刺参‘水院1号’幼参培育水质检测分析

付志茹++王娜++杨华++张韦++刘克明++夏苏东++逯云召++于燕光++顾中华

摘 要：项目组2013年度在天津市鑫永丰水产养殖有限公司和2014年度在天津市立信水产养殖公司进行刺参‘水院1号幼参室内培育，对幼参水质环境的水温、照度、盐度、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、亚硝酸态氮、硝酸态氮、无机氮、活性磷酸盐因子进行采样检测。结果表明：水质水温为13.9～21.5 ℃，盐度为25.3‰～30.0‰，pH值为7.89～8.33，溶解氧为5.30～8.08 mg·L-1，室内照度为43.4～89 lx，水底照度为0.9～3.6 lx，高锰酸盐指数为1.38～3.96 mg·L-1，氨盐为0.013～0.233 mg·L-1，硝酸盐为0.005～0.128 mg·L-1，亚硝酸盐为0.004～0.089 mg·L-1，无机氮为0.046～0.374 mg·L-1，活性磷酸盐为0.012～0.233 mg·L-1。培育水质的营养指数为0.188～6.647，水质呈现贫营养化-富营养化；水质的有机污染评价指数为0.15～6.66，水质良好或呈现1级～3级污染程度或5级污染程度。

关键词：幼参；水质；培育；天津

中图分类号：S968.9 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.12.025

Water Quality Analysis of 'Shuiyuan No.1' Juvenile Sea Cucumber Apostichopus japonicus Cultivation

FU Zhiru， WANG Na， YANG Hua， ZHANG Wei， LIU KeMing， XIA Sudong， LU Yunzhao， YU Yanguang， GU Zhonghua

（Tianjin Fisheries Research Institute， Tianjin 300221， China）

Abstract： We cultivated 'Shuiyuan No.1' Juvenile Sea Cucumber Apostichopus japonicus in indoor contition at Tianjin XinYongFeng Aquaculture Co.， Ltd.（ 2013） and Tianjin LiXin Aquaculture Co.， Ltd.（2014） .In the culitivation， we recorded water temperature， illumination， salinity， pH， dissolved oxygen（DO）， permanganate index， ammonia nitrogen， nitrite nitrogen， nitrate nitrogen， inorganic nitrogen and active phosphate. Results showed that water temperature ranged from 13.9 ℃ to 21.5 ℃， salinity ranged from 25.3‰ to 30.0‰， pH ranged from 7.89 to 8.33，dissolved oxygen ranged from 5.30 mg·L-1 to 8.08 mg·L-1， The light level in indoor ranged from 43.4 lx to 89 lx，The light level under water ranged from 0.9 lx to 3.6 lx，permanganate index ranged from 1.38 to 3.96 mg·L-1，ammonia nitrogen ranged from 0.013 mg·L-1 to 0.233 mg·L-1，nitrite nitrogen ranged from 0.005 mg·L-1 -0.128 mg·L-1，nitrate nitrogen range from 0.004 mg·L-1 to 0.089 mg·L-1，inorganic nitrogen ranged from 0.046 mg·L-1 to 0.374 mg·L-1，active phosphate ranged from 0.012 mg·L-1 to 0.233 mg·L-1. The water nutrition index was from 0.188 to 6.647，the water quality was eutrophication-Oligotrophication. The water organic pollution index was from 0.15 to 6.66，The water was excellent orⅠ～Ⅲ grade population orⅤ grade poplation.

