不同产地中华绒螯蟹养殖生境中水和底泥元素分析

骆仁军　姜涛　陈修报　薛竣仁　刘洪波　杨健

摘要：为了解不同产地中华绒螯蟹生境中水和底泥的元素含量水平、组成差异性，及水、底泥、蟹样间相同元素的相关性，对江苏省和上海的8个蟹养殖区进行水和底泥的采样，利用电感耦合等离子体质谱法对水样元素进行测定，同时利用电感耦合等离子体吸收光谱仪和X射线荧光光谱对底泥样品元素进行测定。结果表明，8个中华绒螯蟹养殖采样地未受到重金属污染;水和底泥中各种元素在8个产地间均具有较大差异，通过主成分分析对元素信息进行降维，将水样21个元素降维得到5个线性不相关主成分，泥样20个矿质元素提取出3个主成分;对水样和泥样样品中分析的17种相同元素含量值进行Pearson相关性分析。其中，Ni、Sr、Ba等3种元素存在显著正相关（P<0.05），蟹和水间K值，及蟹和底泥间Sr值均具有极显著相关性（P<0.01）。综上可见，不同产地中华绒螯蟹生境中水和底泥的元素含量、组成具有明显产地差异特征;水、底泥、蟹间同类元素含量也存在一定相关性。

关键词：中华绒螯蟹;产地;水;泥样;元素分析

中图分类号： S931.3文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2020）07-0182-07中华绒螯蟹又名河蟹、大闸蟹，是一种富含多种脂肪酸、必需氨基酸、Ca、K、Zn、Fe、Cu、P等元素的优质水产品[1]。目前，众多不同产地受国家地理标志产品保护（PDO）的品牌受到了“洗澡蟹”的困扰，而针对中华绒螯蟹原产地保护在国家自然科学基金和国家科技支撑计划等项目的支持下，目前已经有多篇文献报道[2-5]利用多种矿质元素进行产地溯源研究，并取得良好的产地判别效果。但目前，对中华绒螯蟹产地环境中水和泥中元素含量特征尚未有研究分析。矿质元素在生物和环境之间的互相作用，使得生物体内元素会受到其生长环境中元素的影响，例如羊肉[6]、葡萄[7]、茶叶[8]中的元素含量都与其独特的土壤元素条件密切相关。在分析产地环境元素对中华绒螯蟹元素影响的研究中，已有部分研究者探讨了Cu、Zn、Pb、Cd等重金属元素对中华绒螯蟹的影响和富集作用[9-11]。而本研究对中华绒螯蟹养殖环境矿质元素进行综合分析，以期为中华绒螯蟹产地溯源提供环境背景数据支撑。

矿质元素可通过仪器分析快速、高精度地进行定性定量分析。电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）是目前被广泛应用的元素分析仪器，可应用于水质元素含量的分析[12]，而电感耦合等离子体吸收光谱仪和X射线荧光光谱则可应用于泥元素含量的分析[13-14]。江苏和上海地区是全国最大的中华绒螯蟹生产和消费市场，江苏省的中华绒螯蟹养殖产量近10年均在全国最高，其中2017年达到34.6万t，占全国年产量的46.1%[15]，长江口东滩也是传统的中华绒螯蟹成蟹捕捞点。本研究采样点位于江苏省和上海市，其中阳澄湖、巴城、长江口东滩、高邮湖、洪泽湖、太湖等6个产地的中华绒螯蟹受到国家地理标志产品保护。为了解中华绒螯蟹产地环境的重金属含量水平、元素的产地差异性及水、泥、蟹的元素相关性，本研究采集了中华绒螯蟹养殖产地水样和泥样，结合多种矿质元素和多元统计分析，以期完善基于元素分析的中华绒螯蟹产地溯源方法。

1 材料与方法

1.1 水样元素分析

1.1.1 水样采集和前处理

中华绒螯蟹产地水样采自2015年10月至2016年11月之间，分别来自阳澄湖、巴城、太湖、长荡湖、长江口东滩、高邮湖、兴化泓膏、洪泽湖等8个不同区域。采用250 mL 干净瓶子封装，取30 mL水样用0.22 mL过滤头，过滤置于定容瓶中，加入1.5 mL硝酸（优级纯，德国Merck公司）待测。

1.1.2 元素测定

采用安捷伦7500ce型电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）（美国）测定元素浓度。利用元素标准添加回收法测定上述各种元素的回收率均在80%～120%之间。检测的元素包括Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl、Pb;方法检出限（μg/L）分别为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 泥样采集和前处理

底泥样品，即蟹生境沉积物，本研究通称泥样。中华绒螯蟹泥样与水样采集地点一致。放于黑色塑料袋中，-20 ℃冰箱保存。平皿自然风干，在烘箱中以60 ℃烘干12 h。采用密封式化验制样粉碎机（型号GJ400-4，江西通用化验制样设备有限公司），出料粒度120～200目，加工时间3 min。

1.2.2 样品消解和元素测定

称取0.2 g（精确至0.000 1 g）泥样，小心放入消解内罐中，用少量水润湿，加入7 mL王水、3 mL氢氟酸，混匀、静置，待溶液中没有气泡冒出时盖上消解罐盖子，装配好支架，放在样品转盘上。将温度传感器插入主控罐中，按升温程序消解样品。待消解完成且罐内温度低于70 ℃时，取出消解罐，在通风橱内慢慢松开盖子上的排气螺帽，释放罐内气体，用水冲洗盖子，加入2 mL高氯酸，在赶酸仪上150 ℃加热至近干。稍冷，加入5 mL盐酸以溶解盐类，转移溶液至50 mL 容量瓶中，用水定容（同法做试剂空白）。在选定仪器的工作条件下，测定各元素含量。选用国家标准物质GBW07403、GBW07405、GBW07406、GBW07407、GBW07457、GBW0707307a。分别采用XRF测定Na、Mg、K、Sr、Ba;ICP-AES测定Al、Ca、Li、Cu、Ni、Pb、Zn、Ti、V、Cr、As;ICP-MS测定Fe、Mn、Co、Mo、K、Na、Fe、Al、Ca、Mg、Li、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn、Ti、Co、Mo、V、Cr、As、Ba、Sr等元素的方法检出限（mg/L）分别为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，相关性系数在0.994～1.000之间。