克氏原螯虾养殖中对镉污染治理的综述*

2023-01-31李纪春刘慧圆杨吉柯王一帆杨雅茹李帅东邓梦玲李念珍

南方农机 2023年3期

李纪春，刘慧圆，杨吉柯，王一帆，杨雅茹，李帅东，邓梦玲，李念珍，唐烨

（1.宜宾学院，四川宜宾 644000；2.宜宾职业技术学院，四川宜宾 644000；3.西昌学院，四川西昌 615000）

随着城市化和工业化的集聚，水产养殖行业污染日益严重。部分水产养殖户缺乏科学的管理措施，为降低成本提高产量，滥用添加剂，同时对水质、土壤等周边环境重视度较低，缺乏绿色意识，导致养殖动物疾病感染、重金属污染严重、生长受阻、规格参差不齐，让人们感受到食品安全的威胁。但克氏原螯虾（即小龙虾）因肉质鲜美、营养丰盛受到了众多消费者的青睐，却让消费者忽视了重金属安全问题。对于野生和养殖克氏原螯虾本身可食用部分而言，虾头、虾肉、虾黄等部位均容易富集重金属，其中富集最严重、最易伤害人体的重金属之一就是镉。为响应国家绿色健康环保的理念，积极构建关于优质的绿色生态克氏原螯虾经济养殖模式，课题组将对克氏原螯虾等水产养殖中镉污染的治理研究进行综述，为绿色健康的养殖克氏原螯虾提供参考。

1 克氏原螯虾的研究概况

1.1 克氏原螯虾

克氏原螯虾是我国淡水经济虾中重要的虾类，俗名小龙虾。近年来，小龙虾餐饮业非常火爆，小龙虾因肉质鲜美、营养价值丰富而作为舌尖上的美味、夜间的灵魂食品受到了众多消费者的青睐。据《中国小龙虾产业发展报告（2021）》[1]可知，2020年，我国小龙虾养殖总面积达到2 184.63万亩，养殖总产量达到239.37万t，位列我国淡水养殖品种第6位（前5位均为大宗淡水鱼品种），同比2019年分别增长13.25%和14.55%。

1.2 克氏原螯虾的镉污染现状

随着城市群集聚，工业大规模迅速发展，工业“三废”大量产生，生态环境中的重金属污染日益严重，McClain等[2]指出由于小龙虾生存在污染的环境中且是以食物链下端的动植物为食，在其体内已积蓄着大量的重金属污染物。目前，我国部分地方的克氏原螯虾养殖过程中存在镉污染的情况。朱玉芳等[3]在苏州地区对小龙虾体内的重金属残留检测研究中发现，该地区的小龙虾大部分被重金属镉和铜超标污染，铜严重超标，其他重金属污染情况较轻，且铅和锌的污染度在可控范围内。吴春峰等[4]对不同季节在上海售卖的小龙虾中富集重金属含量进行调查研究，结果表明，在丰水期5—7月份重金属镉的平均含量为0.007 mg/kg，在枯水期11—12月份重金属镉的平均含量为0.013 mg/kg，两者没有显著的统计学差异。但是，由于克氏原螯虾的适应性强、应激低，环境中的克氏原螯虾采食含量较低的含镉食物，镉日益累积在虾体内，对人体也会造成健康风险。

1.3 克氏原螯虾养殖中镉污染治理现状

目前，脱除活体克氏原螯虾体内重金属的方法包括干净水体养殖法[5]和饵料添加法[6]，如表1所示。

表1 克氏原螯虾养殖中镉污染治理现状

张振燕等[7]采取净水暂养法脱除镉和铜，将小龙虾肝胰腺、鳃和肌肉分别在镉（0、0.05 mg/L、0.10 mg/L）和铜（0、0.05 mg/L、1.00 mg/L）3组不同浓度水环境中暴露，研究其吸收积累和排除特性，在进行9 d试验暴露后结果表明，此法对小龙虾体内的鳃、肝胰腺和肌肉的重金属镉和铜能够脱除。有学者采用饲料混合脱除剂来脱除虾体内的重金属镉，张严伟等[8]利用沸石对富集重金属镉和铜残留的小龙虾进行研究，利用在饲粮中添加2%的沸石，试验62 d。结果表明，此法对重金属镉有显著的降低效果（P＜0.05），但铅的脱除效果不是很理想（P＞0.05）。史周荣等[9]利用养殖饲粮中添加蛋白水解肽-Fe2+饲养12 d，对小龙虾的内脏团、肠、鳃、腹部肌肉、螯足肌肉富集的重金属镉进行脱除。结果表明，此法对各部位的脱除效果均不相同，腹部肌肉（10.15%）小于鳃（33.36%），鳃比内脏团（36.13%）低，肠（40.60%）较内脏团高，但对足部肌肉无任何影响。运用此法能在一定程度上对不同部位有脱除效果。