Key words： Apostichopus japonicus；water quality； cultivate；Tianjin

海参是一种典型的高蛋白、低脂肪、低胆固醇的食物，有主补元气、滋益五脏六腑和祛虚损的养生功能，有生百脉血、补肾、除劳祛症、滋阴利水、补正软坚和通肠润燥等多种药用功能，已成为北方地区最具经济价值的海水养殖品种之一。天津市2013年引进刺参‘水院1号亲本进行人工繁殖技术研究并取得成功。在此基础上，项目组进行科技成果转化应用示范，开展刺参工厂化规模化繁育和生态养殖示范。本研究分析了刺参‘水院1号幼参培育期间水质理化因子变化特征和水质营养指数和有机污染评价指数，为工厂化规模化培育幼参的水质调控、提高幼参的成活率具有技术指导意义。

1 材料和方法

1.1 监测站位与时间

2013年度和2014年度分别设置培育池2个。按月进行采样、检测分析。

1.2 监测内容与方法

检测内容包括室内照度、水温、盐度、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数（化学耗氧量）、氨氮、亚硝酸盐-氮、硝酸盐-氮、无机氮、活性磷酸盐。

检测方法：照度：GB/T 18204.21-2000（公共场所照度测定方法）；水温：GB 13195-91（温度计或颠倒温度计测定法）；pH值：GB 6920-1986（pH计法）；氨氮：HJ 535-2009（纳氏试剂分光光度法）；溶解氧：GB 7489-1987（碘量法）；高锰酸盐指数：GB 11892-1989；亚硝酸盐-氮：GB 7493-1987；硝酸盐-氮：镉柱还原法；活性磷酸盐：参考文献[1]；盐度（氯化物）：GB/T 11896-1989（硝酸银滴定法）。

1.3 评价方法

1.3.1 养殖用水水质质量评价 采用《海水水质标准》（GB 3907-1997）进行评价。

1.3.2 养殖用水水质富营养化评价 ⑴营养指数（E）法。营养指数法考虑化学耗氧量、溶解无机氮、溶解态活性磷酸盐。其计算公式为：

E=COD×无机氮×活性磷酸盐×106/4 500

上式单位以mg·dm-3表示。当E≤0.5时，海水水体为贫营养化；当0.5≤E<1时，海水水体为中营养化；当E≥1，则水体呈富营养化状态，E值越大，富营养化程度越高。

⑵有机污染评价指数（A）法。有机污染评价指数（A）按下式计算：

A=COD/COD0 +DIN/DIN0+ DIP/DIP0-DO/DO0

式中： COD——水体的化学耗氧量的实测浓度；DIN——溶解态无机氮的实测浓度；DIP——溶解态活性磷酸盐的实测浓度；DO——溶解氧的实测浓度；COD0、DIN0、DIP0、DO0分别为水体的上述各项指标的评价标准，其中：COD0=3.0 mg·L-1；DIN0=0.10 mg·L-1；DIP0=0.015 mg·L-1；DO0=5.0 mg·L-1。评价及分级情况如表1所示。

2 结果与分析

2.1 水 温

2013年11月幼参培育水温平均为14.0 ℃，12月份水温为16.0 ℃，2014年1月份水温为16.8 ℃，2月份水温17.0 ℃，3月份水温为17.5 ℃，均符合海水水质Ⅰ类标准。2014年11月幼参培育水温为13.9 ℃，12月份水温14.3 ℃，2015年1月份水温为16.6 ℃，2月份水温17.3 ℃，3月份水温为17.5 ℃，4月份水温为18.5 ℃，5月份水温为21.5 ℃，均符合海水水质Ⅰ类标准。幼参培育期间水温具体变化见图1。

2.2 盐 度

2013年11月幼参培育水质盐度为30‰，12月份盐度为26.5‰，2014年1月份盐度为27.25‰，2月份盐度为26.75‰，3月份盐度为29‰。2014年11月幼参培育盐度为27.4‰，12月份盐度为27.2‰，2015年1月份盐度为27.5‰，2月份盐度为27.5‰，3月份盐度为26.75‰，4月份盐度为25.3‰，5月份盐度为26.35‰。幼参培育期间水质盐度具体变化见图2。

2.3 pH值

2013年11月幼参培育水质pH值平均为7.89 ，12月份pH值为8.1，2014年1月份pH值为8.1，2月份pH值为8.1，3月份pH值为8.03，均符合海水水质Ⅰ类标准。2014年11月幼参培育pH值为8.28，12月份pH值为8.33，2015年1月份pH值为8.24，2月份pH值为8.33，3月份pH值为8.21，4月份pH值为8.27，5月份pH值为8.14，均符合海水水质Ⅰ类标准。幼参培育期间水质pH值具体变化见图3。

