李乐,郭清芳,杨冰,周运涛,喻亚丽,何雅静,舒娜娜,何来英,肖革新.湖北省潜江市小龙虾中镉含量的空间自相关分析[J].中国食品卫生杂志,2018,30(2):169-172. DOi:10.13590/j.cjfh.2018.02.009
湖北省潜江市小龙虾中镉含量的空间自相关分析
(1．中国水产科学研究院 农业部水产品质量安全控制重点实验室，北京100071； 2．中国医学科学院阜外医院，北京100037； 3．贵州省分析测试研究院，贵州 贵阳550002； 4．中国水产科学研究院长江水产研究所，湖北 武汉430223； 5．湖北省潜江市水产技术推广站，湖北 潜江433100； 6．国家食品安全风险评估中心，北京100022)
收稿日期：2018-02-12
作者简介：李乐男副研究员研究方向为水产品质量安全风险评估E-mail：lil@cafs.ac.cn
通信作者：肖革新男副研究员研究方向为空间统计 E-mail：xiaogexin@cfsa.net.cn
基金项目：国家重点研发计划：基于大数据的食品社会共治体系架构研究（2017YFC1601801）；贵州省科技支撑计划（黔科合支撑［2018］2775）
摘要:目的探索分析湖北省潜江市小龙虾中镉含量的空间分布及聚集性，为优化潜江市小龙虾养殖产业提供科学依据。方法对潜江市38个采样点760份样品的检测数据进行空间可视化和空间自相关性分析。结果潜江市养殖小龙虾中镉含量偏高的地区主要分布在西北部和南部，Morans I指数为-0.04，Z得分为-0.10，P值为0.92（P＞0.05）。结论湖北省潜江市小龙虾中镉含量无空间聚集性，且小龙虾中镉含量检出值远低于国家标准限量值，表明潜江市养殖小龙虾食用安全性高，产业布局尚有调整空间。
关键词:
小龙虾； 镉； 食品污染物； 空间自相关性； 风险监测； 食品安全
文章编号：1004-8456(2018)02-0169-04
中图分类号：R155
文献标志码：A
Spatial auto-correlation analysis for cadmium content in crayfish in Qianjiang, Hubei
(1.Chinese Academy of Fishery Sciences, Beijing 100071, China; 2.Fuwai Hospital Chinese Academy of Medical Science, Beijing 100037, China; 3.Guizhou Academy of Testing and Analysis, Guizhou Guiyang 550002, China; 4.Yangzte River Fisher)
Abstract:ObjectiveThis research explored the spatial distribution and spatial auto-correlation of cadmium content level in crayfish in Qianjiang, Hubei, which aimed to provide basis for optimizing the local crayfish breeding industry. MethodsThe detection data of 760 samples at 38 sample points were analyzed by the spatial visualization and auto-correlation. ResultsThe crayfish with relative high level of cadmium source from the northwest and south part of Qianjiang, especially guanghuasi in the northwest. The Morans I was -0.04, and the Z score was -0.10 and the P value was 0.92 (P>0.05). ConclusionThe cadmium content in crayfish in Qianjiang didnt present spatial clustering. And the level was lower than the maximal residual level which indicate a favorable breeding environment in Qianjiang.
