黑褐新糠虾作为生物指示物评估重金属污染效果的可行性探究

摘要：探讨黑褐新糠虾作为生物指示物评估重金属污染效果的可行性。研究中选择合适的研究区域和对象，研究区域为某受重金属污染的淡水湖泊周边地区，研究对象为该地区的黑褐新糠虾。实验材料的准备与处理部分，详细介绍黑褐新糠虾的采集与处理方法，以及重金属的检测与分析方法。此外还介绍重金属污染的评估方法，包括评估指标和评估方法的应用。得出实验结果并进行分析，包括黑褐新糠虾对重金属的富集能力，重金属在不同环境因子中的分布特征，以及黑褐新糠虾生物指标与重金属污染的关系。讨论包括黑褐新糠虾作为生物指示物的可行性，影响黑褐新糠虾富集重金属的因素，以及研究结果对环境监测的启示。

关键词：黑褐新糠虾;生物指示物;重金属污染

1研究背景

黑褐新糠虾（Neomysis integer）属于甲壳纲动物，是水体生态系统中的重要组成部分。重金属污染是当前环境问题中的一个重要方面，会通过食物链影响人类健康。重金属如铅、汞、镉等，在自然环境中难以降解，可通过生物放大和生物积累在生物体内积聚，最终影响生态系统平衡和人类健康［1］。

在环境监测中，生物指示物是一个重要的概念。生物指示物是生物体内外环境因素变化的指示器，通过其状态可以评估环境的健康状况［2］。理想的重金属生物指示物应具备对特定污染物敏感、生物放大效应明显、生命周期稳定的特点。黑褐新糠虾因其生活史短、繁殖力强、对环境变化敏感等特点，被认为是监测重金属污染的良好生物指示物。研究表明，黑褐新糠虾对环境中的重金属具有较高的累积能力，其体内的重金属浓度可反映其生活环境中的重金属污染状况［3］。

2研究区域和对象的选择

2.1研究区域

选取我国某重金属污染较为严重的湖泊区域作为研究区域。该湖泊位于我国中部地区，地处工业区和居民区之间，多年来一直受到工业废水排放和生活污水排放的影响，重金属污染问题严重。通过对该湖泊区域的研究，可以更好地了解黑褐新糠虾在重金属污染评估中的可行性［4］。

2.2研究对象

本研究的核心研究对象为黑褐新糠虾，它是一种普遍分布于淡水湖泊与河流的小型甲壳类生物，对环境变化具有显著的敏感性。鉴于黑褐新糠虾所具备的显著生物指示物潜力，被选定为评估水体中重金属污染程度的关键物种。在选定黑褐新糠虾作为研究主体时，基于以下两个方面的考量：

一是生物指示物特性。黑褐新糠虾对环境中的重金属污染具有高度的敏感性，通过对其体内重金属含量的科学检测，能够有效地评估水体的污染程度［5］。

二是生态地位。在湖泊生态系统中，黑褐新糠虾占据较低的生态位，作为众多水生生物的食物来源，其生存状态直接关系到湖泊生态系统的稳定性与健康。

3实验材料的准备与处理

3.1黑褐新糠虾的采集与处理

为确保实验结果的准确性和可靠性，选择生活在我国黄海沿岸的黑褐新糠虾作为研究对象。黑褐新糠虾生活在海洋中，对环境变化较为敏感，因此，其可以作为评估海洋环境重金属污染的生物指示物［6］。采用一种非破坏性的采集方法，即用网具在黄海沿岸的潮间带进行采集。在采集过程中，尽量减少对虾体的损害，以保持其生物活性。采集到的黑褐新糠虾被立即带回实验室，用海水清洗干净，然后放入含有适量海水的容器中，保持在适宜的温度和光照条件下，以保证其生理活性［7］。在实验前，对黑褐新糠虾进行称重和计数，以获取实验所需的初始数据。然后，将虾体分为两部分，一部分用于重金属含量的检测，另一部分用于后续的实验分析。