2.4 溶解氧

2013年11月幼参培育期间水质溶解氧平均为7.36 mg·L-1，12月份水质溶解氧为5.30 mg·L-1，2014年1月份水质溶解氧为5.52 mg·L-1，2月份水质溶解氧为5.51 mg·L-1，3月份水质溶解氧为8.04 mg·L-1，均符合海水水质Ⅰ-Ⅱ类标准。2014年11月幼参培育期间溶解氧为6.57 mg·L-1，12月份溶解氧为8.08 mg·L-1，2015年1月份溶解氧为6.71 mg·L-1，2月份溶解氧为6.57 mg·L-1，3月份溶解氧为5.58 mg·L-1，4月份溶解氧为7.22 mg·L-1，5月份溶解氧为6.71 mg·L-1，均符合海水水质Ⅰ-Ⅱ类标准。幼参培育期间水质溶解氧具体变化见图4。

2.5 照 度

2013年11月幼参培育室内照度和池底照度分别为43.4，2.9 lx ，12月份室内照度和池底照度分别为62，1.8 lx，2014年1月份室内照度和池底照度分别为58，1.3 lx，2月份室内照度和池底照度分别为62，0.9 lx，3月份室内照度和池底照度分别为55，1.7 lx。2014年11月幼参培育室内照度和池底照度分别为72，2.1 lx，12月份室内照度和池底照度分别为74.9，3.5 lx，2015年1月份室内照度和池底照度分别为64.8，2.4 lx，2月份室内照度和池底照度分别为85，3.6 lx，3月份室内照度和池底照度分别为75.6，2.5 lx，4月份室内照度和池底照度分别为89，2.7 lx，5月份室内照度和池底照度分别为78，2.7 lx。幼参培育室内照度和池底照度具体变化见图5。

2.6 化学耗氧量

2013年11月幼参培育水质高锰酸盐指数为1.97 mg·L-1，12月份水质高锰酸盐指数为2.61 mg·L-1，2014年1月份水质高锰酸盐指数为3.96 mg·L-1，2月份水质高锰酸盐指数为3.85 mg·L-1，3月份水质高锰酸盐指数为2.41 mg·L-1，均符合海水水质Ⅰ-Ⅱ类标准。2014年11月幼参培育水质高锰酸盐指数为1.38 mg·L-1，12月份水质高锰酸盐指数为1.52 mg·L-1，2015年1月份水质高锰酸盐指数为1.91 mg·L-1，2月份水质高锰酸盐指数为1.54 mg·L-1，3月份水质高锰酸盐指数为3.96 mg·L-1，4月份水质高锰酸盐指数为1.85 mg·L-1，5月份水质高锰酸盐指数为1.41 mg·L-1，均符合海水水质Ⅰ-Ⅱ类标准。幼参培育高锰酸盐指数具体变化见图6。

2.7 氨 氮

2013年11月幼参培育期间是水质氨氮平均为0.092 mg·L-1，12月份氨氮为0.034 mg·L-1，2014年1月份氨氮为0.167 mg·L-1，2月份氨氮为0.042 mg·L-1，3月份氨氮为0.051 mg·L-1。2014年11月幼参培育期间氨氮为0.033 mg·L-1，12月份氨氮为0.013 mg·L-1，2015年1月份氨氮为0.035 mg·L-1，2月份氨氮为0.013 mg·L-1，3月份氨氮为0.019 mg·L-1，4月份氨氮为0.018 mg·L-1，5月份氨氮为0.233 mg·L-1。幼参培育期间氨氮具体变化见图7。

