中华绒螯蟹生长关键期池塘水质状况分析及评价

余丽梅　李云峰　杜开开　吴凡　倪朝辉

摘要：为了解中华绒螯蟹生长关键期池塘水质状况，于2018年8月至11月对洪湖区域内4口池塘和梁子湖区域内6口池塘水质进行了监测和分析，选取温度（T）、pH值、非离子氨（UIA）、NH+4-N、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）共8项作为监测水质指标。参照《渔业水质标准》和《地表水环境质量标准》，采用标准指数和超标率对区域内监测指标进行单项水质指标分析，采用综合污染指数法对池塘综合水质进行分析和整体评价。结果表明，在中华绒螯蟹生长关键期内，主要超标因子为CODMn和TN，其次为DO、UIA、NH+4-N、TP，超标率排序为CODMn（100%）>TN（73%）>DO（30%）>UIA（19.2%）>NH+4-N（10%）和TP（10%）;根据综合污染指数判定，池塘综合水质在8—9月達到“轻污染”等级，10—11月达到“中污染”等级，污染水平为超出警戒线水平;根据区域内超标率和综合污染指数判定，整体上梁子湖区域中华绒螯蟹池塘水质优于洪湖区域。

关键词：中华绒螯蟹;池塘水质;水质评价

中图分类号：S964.3文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2021）01-0136-06

作者简介：余丽梅（1990—），女，湖北黄石人，硕士，研究实习员，主要从事渔业环境监测与保护方面研究。E-mail：1246809960@qq.com。

通信作者：李云峰，副研究员，主要从事渔业环境监测与保护方面研究。E-mail：24320229@qq.com。

中华绒螯蟹，因其鲜美的食用价值和独有的药用价值[1]，早已成为养殖业中主要养殖水产品品种之一。中华绒螯蟹的品质安全直接关乎人类健康，而水质优劣直接影响中华绒螯蟹的品质和生长。中华绒螯蟹生长关键期一般在6—10月[2]，此阶段为中华绒螯蟹新陈代谢强度较高的时期[3]，对池塘水质要求较高，但池塘养殖业在持续高速发展[4]的同时不仅存在池塘水体含氧量低、氨氮量高[5]的问题，而且还存在池塘水体污染对周边湖泊的环境压力的问题[6]。因此，研究中华绒螯蟹生长关键期池塘水质状况，对解决中华绒螯蟹池塘水体问题、缓解池塘附近湖泊的环境压力、促进中华绒螯蟹池塘养殖可持续发展及维护人类饮食健康均具有十分重要的意义。

已有很多学者研究了氨氮、亚硝酸盐、金属铬、氮磷和pH值等水质因子对中华绒螯蟹生长生殖的影响[7-12]，但对中华绒螯蟹生长关键期池塘水体污染特征及池塘综合水质评价的研究相对较少，而池塘水体污染特征及其综合水质评价不仅可以帮助养殖户更加科学、更加专业化地管理池塘，还可以帮助养殖户及时发现池塘养殖过程中的问题并采取应对措施。本研究在2018年8—11月对湖北洪湖地区（4口）及梁子湖地区（6口）共10口中华绒鳌蟹池塘水质进行监测研究。8—11月是中华绒螯蟹生长速度由快转慢的特殊时期，也是中华绒螯蟹养殖过程的关键时期之一，这个时期中华绒螯蟹对池塘水质、池塘管理要求较高，但同时也是易管理放松、管理不当和疾病频发时期。因此，了解这个时期的池塘水质状况，一方面可指导养殖户科学有效管理池塘，确保池塘水质优良，也可降低中华绒螯蟹疾病发生率，保证中华绒螯蟹品质、提高产量，促进中华绒螯蟹养殖业健康可持续发展;另一方面为后期池塘水质是否符合排水要求进行科学预测，也可为池塘附近原有湖泊的环境研究提供基础性数据。

1材料与方法

1.1样品采样点分布

监测地点主要为洪湖附近的4口和梁子湖附近的6口中华绒螯蟹养殖池塘，具体地理坐标和面积见表1。

1.2样品采集方法

水质样品采集方法参照《中华人民共和国国家环境保护标准水质采样技术指导》（HJ494—2009）中有关规定[13]执行。野外条件下，使用聚四氟乙烯（PTFE）瓶和棕色玻璃瓶低温贮存采集的水质样品，并在24h内完成水质指标的室内检测工作，以保证检测结果准确性。