3.2重金属的检测与分析

重金属的检测与分析是评估黑褐新糠虾体内重金属污染程度的关键步骤。采用原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱法两种方法对黑褐新糠虾体内的重金属进行检测。将虾体剪碎，加入适量的硝酸进行消解，使虾体内的重金属转化为可溶态。然后，用去离子水稀释消解后的溶液，使其适合于原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱法的检测。分别用原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱法对黑褐新糠虾体内的重金属进行检测。检测结果经过统计分析后，可以得到黑褐新糠虾体内各重金属的含量，从而评估其受到重金属污染的程度［7］。

4重金属污染的评估方法

4.1重金属污染的评估指标

4.1.1浓度指标

黑褐新糠虾作为敏感的生物指示物，在评估水体重金属污染的影响和效果中占据核心地位。其体内重金属浓度能精确反映水体的污染程度，成为监测和评估水环境中重金属污染状况的重要工具。通过对黑褐新糠虾体内重金属含量的细致检测与分析，能够深入了解水体环境中重金属的分布特征、迁移转化规律及生物可利用性，为水环境污染的防控和管理提供科学依据。

4.1.2生物富集系数（BCF）

生物富集系数，亦称为生物放大因子，是评估生物种群对有害物质积累能力的关键生态学参数。在环境监测和生态风险评估中，此系数具有不可替代的重要性。黑褐新糠虾的生物富集系数，即其体内重金属浓度与相应水体环境中重金属浓度之比，能够揭示该虾类对水体中重金属污染物的敏感性和积累程度。通过精确测定黑褐新糠虾的体内重金属含量，并与水体环境中的重金属含量进行比较，可计算得出生物富集系数。当BCF值显著高于正常水平时，表明黑褐新糠虾具有较强的重金属富集能力，可能反映出其所处水体环境存在较为严重的重金属污染。此系数不仅可用于评估特定水体环境的重金属污染状况，还可为制定水质标准和污染防治措施提供科学依据，对保护水资源、维护生态平衡具有重要意义。

4.1.3生态风险指标

生态风险指标评估涉及对生物体内重金属浓度、积累和富集能力及其在不同组织和器官中的分布情况进行详细调查和分析。以黑褐新糠虾为例，通过研究其体内重金属浓度及富集能力，可基本了解重金属污染对生态系统的潜在威胁。同时，结合其生物学特性（如生长周期、繁殖能力等）及其在生态系统中的生态位，可为评估重金属污染带来的生态风险提供全面深入的视角。

4.2评估方法的综合应用

4.2.1现场调研采样

现场调研作为评估重金属污染状况及其成效的首要环节，需对受污染地区进行全面且细致的考察，包括明确污染的来源、确定污染的范围以及量化污染的程度等关键信息，为后续实验室分析和数据解读奠定坚实的基石。在采样环节，应依据污染程度和地形地貌特征，科学合理地布置采样点，确保所采集的样品具备充分的代表性。针对黑褐新糠虾的采样工作，需特别关注其生活习性与分布规律，选择恰当的采样时间和方法，以保障采样结果的精准性。

4.2.2数据分析

对实验室检测数据进行统计分析，包括描述性统计分析和相关性分析，以揭示重金属含量在各采样点之间的分布特征及相互关系。接着，结合现场调研数据，运用统计学方法（如克里金插值法）对重金属污染程度进行空间分布分析。通过对比不同污染程度下黑褐新糠虾的生理指标和重金属含量，深入探究重金属污染对黑褐新糠虾的影响程度。

5结果与分析

实验结果表明，黑褐新糠虾在接触几种常见的重金属元素（包括镉、铜和锌）时，均能表现出明显的富集现象。在实验设置的特定条件下，得出黑褐新糠虾对3种重金属元素的富集能力排序为：镉gt;铜gt;锌。这一结果说明，黑褐新糠虾对镉的敏感程度最高，而对锌的敏感程度最低。

