海洋动物重金属含量现状与评价

海洋动物重金属含量现状论文：乳山近海六种重要经济动物重金属含量现状与评价摘要:根据2007年秋季对乳山近海海域常见且生物量较大的六种水生动物进行生物残毒分析的结果,并结合国内外有关生物残毒理论,对乳山附近海域重要渔业资源重金属含量现状进行分析与评价。结果表明,生物体内残毒量、残留量指数I和富集系数K均因不同海洋动物种类和不同重金属离子产生明显的差异。乳山近海主要生物体内残毒含量都低于最高允许残留量标准,说明该海域主要经济动物均未受到重金属离子的污染。分析结果也表明,生物体内重金属含量总体上与海水中重金属含量无显著的相关性,这可能与生物对重金属不同的富集途径有关。关键词:黄海;山东半岛;乳山;海洋动物;重金属;评价Situation and assessment on heavymetal contents in five important marineanimal species in sea area near Rushan, Shandong PeninsulaAbstract:Themarine area offRushan in the middle southern coast of Shandong Peninsula in the South Yellow Sea is an importanfishery area.Recently, alongwith the speedy economic developmentofShandongProvince, this area hasbeen facing tomore andmorimpactions from the human activities, including the pollutions ofheavymetals. In order to assess the concentration ofheavymetals inmarine animalbody, six commonmarine animal species Octopus variabilis(Mollusca),Oratosquilla oratoria(Crustacea),Portunustrituberculatus(Crustacea),Saurida elongate(Osteichthyes),Pseudosciaena polyactis(Osteichthyes),Enedrias fangi(Osteichthyes) were collected from the area by trawling fordetection of the contentof seven heavymetals (Zn, Cd, Pb, Cu, Hg, As).Thresults show that the concentrations ofheavymetals in the body of the five species did notexceed the national standard.The regressivanalysis showed that the relationshipsbetween the contents of the heavymetals in the animalbody and those in seawater from the arewere indistinct.The reason of the indistinct relationshipsmaybe because the six animals are carnivorous or saprophagousmatters, theget the heavymetals from the prey animals instead from seawater directly.Key words:Yellow Sea; Shandong Peninsula; Rushan; marine anima;l heavymeta;l assessment黄海是中国重要的海洋渔业海域之一,其丰富的自然资源和物种多样性为我国的渔业生产和生物多样性保护提供了有利的保障。