■沈桂宇

（遼寧省農(nóng)牧業(yè)機(jī)械研究所有限公司，遼寧沈陽110036）

目前我國(guó)的水產(chǎn)動(dòng)物，特別是甲殼動(dòng)物人工養(yǎng)殖發(fā)展迅速，蝦蟹養(yǎng)殖己邁入規(guī)模化、集約化時(shí)期。但是隨著養(yǎng)殖密度的加大以及養(yǎng)殖池塘的老化，蝦蟹養(yǎng)殖病害頻繁暴發(fā)，這不僅給養(yǎng)殖業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，也阻礙了水產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。蝦蟹疾病暴發(fā)的基本原因：一是養(yǎng)殖種類的退化；二是養(yǎng)殖環(huán)境的惡化；三是感染性病原體的增加。水質(zhì)惡化是誘發(fā)蝦蟹疾病的重要原因，它與發(fā)病和死亡之間存在明顯的惡性循環(huán)關(guān)系。養(yǎng)殖水體中積累的氨氮、亞硝態(tài)氮（亞硝氮）、硫化物等污染因子對(duì)水生生物造成了巨大危害,其影響不容忽視。本文綜述了近年來主要污染因子對(duì)蝦蟹健康影響的研究進(jìn)展，以期為養(yǎng)殖蝦蟹的科學(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)提供參考和借鑒。

1 水環(huán)境中的污染因子對(duì)蝦蟹健康及生長(zhǎng)的影響

氨氮、亞硝氮等有機(jī)污染物會(huì)破壞蝦蟹鰓、肝胰腺、黏膜系統(tǒng)等組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蝦蟹出現(xiàn)組織缺氧，鰓、肝胰腺、中腸黏膜等組織病變，生長(zhǎng)受阻，死亡率顯著升高。吳中華等（1999）報(bào)道，中國(guó)明對(duì)蝦長(zhǎng)期處于氨氮、亞硝氮的脅迫下，鰓由無色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\棕色至深棕色，鰓內(nèi)污濁物增多，鰓腫脹、粘連、上皮增厚等；肝胰腺由半透明狀逐漸向白色和淡黃色混濁狀轉(zhuǎn)變，局部區(qū)域結(jié)締組織增生，產(chǎn)生纖維狀的疤痕；胃內(nèi)空虛無食物；中腸上皮局部區(qū)域的細(xì)胞裂解等。洪美玲（2007）把中華絨鰲蟹暴露于100 mg/l氨氮溶液中15 d后，肝細(xì)胞出現(xiàn)壞死現(xiàn)象，管壁細(xì)胞與基膜分離,嚴(yán)重時(shí)管壁破裂。

給質(zhì)量8～12 g的羅氏沼蝦注射腸球菌后分別暴露于1.01、3.18 mg/l的氨氮溶液中168 h，其累計(jì)感染死亡率分別比對(duì)照組（0.06 mg/l）高40%、70%（Cheng等，2002）。

臧維玲等（1996）試驗(yàn)表明，Ⅴ期和Ⅶ期羅氏沼蝦溞狀幼體（1996）暴露于亞硝氮溶液中12 d后，其發(fā)育變態(tài)減緩，并且隨亞硝氮濃度的遞增，幼體成活率與出苗率均遞減。

洪美玲（2007）研究表明，中華絨螯蟹暴露于40 mg/l氨氮溶液中15 d后，增重率、攝食率分別是對(duì)照組的62%、79%，餌料系數(shù)是對(duì)照組的1.23倍；暴露于20 mg/l亞硝氮溶液中15 d后，增重率、攝食率是對(duì)照組的31%和59%，餌料系數(shù)是對(duì)照組的1.7倍。