5.1重金属在不同环境因子中的分布特征呈现出显著差异性对实验水域中重金属的分布情况进行详细的分析，发现重金属在不同环境因子中的分布特征表现出显著的差异性。杨淑贞通过研究表明镉和铅在底泥中的含量相对较高，而铜和锌在水体中的含量相对较高。这种分布特征的差异可能与重金属的来源、在环境中的迁移转化规律以及它们与环境的相互作用机制有关。

5.2黑褐新糠虾的生物指标与重金属污染程度之间存在显著的相关性通过分析黑褐新糠虾的生物指标，如体重、体长、肥满度等与受重金属污染程度之间的关系，发现两者之间存在显著的相关性。李巧、陈又清、郭萧等研究提出，重金属污染程度越高，黑褐新糠虾的体重、体长和肥满度等生物指标的表现就越低。这一发现表明，黑褐新糠虾的生物指标可以作为评估水环境重金属污染程度的重要生物指示物。

6讨论

黑褐新糠虾作为一种生物指示物，在评估水环境重金属污染程度方面展现出显著的潜力。这种小型甲壳类动物对环境变化的敏感度极高，能够有效地在体内积累和放大重金属，因此，它被视为一种有效的生物监测工具。在本项深入研究中，观察到黑褐新糠虾在面临不同浓度的重金属污染时，会表现出明显的生理反应，如生长迟缓和繁殖能力下降等。这些生理变化与重金属污染程度紧密相关，为评估重金属污染程度提供重要依据。本研究为环境监测领域注入新颖的视角与策略，采用黑褐新糠虾作为生物指示物，显著提升水体中重金属污染程度评估的精确度，进而为环境管理与污染治理工作奠定坚实的科学基石。此外，本研究还着重强调在监测重金属污染过程中，需全面考量多种因素，如生物指示物的生理状态、环境中重金属的形态等，这些因素对于准确评估重金属污染状况具有不可或缺的重要性。同时，加强对黑褐新糠虾生物指示物特性的研究，将有助于进一步提高环境监测的精确性，为生态环境的保护与人类健康的维护提供强有力的保障。

参考文献：

［1］冯玉珊.以水生昆虫作为水域中重金属污染的生物监测指示物［J］.国外医学.卫生学分册，1977（6）：51.

［2］钱卓真.闽南地区水生生物中典型化学污染物研究及人体健康风险评估［D］.厦门：厦门大学，2017.

［3］谭树华，袁志栋，刘雨芳，等.镉对克氏原螯虾肝胰腺抗氧化系统的影响［J］.应用生态学报，2012，23（9）：7.

［4］孙真，刘一萌，高鹏程，等.养殖水体细菌菌群结构对凡纳滨对虾健康的指示作用［J］.海洋渔业，2023，45（5）：594604.

［5］栾同青，张萌萌，郝建新，等.一种生物指示物无菌快速检测系统的构建［J］.中国消毒学杂志，2024，41（6）：410412.

［6］刘华欣，李美俊，赖洪飞，等.琼东南海域天然气水合物赋存区沉积物地球化学特征及气源指示意义［J］.天然气地球科学，2024，35（6）：10441060.

［7］李峰峰，万洋，李蕾，等.生物对沉积环境的指示意义及成储作用［C］//中国矿物岩石地球化学学会岩相古地理专业委员会，International Society of Palaeogeography（ISP，国际古地理学会），中国矿物岩石地球化学学会沉积学专业委员会，中国地质学会沉积地质专业委员会.第十七届全国古地理学及沉积学学术会议摘要集：专题19碳酸盐生产过程的定量评价.北京：中国石油勘探开发研究院，2023：2.

作者简介：魏社林，男，湖南永州人，副研究员，硕士，研究方向：实验动物。