1.3中华绒螯蟹池塘水质样品的分析指标及其对应的分析方法

根据文献[14-16]确定中华绒螯蟹池塘水质分析指标为温度（T）、pH值、非离子氨（UIA）、NH+4-N、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）8项，其中，T和DO使用HQ30d型溶氧仪测定，pH值使用SevenGopro型pH计测定，TN、TP、NH+4-N和CODMn采用国家标准方法规定的测定法在实验内测定，UIA采用计算法[17]测定。

1.4水质评价标准

pH值、溶解氧和非离子氨的标准限值采用《渔业水质标准》（GB11607—1989）规定的标准限值[18]，对未规定的水质指标温度（T）、NH+4-N、高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）等参照《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类标准限值[19]进行分析评价，具体各项指标的标准限值为：pH值6.5～8.5、DO5mg/L、TN1.0mg/L、TP0.2mg/L、NH+4-N1.0mg/L、CODMn6mg/L、UIA0.02mg/L;超出水质标准限值的水质指标采用标准指数[20]表示。

1.5中华绒螯蟹池塘水质样品采集和分析

水质监测于2018年8—11月进行，每月采集1次，监测点为中华绒螯蟹养殖区的水源和池塘。采用5L水样采集器采集距离水面约0.5m处水源，在池塘四角和中间处各采集1次置于50L容器中混合均匀后取样，做3次平行样，同时采用HQ30d型溶氧仪测定水体溶氧和温度，用SevenGopro型pH计测定pH值，其他指标于实验室分析。

1.6数据处理

采用Excel对池塘水质的监测数据统计并进行均值处理;监测指标的超标情况采用标准指数表示，标准指数计算见公式（1）;池塘水质超标情况采用超标率表示，其计算见公式（2）;采用水质综合污染指数法（NY/T396—2000）[21]评价中华绒螯蟹池塘综合水质情况，其计算见公式（3）。采用GraphPadPrism7.00散点图来展示中华绒螯蟹池塘水质污染特征。

依据水体环境综合污染指数，将池塘水质状况分为5个等级（表2）[22]，并对所研究的池塘水质的污染程度和污染水平评价。

2结果与分析

2.1中华绒螯蟹池塘水质指标动态变化情况

整个调查期间，采样池塘的水质指标，由图1可知，池塘水温与外界温度的变化趋势相同，水温在8.6～33.8℃范围内变化;池塘的pH值变化不大，波动范围为7.16～8.31，总体上表现为洪湖区域内池塘pH高于梁子湖区域，且pH值变化与水温的变化趋势相一致，8—11月逐渐降低。洪湖区域内的UIA含量变化趋势为整体上升，而梁子湖区域内池塘表现为整体下降的趋势，2个区域内的池塘水质UIA分别在不同时期出现超过渔业水质标准情况，其中，梁子湖区域有3口池塘的UIA在8月高于2mg/L，洪湖区域有1口池塘的UIA在10月与11月高于2mg/L;池塘水质的NH+4-N不稳定，均表现为前期较低，在11月明显升高，最高達到2.38mg/L，2个区域内均有池塘NH+4-N量超过地表[KG*5]水Ⅲ类水标准;池塘水质DO变幅较大，处于3.14～10.76mg/L范围内，8月DO含量最低且有一半监测池塘低于渔业水质标准;监测池塘的CODMn基本稳定，且均超过地表水Ⅲ类水标准，标准标数最大为2.6;池塘TP在8—11月期间呈现下降趋势，仅有2口池塘在前期超过地表水Ⅲ类水标准，标准标数最大为1.5，总体上洪湖区域池塘TP高于梁子湖区域池塘。池塘TN在8—9月期间表现基本稳定，但10—11月出现急剧增长且接近地表Ⅴ类水标准限值情况，标准标数最大为4.4，标准指数情况见表3。

2.2中华绒螯蟹池塘单项水质指标超标情况分析

整个调查期间，各池塘水质监测结果见表3，除温度和pH值外，其他监测指标在中华绒螯蟹生长关键期内均存在不同程度的超标情况，其中CODMn超标率达到100%，TN超标率达到73%，其次为DO、UIA、NH+4-N和TP，超标率分别为30%、19.2%、10%、10%。