硫化物同樣引起水產(chǎn)動(dòng)物死亡。李建等（2007）在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，把日本對(duì)蝦暴露在1.3 mg/l和1.9 mg/l硫化氫溶液中，96 h后累積死亡率分別為72%和91%。顧順樟（2007）把中華絨螯蟹暴露于5.7 mg/l和8.0 mg/l硫化物溶液中，96 h后死亡率分別為67%和83%。硫化物能導(dǎo)致凡納濱對(duì)蝦組織缺氧，器官功能紊亂（Kroupova，2005）。

一般情況下，水體的氮循環(huán)處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)，水體氨氮及亞硝氮維持正常水平。但是隨著高密度養(yǎng)殖及綜合養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，大量的殘餌被留在水中，大量水生生物排泄物的累積以及大量的藥物利用使水生態(tài)系統(tǒng)失衡，表現(xiàn)為水質(zhì)惡化，水體透明度降低，水體缺氧，大量積累的氮素硝化過程受阻，形成養(yǎng)殖水體中氨氮和亞硝酸鹽含量高，尤其是溫度及pH值較低時(shí)，硝化作用減弱，造成亞硝酸鹽積累更明顯。亞硝酸鹽是硝化反應(yīng)不能完全進(jìn)行的中間產(chǎn)物。相對(duì)于氨毒害，亞硝酸鹽對(duì)魚蝦的毒性較小，但由于氨氮的轉(zhuǎn)化速度較快，使得亞硝酸鹽的問題最突出。

飼料殘?jiān)?、糞便以及死亡細(xì)菌、藻類和動(dòng)物殘?bào)w中的含硫有機(jī)物，使水體溶解氧缺乏，礦化后的產(chǎn)物是H2S，硫化物是高密度、大量投餌的掠奪性養(yǎng)殖破壞水體生態(tài)平衡和弱化水體自凈能力的產(chǎn)物。因此，對(duì)于蝦蟹而言，氨氮、亞硝氮及硫化物是養(yǎng)殖水環(huán)境的主要污染因子，對(duì)水生動(dòng)物的生長(zhǎng)影響顯著。

2 養(yǎng)殖水環(huán)境主要污染因子損害蝦蟹健康的機(jī)理

2.1 污染因子影響基因表達(dá)及蛋白質(zhì)數(shù)量

水生生物在受到污染因子的脅迫后，使機(jī)體發(fā)生了巨大的生理生化反應(yīng)，同時(shí)機(jī)體毒素增加，引起蛋白質(zhì)大量分解、變性、錯(cuò)誤折疊和聚合，引起譜帶變化，基因表達(dá)水平（熱應(yīng)激蛋白質(zhì)）迅速提高。

氨氮脅迫影響蝦蟹免疫相關(guān)基因的表達(dá)。將細(xì)角濱對(duì)蝦（Litopenaeus stylirostris）暴露于1.5 mg/l和3.0 mg/l的氨氮溶液中，其酚氧化酶原和細(xì)胞黏附蛋白的轉(zhuǎn)錄編碼量分別下降50%和60%。中華絨螯蟹暴露在30 mg/l的亞硝氮溶液中3 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HSP70（應(yīng)激蛋白）表達(dá)量增加，且亞硝氮濃度越高，其表達(dá)量越大；中華絨螯蟹經(jīng)硫化物脅迫6 h后，其體內(nèi)的HSP70蛋白的表達(dá)量達(dá)到最大值，之后開始出現(xiàn)下降，但整體仍保持較高水平。

水環(huán)境中氨氮濃度顯著影響蝦蟹各種組織器官中可溶性蛋白的濃度。研究表明，當(dāng)水中氨氮質(zhì)量濃度達(dá)到20.16 mg/l時(shí)，日本對(duì)蝦血清中氨、尿素富集，血藍(lán)蛋白和血清中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為游離氨基酸，使可溶性蛋白濃度降低。管越強(qiáng)(2003)的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)感染了WSSV的日本對(duì)蝦，0.242～1.027 mg/l氨氮溶液會(huì)影響蛋白質(zhì)代謝，使血淋巴中血藍(lán)蛋白和血清中蛋白質(zhì)含量降低，游離氨基酸濃度增加。