乳山附近海域位于南黄海山东半岛南岸,也是重要的渔业海域。近年来由于山东地区该经济的快速发展,人类活动加剧,使得该海域环境受到的干扰日益加重,如过度捕捞、污染等都对该海域栖息的海洋生物产生明显的影响。重要渔业资源种类体内的残毒富集对于食品安全生产和人们的身体健康都产生直接或间接的影响,许多海域的水生生物体内残毒都已经接近或超过允许残留量标准14。为了对该海域重要经济渔业种类进行安全性监测,我们对该海域的六种在经济上或/和生态上较重要较常见的底栖或底层海洋动物进行了重金属含量检测,同时对该海域底层海水的重金属含量进行了测定和比较,以了解该海域渔业资源质量状况,为海域污染防控与治理和生物质量现状提供科学依据。1材料与方法1. 1样品采集在乳山附近海域设立5个拖网站,用渔业资源网(网口宽度7 m),拖网时渔船航速5. 50 km /h,每站有效拖网时间30 min。起网后将所有渔获物分拣,将目标生物样品冷冻。样品带回实验室做种类鉴定、计数、称重、测量,在此基础上,选取常见且生物量较大的种类进行生物残毒分析。乳山附近渔船基本都在该海域或附近作业,因此采集到的样品和选取的分析样品在该海区渔业市场上有代表性。最后确定的6种动物为:长蛸Octo-pus variabilis(软体动物门)、口虾蛄Oratosquilla oratoria(甲壳动物亚门)、三疣梭子蟹Portunus trituberculatus(甲壳动物亚门)、长蛇鲻Saurida elongata(硬骨鱼纲)、小黄鱼Pseudosciaena polyactis(硬骨鱼纲)、方式云鳚Enedriasfangi(硬骨鱼纲)。1Fig. 1 Sketch map of trawling stations off Rushan, southernShandong Peninsula1. 2分析方法生物残毒分析方法中重金属离子包括Zn、Cd、Pb、Cu、Hg、As。其中, Cu、Pb、Zn、Cd用原子吸收分光光度计(PE-4100ZL),采用标准为GB17378. 4-1998分析;Hg和As采用原子荧光光谱法,仪器为AF Spectrophotometer(AF-610A),检测方法采用GB 17378. 5-1998。样品的分析步骤均按海洋监测规范5和水生生物监测手册6的规定进行,严格保证质量。1. 3数据处理和评价方法由于海洋生物对重金属的富集作用和重金属不易降解的特性,重金属在生物体内的浓度远高于水体中的浓度。本文采用残留量指数I和富集系数K来评价它们的污染程度2。计算公式如下:残留量指数I=Ci/CSi;富集系数K=Ci/CEi式中:Ci为生物组织(器官、个体、种群)体内某重金属质量分数(10-6); CSi为某重金属允许残留量(10-6); CEi为受检生物所在水体中某重金属的实测浓度(10-6)。当I1时,表明未受污染;大于1时,表明存在污染,并可按I值大小,划分污染程度。K值大小表明受检生物对海水重金属的富集能力。采用Excel对各站不同生物体内重金属含量和同站海水中同种重金属含量进行相关性分析,计算出各自的相关系数r,并根据相关系数检验表查出r的临界值,与计算得到的r进行比较,判断两者是否存在显著的相关关系7。2结果与讨论2. 1海水中和生物体内重金属含量对乳山附近海域5个渔业拖网站的水体中重金属含量和六种动物进行生物残毒分析。不同种类及相同种类出现在不同站位的动物体内残毒分析结果均差别较大。其中Hg残毒分析含量最高的为出现在R1站的长蛇鲻,为0. 2210-9,最低值则低于检出限0. 00810-9。Pb残毒分析最高值出现在R1站的三疣梭子蟹,达0. 06510-6。Cu和Zn在有些种类体内含量较高,但Cu在不同种类中含量差距更大,最大值为R5站出现的口虾蛄,达2. 9710-6,比R3站出现的长蛇鲻(0. 09910-6)高30倍; Zn在各物种体内含量差距相对小,最大值为R3站的三疣梭子蟹,达4. 810-6,最低值则为R3站的口虾蛄, 1. 6810-6。Cd和As在各物种体内的差距也相对较小,Cd范围为(0. 00290. 21)10-6;As为(0. 0470. 4)10-6。2. 2残留量指数I引用海洋动物体内污染物评价标准2, 3,计算出各重金属在动物体内的残留量指数I和富集系数K见表3 (其中Hg水体测定含量AsZnCdCuPb。