根据监测结果，2个地区池塘水质超标及同一指标在不同月份间超标均存在差异，但2个地区池塘同一水质指标出现超标的月份基本类似，由表3可知，在监测的4个月期间，2个地区的NH+4-N含量在8—10月均未超标而11月出现超标情况。洪湖地区TN超标率除9月出现降低外（25%），其余3个月均为100%，而梁子湖地区8—9月的TN超标率为33%，10—11月TN超标率为100%。2个地区池塘水质中UIA、DO、TP均表现为8—9月超标率高于10—11月。从区域超标情况看，监测期间内梁子湖地区池塘水质稍优于洪湖地区。

2.3中华绒螯蟹池塘综合水质评价分析

整个调查期间，洪湖区域和梁子湖区域中华绒螯蟹池塘水体污染等级结果，由表4可知，调查期间，中华绒螯蟹池塘水质在8—9月综合污染指数均在1.0～2.0范围内，10—11月综合污染指数均在2.0～3.0范围内，根据表3渔业水质分级，可见两区域内的中华绒螯蟹池塘综合水质在8—9月达到“轻污染”等级，10—11月达“中污染”等级;监测期间，污染水平为超出警戒水平。

由表4可知，渔业水质分级，在8—11月洪湖区域的4口中华绒螯蟹池塘水质综合污染指数范围为1.93～2.33，3口达到“中污染”等级，占比为75%，污染水平均为超出警戒水平;梁子湖区域的6口池塘的水质综合污染指数范围为1.87～2.62，3口达到“中污染”等级，占比为50%，污染水平均为超出警戒水平。从达到“中污染”等级的池塘数量的占比上看，梁子湖区域中华绒螯蟹池塘水质优于洪湖。

3讨论

本研究旨在了解中华绒螯蟹生长关键期间中华绒螯蟹池塘水质状况。根据调查期内的监测数据分析发现，主要超标因子为CODMn和TN;DO、UIA、NH+4-N和TP等也存在不同程度超标情况。CODMn超标率为100%，标准指数最大达2.6，偏高的原因有：第一，与中华绒螯蟹养殖过程中营养物质的排放有关，中华绒螯蟹养殖过程中，过剩的饵料部分会直接沉积于底泥，再通过底泥释放重新进入水体，导致水体中悬浮颗粒物和营养盐质量浓度上升，造成池塘水体污染[6，10]。第二，可能与CODMn降解过程有关，CODMn的降解主要和水体温度及CODMn初始浓度有关，温度在10～28℃时，CODMn降解速率随温度升高而加快[23-24]。此次监测期间的池塘水温变化幅度为8.6～33.8℃，CODMn量偏高可能与降解速率增加有关。第三，可能与中华绒螯蟹的生活习性有关。中华绒螯蟹是底栖动物，爬行和取食过程会搅动未分解的饵料，使得池塘水体中CODMn的增加[25-26]。在监测期，池塘水体TN超标率高达73%，标准指数最大达4.4，含量在10—11月升高，接近地表水环境质量标准Ⅴ类限值，但TP超标率为10%，标准指数最大为1.49，TN和TP污染特征存在较大差异，这可能与中华绒螯蟹养殖过程中氮磷释放强度不同[27]、输入和输出强度不同[28]及污染负荷能力高低差异较大[10]有关。TN含量偏高，首先可能与11月底中华绒螯蟹逐渐开始捕捞上市有关;随着中华绒螯蟹开始上市，池塘管理进入薄弱期，池塘生态系统逐渐趋于老化，易出现蓝藻和甲藻等，导致池塘含氮量偏高。其次，与水草开始枯萎消失有关;冯唐茂等研究显示，洪湖区域内中华绒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]。水草是中华绒螯蟹池塘生态系统的初级生产力，初级生产力降低，致使中华绒螯蟹代谢活动减弱，生长减缓甚至停止，同时水体微生物降解作用加强，导致水体总氮含量增加，造成水体污染。第三，可能与中华绒螯蟹池塘氮的使用量有关;金沁研究显示，我国养殖池塘中氮使用量远高于磷，且商品饲料中或天然的饵料中有机氮含量更高[14]。监测期间，DO偏低的原因可能与水草的活力降低和池塘水体温度较高有关，因为中华绒螯蟹池塘水体中溶解氧主要来源于绿色水草的光合作用和空气的扩散作用，消耗主要为池塘内生物的呼吸作用[30]，而中华绒螯蟹生长关键期正值高温季节，高温期水草活力减弱，池塘内生物呼吸作用增强，对池塘内水草管理不慎，易造成池塘水体溶氧偏低。汪祖军和吴凯等研究显示，水草光合作用是影响中华绒螯蟹池塘溶解氧浓度的主要原因，中华绒螯蟹池塘养殖过程中在高温期需特别注意水草、饵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标准限值的情况，养殖水环境中的NH+4-N主要来源于残存的饲料与死亡动植物等含氮有机物经细菌分解、氨化作用的终产物，及水生动物排泄的含氮产物。UIA具有使水生动物血液和组织液中氨氮含量升高，造成代谢停滞、能量代谢降低甚至引起死亡的作用[33]，因此中华绒螯蟹养殖过程中需要密切注意管理。综合分析发现，梁子湖区域中华绒螯蟹池塘水质略优于洪湖区域。这种情况一方面可能和区域内不同养殖户的养殖习惯（养殖模式、管理模式等）有关，洪湖区域多为低湖田改造的中华绒螯蟹池塘，有特定的养殖模式和管理模式[29];另一方面可能与2地气象条件不同及区域渔业规划发展不同有关，梁子湖区的气象条件和区域渔业发展现状与洪湖区域存在差异[34-36]。