Key words:
Crayfish; cadmium; food contaminants; spatial auto-correlation; risk monitoring; food safety
近年来，食用小龙虾的消费者越来越多，小龙虾已成为我国淡水产品重要的产业之一［1］。湖北省潜江市被国家授予“中国小龙虾之乡”的称号，小龙虾产业已被打造为潜江市的龙头产业［2］。随着消费人群的增长，小龙虾的食用安全性备受关注［3］，而质量安全问题应加强源头管控。我国水体受到不同程度的重金属污染［4］，重金属可通过食物链的富集作用进入人体，对健康产生危害［5］。周立志等［6］发现小龙虾对镉（Cd）、铅、铬有较强的富集作用。王华全等［7］发现湖北省出口淡水小龙虾中Cd的检出率为80%，检测值符合GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》［8］要求。本研究对湖北省潜江市小龙虾中Cd污染状况开展全面分析，进行精确定位，对采样数据进行空间统计分析，为优化潜江市小龙虾养殖产业提供科学依据。
利用Morans I统计量方法，采用ArcGIS 10.2软件进行空间全局和局部的自相关统计分析。当I<0且P<0.05表示负相关，I>0且P<0.05表示正相关。全局自相关描述某现象在某个空间的整体分布状况，局部自相关能检验空间每个单元对于整个研究范围其空间自相关是否具有统计学意义，判断研究属性在空间高-高（H-H）、低-低（L-L）、高-低（H-L）分布。其中H-H聚集表示某区域为高值，其周围邻近区域为高值；L-L聚集表示某区域为低值，其周围邻近区域为低值；H-L聚集表示某区域为高值，其周围邻近区域为低值。
2结果
2.1湖北省潜江市小龙虾中Cd含量空间分布情况
各采样点Cd含量分级情况见图1，潜江市养殖小龙虾中Cd含量偏高的地区主要分布在西北部和南部；其次为浩口镇、后湖管理区、周矶办事处，这三个地区的两个采样点检测值相差较大；除此之外，南部的熊口镇、熊口管理区、老新镇和东北部的竹根滩镇、杨市办事处样品检测值也较高。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1研究区域概况
潜江市地处湖北省中南部江汉平原，下辖15个镇、场、办事处，1个省级经济技术开发区和6个管理区。潜江市属于亚热带季风性湿润气候，地势平坦，雨量较为充沛，是湖北地区重要的粮食、水产品生产基地。
1.1.2采样
从每个小龙虾养殖区域中随机选取2个村，每个村采取随机抽样的方法采集20份样品，每个采样点利用全球定位系统（GPS）定位，共获得19个养殖区域38个地点的小龙虾样品。详细样品采样信息见表1。
|
表1样品采样信息 Table 1Sampling information 注：N表示北纬，E表示东经 |
1.1.3主要仪器与试剂
AA240Z瓦里安原子吸收光度计（石墨炉，美国赛默飞）。硝酸（HNO3，分析纯），双氧水（H2O2，优级纯）。
1.2方法
1.2.1样品前处理和检测
所采集样品置于-20 ℃保存，经取样（脑组织）、称量（0.50 g）、微波消解（3 ml HNO3 + 2 ml H2O2）、定容（25 ml）后，采用瓦里安原子吸收光度计进行Cd含量检测［9］。若出现Cd含量的检测值低于检出限（LOD）时，结果采用1/2LOD计。
1.3统计学分析
研究现场以镇为单位，基于湖北省1∶1 000 000的2009年行政区划地图，提取潜江市行政区划数据，利用ArcGIS 10.2软件对采样点数据进行匹配处理。利用Morans I统计量方法，采用ArcGIS 10.2软件进行空间全局和局部的自相关统计分析。当I<0且P<0.05表示负相关，I>0且P<0.05表示正相关。全局自相关描述某现象在某个空间的整体分布状况，局部自相关能检验空间每个单元对于整个研究范围其空间自相关是否具有统计学意义，判断研究属性在空间高-高（H-H）、低-低（L-L）、高-低（H-L）分布。其中H-H聚集表示某区域为高值，其周围邻近区域为高值；L-L聚集表示某区域为低值，其周围邻近区域为低值；H-L聚集表示某区域为高值，其周围邻近区域为低值。
2结果
2.1湖北省潜江市小龙虾中Cd含量空间分布情况
各采样点Cd含量分级情况见图1，潜江市养殖小龙虾中Cd含量偏高的地区主要分布在西北部和南部；其次为浩口镇、后湖管理区、周矶办事处，这三个地区的两个采样点检测值相差较大；除此之外，南部的熊口镇、熊口管理区、老新镇和东北部的竹根滩镇、杨市办事处样品检测值也较高。
|
图1采样点Cd含量检测值分级 Figure 1Classification of Cd content in crayfish at sampling sites |