同一类群动物对不同重金属的I值也不相同。鱼类:HgZnAsPbCuCd;甲壳类:HgCdAsZnCuPb;软体动物:As ZnHg Cu Pb Cd。残留量指数I因不同重金属和水生动物而异。岳丽娟、史宝成(2001)调查了葫芦岛市近岸海域水生动物重金属污染的状况,发现在该海域动物体内的镉和砷的残留量指数I均大于1,超过允许残留量标准,说明海洋动物受污染较为严重2。张云丽、李爱珠(2001)综合调查了烟台市近岸海域的入海污染源及环境质量状况,发现烟台市近岸海域生物残毒与20世纪80年代相比无明显变化,基本未受重金属的污染4。本文对乳山近海6种水生动物体内残毒的残留量指数I均远远小于1,也说明该海域主要生物体内残毒含量都远低于允许残留量标准。乳山外海与葫芦岛近岸海域的水生动物体内残毒不同的原因,与不同海域污染水平有关。葫芦岛处于渤海内海,而且靠近辽河口,不但海水交换速度慢、不充分,而且受陆源污染物的影响较大,重金属经过多级食物链后富集在监测动物体内,形成较高的残留。而乳山海域处在开阔的南黄海海域,受沿岸海流的影响,海水交换快而且充分,并且附近没有大的河流,各级食物链生物受重金属污染的影响较小。2. 3富集系数K富集系数K因不同种类动物和不同重金属离子而异。三大类群动物平均对Cu、Zn、Cd的富集系数较高,而对As、Pb的富集系数较低,对Hg的富集系数最低。对不同重金属的平均富集系数顺序依次为:Cu Zn Cd As Pb Hg。同类动物对不同重金属离子富集也不同。鱼类: ZnAs Cu Cd Pb Hg;甲壳类: CuCdZnAsPbHg;软体动物: ZnCuAsCd PbHg。富集系数K也因不同动物和不同重金属离子产生明显的差异。葫芦岛近岸海域水生动物对Zn的富集能力最强,其富集系数达到295, 1262,而乳山海域三类群底栖动物对水体中Zn的其富集系数仅为312,而对Cu的富集系数最高为319,对重金属的富集系数均低于葫芦岛近岸海域的动物,这说明两海区环境中重金属含量有较为明显的差异。2. 4生物体内与海水中重金属含量的相关性分析对各站不同生物体内重金属含量和同站海水中同种重金属含量进行相关性分析。不同生物和不同金属离子的相关性均不相同,在检测的物种和所有重金属离子中,发现仅在小黄鱼体内Cu和Cd含量与海水中的浓度间有显著的相关关系(r=0.99,0.93r=0. 878),其余各物种与7种重金属离子无显著性相关关系,且有些呈现显著的负相关关系,如长蛸体内Cu的含量和海水中的含量呈显著的负相关。乳山附近海域生物体内重金属含量总体上与海水中重金属含量无显著的相关性,这可能与生物对重金属不同的富集途径有关。富集作用很大程度上是由食物链传递累积的,处于次级或更低级生物体内的重金属含量对处于食物链上层的生物体影响更为明显。由于所检测的六种海洋动物均为肉食性或腐食性动物,不直接从海水中吸收营养物质,而且它们运动和扩散能力较强,其活动范围并不局限于某一特点区域,也是导致这一结果的原因。但对某一特定海域而言,如生物活动范围局限于该区域内,则生物体内重金属含量在整体水平上应与该海域水体中重金属含量有较大的关系,这也是乳山海域生物体内重金属含量总体上低于葫芦岛市近岸海域水生动物体内重金属含量的原因。3结论(1)乳山附近海域不同动物种类及出现在不同站位的相同种类体内残毒分析结果均差别较大。(2)生物体内残毒量、残留量指数I和富集系数K均因不同海洋动物种类和不同重金属离子产生明显的差异。(3)乳山近海主要生物体内残毒含量都低于最高允许残留量标准,说明该海域主要经济动物均未受到重金属离子的污染。(4)生物体内重金属含量总体上与海水中重金属含量无显著的相关性。水生动物对重金属的富集是一个极其复杂的过程,涉及生物、生物物理和化学等诸多过程,这也为保障渔业资源的安全生产带来一些困难,但其“源”仍为海洋动物的生存环境-海水水质状况及污染情况。我们只有从“源”上采取有力措施,即污染源的预处理和达标排放,才能从根本上解决生物体内残毒累积和生物食品安全问题。参考文献:1姚野梅,金有坤.长江口水质污染及生物惨毒状况调查J.水产学报, 1995, 19(3): 280-287.2岳丽娟,史宝成.葫芦岛市近岸海域水生动物重金属污染状况的检测J.中