综合污染指数表明，洪湖区域和梁子湖区域的中华绒螯蟹池塘水质在8—9月，综合水质等级为“轻污染”，在10—11月为“重污染”，污染水平均为超出警戒线，说明8—9月池塘水质较10—11月好，调查中发现，养殖户对池塘管理程度在8—9月较10—11月高。本次调查研究主要选取了8项常规水质指标，还有其他指标没有选取，比如透明度、重金属和硝酸盐等，因此本次研究主要说明中华绒螯蟹池塘水质的主要污染因子、污染类型和污染水平，结果具有相对意义。如祁萍等选取10项常规水质指标，采用综合污染指数判定，2009—2011年宁夏主要养殖池塘水体污染程度均为污染且超出警戒水平[16];刘乾甫等采用综合污染指数判定，2012年5—12月珠三角地区密养淡水鱼塘水质均为“重污染”，超出警戒线水平[22]。洪湖区域和梁子湖区域是湖北省重要的水产养殖区，养殖的水产品销往全国各地，水产质量安全关乎人们健康，目前，2个地区中华绒螯蟹池塘水质的不良现象希望引起养殖户和当地渔政重视，及时采取科学有效的措施进行改善，同时加强管理，以确保水产品的质量安全和人们的饮食健康。

4结论

本研究对洪湖区域和梁子湖区域中华绒螯蟹生长关键期池塘水质状况进行了监测、分析及评价。研究发现，主要超标因子为CODMn和TN，其次为DO、UIA、NH+4-N、TP。2个区域内的中华绒螯蟹池塘综合水质在8—9月达到“轻污染”等级，10—11月达到“中污染”等级，污染水平为超出警戒水平;根据区域内超标率和综合污染指数判定，整体上梁子湖区域中华绒螯蟹池塘水质优于洪湖区域。综上，在中华绒螯蟹生长关键期池塘水质不良，应当引起重视，建议同时采取正确的措施及时改善。在中华绒螯蟹养殖业迅猛发展的当下，本研究不仅可以为养殖户提供科学的指导，也可为中华绒螯蟹养殖可持续发展及池塘附近的湖泊环境压力研究提供基础性数据。

参考文献：

[1]谢旧我.螃蟹的用药与禁忌[J].烹调知识，2001（4）：54-55.

[2]汤亚斌，马达文，易翀.河蟹池塘“3+5”高效养殖新模式[J].科学养鱼，2014（10）：25-26.

[3]戴恒鑫，李应森，马旭洲，等.河蟹生态养殖池塘溶解氧分布变化的研究[J].上海海洋大学学报，2013，22（1）：66-73.

[4]杨维龙，张关海.河蟹生产现状与可持续发展的思考[J].淡水渔业，2005（2）：62-64.

[5]王琪.池塘水产养殖常见水质问题分析[J].畜牧兽医科技信息，2018，504（12）：150.

[6]管卫兵，蔡天成，杨牧川，等.河蟹的生态养殖现状及发展对策[J].湖南农业科学，2012（3）：116-119.

[7]洪美玲，陈立侨，顾顺樟，等.氨氮胁迫对中华绒螯蟹免疫指标及肝胰腺组织结构的影响[J].中国水产科学，2007，14（3）：412-418.

[8]洪美玲.水中亚硝酸盐和氨氮对中华绒螯蟹幼体的毒性效应及维生素E的营养调节[D].上海：华东师范大学，2007.