2 水产养殖中镉的污染及治理研究

2.1 镉的来源及污染现状

镉（Cd）是具有银白色光泽的金属，具有不可降解性和积聚性，在电池和颜料中广泛应用。镉广泛存在于环境中，会通过大气、土壤、水源等进入生态系统内循环。重金属镉在我国各大江河湖海中都有着不同程度上的污染，在浙江、广东、福建等省份海域的水质污染率高达80.1%，对其水质造成严重影响，而该三省在东南沿海地区的水产品生产高度集中，分售全国各地，是重要的水产品生产地[10]。曾龄颐[11]研究发现在洞庭湖地区的4种鱼类受到镉、铅和砷的污染，与上层鱼类相比，长期生活在底层的鱼类因采食大量的污染悬浮物饲料积累而污染严重。樊伟等[12]在绍兴市超市、农贸菜市场等地随机采集6种不同水产品，共计343份，按照国标方法检测重金属含量，发现其中梭子蟹中的重金属镉的含量达44.44%，严重超标。和庆等[13]对长江三角洲地区13个池塘中养殖水产动物进行采集，进行重金属检测，结果表明，镉在各点中均有超标，而铬和铅高达60%的超标。

2.2 镉污染的危害

镉是重金属污染中最为常见的元素之一，当镉间接或直接地进入到人体中，会形成镉硫蛋白，通过血液循环，选择性地积聚在肝脏、肾脏等器官，使器官代谢受阻，从而导致软骨病、高血压、骨质疏松、肺气肿等症状以及致癌致畸等[9]。吴微等[14]也通过研究发现，镉能与酶分子上的巯基结合降低酶活性，与DNA上的碱基结合降低DNA双螺旋稳定性，与RNA分子内磷酸基结合使磷酸二酯键遭到破坏，造成RNA解聚。

2.3 镉污染的现有治理方法

近年来，镉在水体中的污染日益严重，对生态环境造成严重危害，特别是二次污染对水体的危害，已严重威胁到人类生命健康安全及经济安全，国家对环境治理也是高度重视，建立防治重金属污染安全有效的技术体系是必须的。目前，在水产养殖中能有效便捷地防治重金属污染的技术或方法主要有以下几种，具体如表2所示。

表2 水产养殖中镉污染现有治理方法

3 小球藻粉在水产养殖中的应用

小球藻是一种普通单藻，是高效光合自养型的植物，可自我大量繁殖生长，大部分在我国淡水区域生长并且分布广泛，且能在有机碳环境中异养生长繁殖，对于养殖环境要求低，而且含有特殊的生长因子，能促生长、增免疫、降消耗[21]。小球藻粉是通过过滤、脱水洗涤和浓缩、细胞壁处理、杀菌去活化干燥等生产流程制备的物质，在人类研究历史中长久存在，日本、以色列等国家及台湾地区已先后对小球藻粉的培养、开发等展开研究，将小球藻粉作为食用保健原料及优质绿色高蛋白级饲料添加剂应用并已有30多年的历史[22]。王冉等[23]通过对小球藻粉营养价值和安全性评价试验表明，小球藻粉具有绿色安全、来源极广、高蛋白、价格低廉、促进代谢和提高免疫等特点，安全性评价指出小球藻粉不具有致畸诱变及毒害物质，完全符合《饲料卫生标准》（GB 13078—2017）。李国平[24]研究得出在鸡禽采食的饲料日粮中添加含量10%的小球藻粉可使产蛋蛋黄增色。此外，由于小球藻粉是单细胞结构，在饲料颗粒上直径小，在水产动物养殖中可作为其开口饲料及幼苗动物的养殖饲料，对水产养殖动物的诱食效果较佳，可提高生产性能，也不会凝集下沉，不会污染水质环境，在水产动物养殖上应用能达到较好效果[25-26]。周蔚等[27]将鲫鱼饲料日粮制备为1%预混料与0.1%小球藻粉进行81 d的饲喂观察，发现实验组鱼体中增重高达1.33 kg的优势。Liu等[28]将小球藻粉作为水产养殖饲料添加剂，也发现小球藻粉可促进水产养殖降低成本，改善水质。