2.2 水污染因子影響機(jī)體免疫指標(biāo)

2.2.1 低濃度污染使機(jī)體免疫指標(biāo)上升

低濃度、短時(shí)間內(nèi)氨氮、亞硝氮和硫化物的脅迫會(huì)造成水生動(dòng)物機(jī)體組織和血清中的血細(xì)胞密度（THC），過氧化物酶（PO）、酸性磷酸酶（ACP）、堿性磷酸酶（ALP）和超氧化物歧化酶（SOD）等活力升高。中國(guó)明對(duì)蝦暴露于氨氮濃度為0.74 mg/l和1.71 mg/l的溶液中7 d后，對(duì)蝦血細(xì)胞的PO和血清ALP活力均明顯高于對(duì)照組。氨氮濃度為3.0 mg/l時(shí)，細(xì)角濱對(duì)蝦血細(xì)胞PO活力比對(duì)照組增加36%。中華絨螯蟹幼體在10 mg/l亞硝氮溶液中3 h后，THC比對(duì)照組高17%，SOD活力高70%。中華絨螯蟹暴露于0.1 mg/l和0.33 mg/l的硫化物溶液中，其血淋巴和鰓組織中SOD活力分別在12 h和24 h升高到最大值，與對(duì)照組相比差異顯著?？梢?，低濃度污染因子脅迫可以提高動(dòng)物免疫指標(biāo)，這種現(xiàn)象被稱為“毒性興奮效應(yīng)”（Stebbing，1982)。

2.2.2 高濃度污染使機(jī)體免疫指標(biāo)下降

高濃度污染會(huì)使水生生物機(jī)體的血細(xì)胞的濃度降低，抑制免疫因子活性，顯著降低與抗病有關(guān)酶的活性。

把中國(guó)明對(duì)蝦暴露于氨氮濃度為0.74～3.02 mg/l中，7 d后各組織中的THC降低，且血細(xì)胞濃度與氨氮濃度成負(fù)相關(guān)（管越強(qiáng)，2003）。與對(duì)照組相比，中華絨螯蟹暴露于氨氮質(zhì)量濃度為10、20 mg/l的溶液中2 d后，THC降低10%、12%；暴露于40、80 mg/l氨氮溶液中3 h后，THC降低57%和45%。8～12 g的羅氏沼蝦暴露于1.59 mg/l亞硝氮溶液中168 h后，吞噬細(xì)胞活力降低57%，格氏乳球菌的清除能力降低155%。

暴露在1.68 mg/l和3.18 mg/l氨氮溶液中168 h的羅氏沼蝦（20～30 g），其PO活力比對(duì)照組分別降低37%和47%。將中華絨螯蟹幼體暴露于氨氮質(zhì)量濃度20、80 mg/l溶液中2 d、3 h，其SOD活力分別比對(duì)照組低43%、26%。

將羅氏沼蝦（20～30 g）分別暴露于1.01 mg/l和1.68 mg/l的氨氮溶液中168 h后，血淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧濃度比對(duì)照組分別高30%和26%；8～10 g羅氏沼蝦暴露于1.15 mg/l和1.68 mg/l亞硝氮溶液中，168 h后活性氧含量分別比對(duì)照組高41%和46%。

中華絨螯蟹幼體分別暴露于80 mg/l氨氮和40 mg/l亞硝氮溶液中2 d后，體內(nèi)丙二醛濃度分別是對(duì)照組的5.5倍和6.5倍；中華絨螯蟹成體暴露于1.0 mg/l硫化物溶液中20 d后，體內(nèi)丙二醛濃度比對(duì)照組高83%。