2.8 硝酸盐-氮

2013年11月幼参培育期间水质硝酸盐-氮平均为0.012 mg·L-1，12月份硝酸盐-氮为0.005 mg·L-1，2014年1月份硝酸盐-氮为0.019 mg·L-1，2月份硝酸盐-氮为0.027 mg·L-1，3月份硝酸盐-氮为0.045 mg·L-1。2014年11月幼参培育期间硝酸盐-氮为0.016 mg·L-1，12月份硝酸盐-氮为0.030 mg·L-1，2015年1月份硝酸盐-氮为0.013 mg·L-1，2月份硝酸盐-氮为0.030 mg·L-1，3月份硝酸盐-氮为0.092 mg·L-1，4月份硝酸盐-氮为0.101 mg·L-1，5月份硝酸盐-氮为0.128 mg·L-1。幼参培育期间水质硝酸盐-氮具体变化见图8。

2.9 亚硝酸盐-氮

2013年11月幼参培育期间水质亚硝酸盐-氮为0.010 mg·L-1，12月份亚硝酸盐-氮为0.040 mg·L-1，2014年1月份亚硝酸盐-氮为0.089 mg·L-1，2月份亚硝酸盐-氮为0.020 mg·L-1，3月份亚硝酸盐-氮为0.013 mg·L-1。2014年11月幼参培育期间亚硝酸盐-氮为0.005 mg·L-1，12月份亚硝酸盐-氮为0.004 mg·L-1，2015年1月份亚硝酸盐-氮为0.006 mg·L-1，2月份亚硝酸盐-氮为0.004 mg·L-1，3月份亚硝酸盐-氮为0.004 mg·L-1，4月份亚硝酸盐-氮为0.007 mg·L-1，5月份亚硝酸盐-氮为0.013 mg·L-1。幼参培育期间水质亚硝酸盐-氮具体变化见图9。

2.10 无机氮

2013年11月幼参培育期间水质无机氮为0.114 mg·L-1，12月水质无机氮为0.079 mg·L-1，11月、12月水质符合海水Ⅰ类水质标准；2014年1月无机氮为0.277 mg·L-1，符合海水Ⅱ类水质标准；2月无机氮为0.088 mg·L-1，3月无机氮为0.109 mg·L-1，2月、3月水质符合海水Ⅰ类水质标准。2014年11月幼参培育期间水质无机氮为0.054 mg·L-1，12月无机氮为0.046 mg·L-1，11月、12月水质无机氮符合海水Ⅰ类水质标准；2015年1月无机氮为0.054 mg·L-1，2月无机氮为0.046 mg·L-1，3月无机氮为0.114 mg·L-1，4月无机氮为0.125 mg·L-1，1月至4月水质无机氮符合海水Ⅰ类水质标准；5月无机氮为0.374 mg·L-1，水质符合海水Ⅰ类水质标准。幼参培育期间水质无机氮具体变化见图10。

2.11 活性磷酸盐

2013年11月幼参培育期间活性磷酸盐为0.025 mg·L-1，12月份活性磷酸盐为0.028 mg·L-1，2014年1月份活性磷酸盐为0.014 mg·L-1，2月份活性磷酸盐为0.025 mg·L-1，3月份活性磷酸盐为0.025 mg·L-1，符合海水水质Ⅰ-Ⅱ类标准。2014年11月幼参培育期间活性磷酸盐为0.014 mg·L-1，12月份活性磷酸盐为0.012 mg·L-1，2015年1月份活性磷酸盐为0.012 mg·L-1，2月份活性磷酸盐为0.012 mg·L-1，以上4个月符合海水水质Ⅰ类标准。3月份活性磷酸盐为0.041 mg·L-1，符合海水水质Ⅴ类标准。4月份氨氮为0.005 mg·L-1，符合海水水质Ⅰ类标准。5月份活性磷酸盐为0.057 mg·L-1，超出海水水质Ⅴ类标准。幼参培育期间水质活性磷酸盐具体变化见图11。

2.12 营养指数评价结果

2013年11月幼参培育期间水质营养指数为1.099，12月份营养指数为1.285，2014年1月份营养指数为3.287，2月份营养指数为1.933，3月份营养指数为1.445，整个培育期间水质呈富营养化。2014年11月幼参培育期间水质营养指数为0.239，12月份营养指数为0.188，2015年1月份营养指数为0.272，2月份营养指数为0.199，以上4个月水质呈贫营养化；3月份营养指数为4.037，水质呈富营养化；4月份营养指数为0.257，水质呈贫营养化；5月份营养指数为6.647，水质呈富营养化。幼参培育期间水质营养指数具体变化见图12。