2.2湖北省潜江市小龙虾中Cd含量空间自相关分析
Morans I 指数为-0.04，Z得分为-0.10，P值为0.92（P＞0.05），说明各抽样点的Cd检测值之间存在微弱的空间负相关性，其分布模式与随机模式之间的差异无统计学意义，见图2。
|
图2潜江市小龙虾中Cd含量自相关性分析 Figure 2Spatial autocorrelation analysis of Cd content in crayfish in Qianjiang Cit |
3讨论
本研究表明湖北省潜江市小龙虾中Cd含量符合GB 2762—2017［8］规定的限量值（Cd≤0.5 mg/kg）。Cd含量相对偏高的地区主要分布在西北部和南部，其中西北部的广华寺办事处、后湖管理区、周矶办事处所取样品Cd检测值最高，这可能是由于广华寺办事处为主要石油开采勘探工业区，Cd可能通过两种形式污染土壤，一是工业废气中的Cd随风向四周扩散，经自然沉降，蓄积于工厂周围土壤中，二是含Cd的工业废水灌溉农田，使土壤受到Cd的污染，污染的灌溉水和土壤会对小龙虾造成不利影响，因此为了防止Cd对环境的污染，必须做好环境保护工作，严格执行Cd的环境卫生标准。另外，田关河是自西向东的主要灌溉水系，养殖区域周边未建化粪池的牲畜养殖厂（如养猪厂）所排放的粪便水可能会通过河道污染虾田水源，应积极采取清淤除污、开闸放水等措施，冲刷河道，改善水质，解决虾稻养殖水源。采样点Cd含量间存在微弱的空间负相关性，这可能是由于在样品数量较少的情况下，不能检验是否存在空间相关性，若要有效地检验是否存在空间相关性以及相关程度，需在下次采样时增加样品数量。
参考文献
［1］陆剑锋,赖年悦,成永旭.淡水小龙虾资源的综合利用及其开发价值［J］.农产品加工·学刊,2006 (10):47-52,63.
［2］吴启柏. 潜江市小龙虾发展现状及对策研究［D］.荆州：长江大学,2012.
［3］宗雯琦,甄世祺,袁宝君,等.2012—2014年江苏省小龙虾相关横纹肌溶解综合征流行病学调查分析［J］.食品安全质量检测学报,2015,6(10):4258-4261.
［4］陈明,蔡青云,徐慧,等.水体沉积物重金属污染风险评价研究进展［J］.生态环境学报,2015,24(6):1069-1074.
［5］JRUP L. Hazards of heavy metal contamination ［J］.British Medical Bulletin, 2003, 68(1): 167.
［6］周立志,陈春玲,张磊,等.三种重金属在克氏原螯虾体内的富集特征［J］.生态学杂志,2008,27(9):1498-1502.
［7］王华全,沈伊亮.湖北出口淡水小龙虾重金属污染监测与分析［J］.湖北农业科学,2014,53(9):2140-2142, 2145.
［8］中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局. 食品安全国家标准 食品中污染物限量：GB 2762—2017 ［S］.北京：中国标准出版社，2017.
［9］张晓军,汤文进,魏秀.压力消解石墨炉原子吸收法测定小龙虾中铅和镉［J］.化学工程与装备,2014(9):209-210.
［2］吴启柏. 潜江市小龙虾发展现状及对策研究［D］.荆州：长江大学,2012.
［3］宗雯琦,甄世祺,袁宝君,等.2012—2014年江苏省小龙虾相关横纹肌溶解综合征流行病学调查分析［J］.食品安全质量检测学报,2015,6(10):4258-4261.
［4］陈明,蔡青云,徐慧,等.水体沉积物重金属污染风险评价研究进展［J］.生态环境学报,2015,24(6):1069-1074.
［5］JRUP L. Hazards of heavy metal contamination ［J］.British Medical Bulletin, 2003, 68(1): 167.
［6］周立志,陈春玲,张磊,等.三种重金属在克氏原螯虾体内的富集特征［J］.生态学杂志,2008,27(9):1498-1502.
［7］王华全,沈伊亮.湖北出口淡水小龙虾重金属污染监测与分析［J］.湖北农业科学,2014,53(9):2140-2142, 2145.
［8］中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局. 食品安全国家标准 食品中污染物限量：GB 2762—2017 ［S］.北京：中国标准出版社，2017.
［9］张晓军,汤文进,魏秀.压力消解石墨炉原子吸收法测定小龙虾中铅和镉［J］.化学工程与装备,2014(9):209-210.