魚類免疫防御主要依賴于抗氧化系統(tǒng)、溶菌酶、補(bǔ)體系統(tǒng)、干擾素等組成的非特異性免疫。蝦蟹在受到氨氮、亞硝氮和硫化物等有機(jī)物脅迫時(shí)，可促使機(jī)體細(xì)胞內(nèi)線粒體、微粒體和胞漿的酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)產(chǎn)生反應(yīng)，通過還原產(chǎn)生活性氧和氧自由基。超氧化物歧化酶（SOD）是一種能夠催化超氧化物通過歧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為O2和H2O2的酶，不僅能清除體內(nèi)自由基，而且在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)上具有重要作用。如果SOD等酶活力降低，活性氧和自由基在體內(nèi)大量積累，會(huì)損傷和破壞細(xì)胞生物膜系統(tǒng)，傷害機(jī)體。高水平活性氧等自由基誘發(fā)細(xì)胞膜磷脂發(fā)生氧化反應(yīng)，丙二醛是脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物之一，它是衡量機(jī)體脂質(zhì)過氧化和間接反映細(xì)胞損傷程度的重要指標(biāo)，它的高低反映了機(jī)體細(xì)胞受損傷的程度。

氨氮、亞硝氮和硫化物等有機(jī)物對(duì)蝦蟹的危害程度是隨著污染因子濃度升高及脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而加劇。

2.3 污染因子影響機(jī)體細(xì)胞結(jié)構(gòu)

2.3.1 對(duì)血細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，在氨氮和亞硝氮作用下，羅氏沼蝦各類血細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器形態(tài)和數(shù)量有明顯變化，透明細(xì)胞內(nèi)線粒體數(shù)量明顯減少而嵴數(shù)量有一定增加；半顆粒細(xì)胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體數(shù)量明顯減少；顆粒細(xì)胞與透明細(xì)胞類似，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)數(shù)量減少，儲(chǔ)泡體積膨大，分布稀疏，高電子密度顆粒數(shù)量明顯減少，線粒體數(shù)量少，體積變?。活w粒細(xì)胞酶原顆粒和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等以囊泡形式脫離細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)大量流失，導(dǎo)致整個(gè)機(jī)體免疫能力下降。

2.3.2 對(duì)肝胰腺等細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響

洪美玲等（2007）試驗(yàn)表明，用高、中、低不同濃度的NH4Cl處理中華絨螯蟹幼蟹15 d，其肝胰腺結(jié)構(gòu)發(fā)生了不同程度的改變，具體見表1。

表1 中華絨螯蟹幼蟹受不同濃度氨氮脅迫肝胰臟的結(jié)構(gòu)變化

吳中華等（1999）也在長(zhǎng)期處于氨氮、亞硝氮脅迫下的中國(guó)對(duì)蝦的試驗(yàn)中得了類似的結(jié)論。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，中國(guó)對(duì)蝦肝胰腺、胃、中腸和鰓都出現(xiàn)了不同程度的組織學(xué)變化，且機(jī)體組織的細(xì)胞損傷是不可逆轉(zhuǎn)的。肝胰腺病變嚴(yán)重，影響正常的生理功能。

3 養(yǎng)殖水環(huán)境主要污染因子對(duì)蝦蟹的安全濃度

3.1 氨氮安全質(zhì)量濃度

研究表明，羅氏沼蝦不同生長(zhǎng)期對(duì)氨氮的安全質(zhì)量濃度為溞狀幼體Ⅴ期2.04 mg/l、溞狀幼體Ⅶ期2.26 mg/l、溞狀幼體Ⅸ期2.55 mg/l。氨氮凡納濱對(duì)幼蝦（體長(zhǎng)約5 cm）和成蝦的安全質(zhì)量濃度分別為2.667 mg/l和3.55 mg/l。氨氮對(duì)中華絨鰲蟹溞狀幼體Ⅲ期、溞狀幼Ⅴ期和糠蝦幼體的安全質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、1.2 mg/l。通常情況下，在蝦蟹養(yǎng)殖的水環(huán)境中氨氮含量應(yīng)在0.6 mg/l以下。