2.13 有机污染评价指数评价结果

2013年11月幼参培育期间有机污染评价指数（A）为1.64，2级污染程度，水质开始受到污染；12月份A为2.11，3级污染程度，水质轻度污染；2014年1月份A为2.19，3级污染程度，水质轻度污染；2月份A为2.08，3级污染程度，水质轻度污染；3月份A为1.10，2级污染程度，水质开始受到污染。2014年11月幼参培育期间A为0.65，12月份A为0.15，2015年1月份A为0.64，2月份A为0.46，以上四个月水质良好，1级污染程度；3月份A为4.04，5级污染程度，水质严重污染；4月份A为0.76，水质良好，1级污染程度；5月份A为6.66，5级污染程度，水质严重污染。幼参培育期间水质有机污染评价指数具体变化见图13。

2.3 结论与讨论

（1） 一般刺参生长适宜温度为6～21 ℃，最适温度为10～17 ℃[2]。项目刺参‘水院1号幼参室内培育期间，水质水温为13.9～21.5 ℃，在天津地区每年4月份之前，水温能控制在17 ℃以下，幼参生长良好。4月份随着天气变暖，水温升高，培育水质的无机氮、无机磷上升，营养指数和有机污染评价指数也上升，幼参生长开始变慢。

（2）一般刺参盐度适应范围为20‰～39‰，最适宜盐度范围为28‰～35‰，刺参浮游幼虫和稚参的适宜盐度为26.2‰～32.7‰[2]。项目刺参‘水院1号幼参室内培育期间，水质盐度为25.3‰～30.0‰，适宜幼参的生长。

（3）海水的pH值通常在7.9～8.5之间[2]，迟爽等 [3]研究刺参养殖池塘pH值为7.83～8.37。曾海祥等 [4]研究海参养殖池塘的水质pH值在8.13～8.57。项目刺参‘水院1号幼参室内培育期间，pH值为7.89～8.33，适宜幼参的生长。

（4）刺参耐低氧能力较强，成参在水中溶解氧降至1 mg·L-1，幼参在水中溶解氧降至3.3 mg·L-1以下时才会呈现缺氧反应[2]，项目幼参室内培育期间，溶解氧为5.30～8.08 mg·L-1，适宜幼参栖息和生长。

（5）较弱的光照强度更符合海底生活刺参的生存条件。项目刺参‘水院1号幼参培育期间，室内光照度不超过90 lx、池底照度不超过5 lx，光照强度较弱，符合刺参幼参生存生长的条件。张硕等 [5]研究认为，多数刺参对于光照反应敏感，喜欢在较暗的环境下栖息。刺参比较适宜在光照度为10 lx以下的光照环境中生活。陈勇等 [6]的研究表明，与12L：12D相比，刺参在全黑暗及全光照条件下的生长明显减缓，并认为是全光照和全黑暗扰乱了刺参的正常生活习性。刺参‘水院1号幼参在室内光照度不超过100 lx、池底照度不超过5 lx的条件下生长良好，与上述学者研究结论一致。

