和X射線熒光光譜對底泥樣品元素進行測定。結果表明，8個中華絨螯蟹養殖采樣地未受到重金屬污染;水和底泥中各種元素在8個產地間均具有較大差異，通過主成分分析對元素信息進行降維，將水樣21個元素降維得到5個線性不相關主成分，泥樣20個礦質元素提取出3個主成分;對水樣和泥樣樣品中分析的17種相同元素含量值進行Pearson相關性分析。其中，Ni、Sr、Ba等3種元素存在顯著正相關（P<0.05），蟹和水間K值，及蟹和底泥間Sr值均具有極顯著相關性（P<0.01）。綜上可見，不同產地中華絨螯蟹生境中水和底泥的元素含量、組成具有明顯產地差異特征;水、底泥、蟹間同類元素含量也存在一定相關性。

關鍵詞：中華絨螯蟹;產地;水;泥樣;元素分析

中圖分類號： S931.3文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）07-0182-07中華絨螯蟹又名河蟹、大閘蟹，是一種富含多種脂肪酸、必需氨基酸、Ca、K、Zn、Fe、Cu、P等元素的優質水產品[1]。目前，眾多不同產地受國家地理標志產品保護（PDO）的品牌受到了“洗澡蟹”的困擾，而針對中華絨螯蟹原產地保護在國家自然科學基金和國家科技支撐計劃等項目的支持下，目前已經有多篇文獻報道[2-5]利用多種礦質元素進行產地溯源研究，并取得良好的產地判別效果。但目前，對中華絨螯蟹產地環境中水和泥中元素含量特征尚未有研究分析。礦質元素在生物和環境之間的互相作用，使得生物體內元素會受到其生長環境中元素的影響，例如羊肉[6]、葡萄[7]、茶葉[8]中的元素含量都與其獨特的土壤元素條件密切相關。在分析產地環境元素對中華絨螯蟹元素影響的研究中，已有部分研究者探討了Cu、Zn、Pb、Cd等重金屬元素對中華絨螯蟹的影響和富集作用[9-11]。而本研究對中華絨螯蟹養殖環境礦質元素進行綜合分析，以期為中華絨螯蟹產地溯源提供環境背景數據支撐。

礦質元素可通過儀器分析快速、高精度地進行定性定量分析。電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）是目前被廣泛應用的元素分析儀器，可應用于水質元素含量的分析[12]，而電感耦合等離子體吸收光譜儀和X射線熒光光譜則可應用于泥元素含量的分析[13-14]。江蘇和上海地區是全國最大的中華絨螯蟹生產和消費市場，江蘇省的中華絨螯蟹養殖產量近10年均在全國最高，其中2017年達到34.6萬t，占全國年產量的46.1%[15]，長江口東灘也是傳統的中華絨螯蟹成蟹捕撈點。本研究采樣點位于江蘇省和上海市，其中陽澄湖、巴城、長江口東灘、高郵湖、洪澤湖、太湖等6個產地的中華絨螯蟹受到國家地理標志產品保護。為了解中華絨螯蟹產地環境的重金屬含量水平、元素的產地差異性及水、泥、蟹的元素相關性，本研究采集了中華絨螯蟹養殖產地水樣和泥樣，結合多種礦質元素和多元統計分析，以期完善基于元素分析的中華絨螯蟹產地溯源方法。

1 材料與方法

1.1 水樣元素分析

1.1.1 水樣采集和前處理

中華絨螯蟹產地水樣采自2015年10月至2016年11月之間，分別來自陽澄湖、巴城、太湖、長蕩湖、長江口東灘、高郵湖、興化泓膏、洪澤湖等8個不同區域。采用250 mL 干凈瓶子封裝，取30 mL水樣用0.22 mL過濾頭，過濾置于定容瓶中，加入1.5 mL硝酸（優級純，德國Merck公司）待測。

1.1.2 元素測定

采用安捷倫7500ce型電感耦合等離子質譜儀（ICP-MS）（美國）測定元素濃度。利用元素標準添加回收法測定上述各種元素的回收率均在80%～120%之間。檢測的元素包括Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl、Pb;方法檢出限（μg/L）分別為5.542、0.074、0.050、9.286、17.17、0.067、0.021、6.636、0.010、0.060、0.015、0.126、0.014、3.780、0.010、0.006、0.002、0.008、0.008、0.002、0.005。

1.2 泥樣元素分析

1.2.1 泥樣采集和前處理

底泥樣品，即蟹生境沉積物，本研究通稱泥樣。中華絨螯蟹泥樣與水樣采集地點一致。放于黑色塑料袋中，-20 ℃冰箱保存。平皿自然風干，在烘箱中以60 ℃烘干12 h。采用密封式化驗制樣粉碎機（型號GJ400-4，江西通用化驗制樣設備有限公司），出料粒度120～200目，加工時間3 min。

1.2.2 樣品消解和元素測定

稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）泥樣，小心放入消解內罐中，用少量水潤濕，加入7 mL王水、3 mL氫氟酸，混勻、靜置，待溶液中沒有氣泡冒出時蓋上消解罐蓋子，裝配好支架，放在樣品轉盤上。將溫度傳感器插入主控罐中，按升溫程序消解樣品。待消解完成且罐內溫度低于70 ℃時，取出消解罐，在通風櫥內慢慢松開蓋子上的排氣螺帽，釋放罐內氣體，用水沖洗蓋子，加入2 mL高氯酸，在趕酸儀上150 ℃加熱至近干。稍冷，加入5 mL鹽酸以溶解鹽類，轉移溶液至50 mL 容量瓶中，用水定容（同法做試劑空白）。在選定儀器的工作條件下，測定各元素含量。選用國家標準物質GBW07403、GBW07405、GBW07406、GBW07407、GBW07457、GBW0707307a。分別采用XRF測定Na、Mg、K、Sr、Ba;ICP-AES測定Al、Ca、Li、Cu、Ni、Pb、Zn、Ti、V、Cr、As;ICP-MS測定Fe、Mn、Co、Mo、K、Na、Fe、Al、Ca、Mg、Li、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn、Ti、Co、Mo、V、Cr、As、Ba、Sr等元素的方法檢出限（mg/L）分別為4.981、4.451、75.13、101.7、35.32、3.618、0.337、2.306、1.359、3.393、16.22、3.734、3.342、0.072、0.059、0.534、1.295、0.621、9.000、1.200，相關性系數在0.994～1.000之間。