[9]张聪，宋超，裘丽萍，等.太湖流域中华绒螯蟹重金属镉和铬的风险评估[J].环境科学与技术，2017，40（3）：178-181.

[10]戴捷，李传岭，邓楚洲，等.洪湖流域半封闭池塘河蟹养殖氮磷污染负荷研究[J].环境科学与技术，2010，33（5）：169-172.

[11]龚志，蔡春芳，朱健明，等.高pH值对中华绒螯蟹抗氧化能力及虾青素沉积的影响[J].淡水渔业，2015，45（1）：20-24.

[12]刘金生，王军，岳武成，等.水体pH对中华绒螯蟹幼蟹蜕壳生长及其相关基因表达的影响[J].淡水漁业，2016，46（4）：96-100.

[13]环境保护部.水质采样技术指导：HJ494—2009[S].北京：中国环境科学出版社，2009.

[14]金沁.淡水养殖池塘水质评价指标体系的探讨[J].资源节约与环保，2018，203（10）：18-19.

[15]刘曼红，于洪贤，刘其根，等.淡水养殖池塘水质评价指标体系研究[J].农业科学与技术，2011，12（7）：1025-1028，1038.

[16]祁萍，王梅，吴尼尔，等.宁夏主要养殖池塘水质评价[J].中国渔业质量与标准，2013，3（03）：106-109.

[17]地面水环境质量标准非离子氨换算方法[J].中国环境监测，1995（4）：9-21.

[18]国家环境保护局.渔业水质标准：GB11607—1989[S].北京：中国环境科学出版社，1990.

[19][JP3]国家环境保护总局.地表水环境质量标准：GB3838—2002[S].2002.

[20]郭锐，陈军.浐灞河水质评价方法研究[J].环境保护与循环经济，2017，37（7）：55-59，63.

[21]农业部环境监测总站.农用水源环境质量监测技术规范：NY/T396—2000[S].北京：中国标准出版社，2000.

[22]刘乾甫，赖子尼，杨婉玲，等.珠三角地区密养淡水鱼塘水质状况分析与评价[J].南方水产科学，2014，10（6）：36-43.

[23]宋学宏，邴旭文，孙丽萍，等.阳澄湖养殖水体COD降解动力学研究[J].安徽农业大学学报，2010，37（2）：328-332.

[24]郭栋鹏.徐明德.黄海南部海水中COD降解规律的研究[J].太原理工大学学报，2008（4）：358-361.

[25]吴凯，马旭洲，王友成，等.池塘河蟹生态养殖对水环境的影响[J].上海农业学报，2016，32（6）：69-74.

[26]吴伟，范立民，瞿建宏，等.池塘河蟹生态养殖对水体环境的影响[J].安全与环境学报，2006（4）：50-54.

[27]戴修赢.苏州地区七种养殖池塘水质及其氮、磷收支研究[D].苏州：苏州大学，2010.

[28]邢磊.辽河口苇田湿地中华绒螯蟹养殖区氮、磷收支特征及环境评价的研究[D].青岛：中国海洋大学，2015.

[29]冯唐茂，刘家寿，张堂林，等.洪湖低湖田改造池塘河蟹养殖技术研究[J].淡水渔业，2010，40（4）：66-71.

[30]姚宏禄.综合养鱼高产池塘的溶氧变化周期[J].水生生物学报，1988（3）：199-211.

[31]汪祖军.池塘生态养蟹的高温期管理要点[J].科学养鱼，2017（7）：35.

[32]吴凯，马旭洲，王友成，等.河蟹生态养殖池塘不同水层水质变化的研究[J].上海农业学报，2018，34（1）：46-51.

[33]刘建魁，刘立志，赵文，等.非离子氨和氨氮对不同规格史氏鲟幼鱼的急性毒性及安全浓度评价[J].大连海洋大学学报，2014，29（2）：175-178.

[34]盖建军，郭闯，陈焕根，等.不同天气对中华绒螯蟹养殖水体的影响[J].水产养殖，2013，34（7）：19-22.

[35]杨辉，张晶晶，鲁建军，等.梁子湖螃蟹养殖中气象条件的影响及防御对策[J].现代农业科技，2013（17）：266，270.

[36]李雪松，郑晨昀，雷新，等.梁子湖水体污染有关问题研究[J].农村经济与科技，2016，27（17）：47-48.