非離子氮對(duì)羅氏沼蝦Z5、Z7和Z9的安全質(zhì)量濃度分別為0.287、0.318、0.358 mg/l。對(duì)凡納濱對(duì)蝦、斑節(jié)對(duì)蝦和中國(guó)明對(duì)蝦的幼體安全質(zhì)量濃度分別為0.16、0.104、0.097 mg/l。石俊艷等（1999）報(bào)道，非離子氮對(duì)中華絨螯蟹Z3、Z5、M和幼體的安全質(zhì)量濃度分別為 0.085、0.155、0.185、0.131 mg/l。在蝦蟹養(yǎng)殖的水環(huán)境中，非離子氮濃度應(yīng)等于或小于0.1 mg/l較為安全。

3.2 亞硝氮安全質(zhì)量濃度

在蝦蟹養(yǎng)殖的水環(huán)境中，亞硝氮應(yīng)保持在0.6 mg/l以下較為安全。臧維玲等(1996)研究指出，亞硝氮對(duì)羅氏沼蝦Z5、Z7和Z9的安全質(zhì)量濃度分別為0.64、1.38、1.68 mg/l。凡納濱對(duì)蝦（體長(zhǎng)約5 cm）的安全濃度為5.551 mg/l。對(duì)中華絨螯蟹Z3、Z5、M和幼體的安全質(zhì)量濃度為0.993、1.754、2.086、3.8 mg/l。

3.3 硫化物安全質(zhì)量濃度

硫化氫對(duì)蝦蟹的影響很大，對(duì)機(jī)體的毒性作用強(qiáng)烈。研究表明，硫化氫含量為0.1 mg/l時(shí)日本對(duì)蝦蝦體失去平衡，甚至死亡（Affonoso等，2004)，所以，日本對(duì)蝦溞狀幼體、糠蝦幼體和仔蝦硫化氫的安全質(zhì)量濃度分別0.043、0.055、0.070 5 mg/l（李建等，2007）。硫化物對(duì)中華絨螯蟹Z3、Z5與M的安全質(zhì)量濃度為 0.275、0.295、0.361 mg/l；對(duì)雌性親體的安全質(zhì)量濃度為0.31 mg/l。因此，漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB11607—89）規(guī)定，硫化氫濃度應(yīng)小于0.2 mg/l，而對(duì)蝦育苗過程中應(yīng)低于0.043 mg/l。

若要實(shí)現(xiàn)我國(guó)的水產(chǎn)養(yǎng)殖的持續(xù)發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖自身的污染是其重要的限制因素。養(yǎng)殖水體的富營(yíng)養(yǎng)化、飼料殘餌和糞便有機(jī)物積累，成為水產(chǎn)養(yǎng)殖主要的污染源。氨氮、亞硝氮和硫化氫等有毒有害物質(zhì)的高度污染，不僅使養(yǎng)殖成本升高，經(jīng)濟(jì)效率降低，也存在水產(chǎn)品質(zhì)量安全問題。所以保護(hù)環(huán)境，保證食品安全必須要解決好養(yǎng)殖水體的污染問題。首先，合理調(diào)控飼料營(yíng)養(yǎng)成分。蛋白質(zhì)是水生生物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，通過精準(zhǔn)的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控，采用理想的蛋白質(zhì)模式，在保證水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的需求量前提下，保證各種氨基酸的平衡，有效降低飼料粗蛋白質(zhì)水平，提高飼料中氮的利用率。其次，合理使用添加劑。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用較普遍的添加劑包括：誘食劑、水質(zhì)改良劑、酶制劑、氨基酸、微生態(tài)制劑和免疫增強(qiáng)劑等，添加劑的合理使用可以改善飼料的適口性，促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物攝食，降低餌料比，提高機(jī)體的抗病能力，減輕水體環(huán)境的污染程度，從而達(dá)到提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，降低生產(chǎn)成本的目的。探討?zhàn)B殖水體的污染原因并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的修復(fù)將是我們今后一項(xiàng)重要的研究工作。