（6）马元庆等 [7]研究认为刺参养殖过程中氨氮和硝酸盐累积不明显，但亚硝酸盐与活性磷酸盐迅速累积。迟爽等 [3]研究刺参养殖池塘水质亚硝酸盐0.023～0.051 mg·L-1、氨氮0.002～0.156 mg·L-1、总氮1.941～3.813 mg·L-1、活性磷酸盐0.024～0.047 mg·L-1、总磷0.031～0.111 mg·L-1。张丽霞等 [8]研究刺参养殖池塘营养盐周年变化，亚硝酸盐年均值为1.61 μmol·L-1、氨氮3.14 μmol·L-1、硝酸盐为12.61 μmol·L-1、总氮为12.61 μmol·L-1、活性磷酸盐0.40 μmol·L-1。曾海祥等 [4]研究海参养殖池塘的水质氨氮为0.090～0.309 mg·L-1，亚硝酸盐为0.017～0.049 mg·L-1，总氮为2.749～5.880 mg·L-1，总磷为0.049～0.129 mg·L-1。刺参‘水院1号幼参培育期间，水质氨氮为0.013～0.233 mg·L-1，硝酸盐氮为0.005～0.128 mg·L-1，亚硝酸盐氮为0.004～0.089 mg·L-1，无机氮为0.046～0.374 mg·L-1，活性磷酸盐为0.012～0.233 mg·L-1。硝酸盐氮随着水温升高，累积明显，氨氮、亚硝酸盐氮、活性磷酸盐累积不明显，但随着水温升高，氨氮、亚硝酸盐氮、活性磷酸盐数值有变化，有的变化还较大，因而，水质营养指数、有机污染评价指数也随着变化。根据项目幼参培育期间水质监测情况看，一般4月份随着水温升高，水质质量开始变差，建议4月份就可以把培育的幼参投放到适宜的海区进行养殖，不要在室内进行继续培育。

（7）姜森颢等 [9]研究刺参养殖池塘化学耗氧量的年平均值为（17.46±1.75 mg·L-1）；迟爽等 [3]研究刺参养殖池塘化学耗氧量的质量浓度为6.17～47.73 mg·L-1。曾海祥等 [4]研究海参养殖池塘的水质化学耗氧量为7.28～8.40 mg·L-1。项目刺参‘水院1号幼参培育期间，水质化学耗氧量为1.38～3.96 mg·L-1，明显好于刺参池塘养殖的水质化学耗氧量。

（8）马元庆等 [7]研究认为刺参幼参的不同环境水体中N/P值差异较大。张丽霞等 [8]研究刺参养殖池塘水质氮磷比年均值为61.41。项目刺参‘水院1号幼参培育期间，2013年度培育水体中的N/P为5.64～9.89，2014年度培育水体中的N/P为3.83-6.56，两年培育水体中的N/P还是存在差异，与上述学者研究结论相同。

（9）刺参‘水院1号幼参培育期间，2013年度水质营养指数1.099～3.287，水质呈现富营养化；有机污染评价指数为1.10～2.19，水质开始受到污染或轻度污染，呈现2级、3级污染程度。2014年度水质营养指数0.188～6.647，水质呈现贫营养化-富营养化；有机污染评价指数为0.15～6.66，水质良好或严重污染，呈现1级、5级污染程度。

参考文献：

[1]陈佳荣.水化学实验指导书[M].北京：中国农业出版社，1996.

[2]赵文，杨为东，魏杰，等.刺参池塘养殖生态学及健康养殖理论[M].北京：科学出版社，2009.

[3]迟爽，曾勇，赵振军，等.刺参养殖池塘的水质变化[J].济南大学学报（自然科学版），2013，27（3）：239-244.

[4]曾海祥，孙同秋，崔玥，等.黄河三角洲海参养殖池塘水质变化特征分析[J].河北渔业，2016（8）：37-40.

[5]张硕，陈勇，孙满昌.光照对刺参行为特性和人工鱼礁模型集参效果的影响[J].中国水产科学，2006，13（1）：20-27.

[6]陈勇，高峰，刘国山，等.温度，盐度和光照周期对刺参生长和行为的影响[J].水产学报，2007，31（5）：687-691.

[7]马元庆，李斌，邢红艳，等.刺参育苗水体的水质分析及重金属的生物富集研究[J].中国渔业质量与标准， 2014 （4）：27-32.

[8]张丽霞，蔡 勋，刘双凤，等. 黄海北部刺参养殖池塘水环境营养盐周年变化情况的初步研究[J].水生态学杂志， 2013 （1）：37-43.

[9]姜森颢，刘双凤，蔡勋.刺参养殖池塘主要生态因子周年变化特征[J].渔业现代化，2015，42（5）：1-7， 17.