珠江口和大鹏湾海豚体内石油烃含量

1、珠江口和大鹏湾海豚体内石油烃含量第29卷第1期2010年2月海洋环境科学MARINEENVIRONMENTALSCIENCEVo1.29.No.1Feb.2010珠江口和大鹏湾海豚体内石油烃含量甘居利,贾晓平,林钦(中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部渔业生态环境重点开放实验室,广东省渔业生态环境重点实验室,广东广州,510300)摘要:为了积累海豚污染基础资料,保护海洋濒危动物,本文用荧光分光光度法测定了珠江口及其附近海域5头海豚(3个种)体内的总石油烃(TPHs)含量.结果表明,不同组织中TPHs含量与脂肪多少显着正相关(r=0.7460.989,P<0.02),在腹部皮

2、肤和额隆中占优势,在肝脏,心脏,肾脏,肌肉中比在肺,肠和胃组织中略高.海豚TPHs含量为鱼类,虾类的2.23.2倍,海豚脂肪可将海水中的石油烃浓缩1O1O倍.关键词:河口;海豚;石油烃;组织分布中图分类号:Q331文献标识码:A文章编号:1007-6336(2010)01-0036-05PetroleumhydrocarbonsindolphinsfromPearlRiverEstuaryandDapengBayGANJuli,JIAXiao-ping,LINQin(KeyLaboratoryofFisheryEcologyEnvironment,MinistryofAshculture;Ke

3、yLaboratoryofFisheryEcologyEnvironment,GuangdongProvince;SouthChinaSeaFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisheriesSciences,Guangzhou510300,China)Abstract:Thisstudyaimsatgettingbasicdataofdolphinpollutionandprotectingseverelydangermarineanima1.Thecontentsoftotalpetroleumhydrocarbons(TPHs)infi

4、vedolphinsweredeterminedbyfluorescencespectrophotometry.ThreespeciesofdolphinswerecollectedfromthePeRiverEstuaryandDapengBay,GuangdongProvince,China.TheTPHscontentsarepositivelyrelatedtothelipidcontentsindifferenttissues(r=0.7460.989,P<0.02).TheTPHscontentsinventralskinandforeheadcarinaweresi

5、gnifi-cantlypredominant,thoseinliver,hart,kidneyandmusclewerelittlemorethanthoseintissuesoflung,intestineandstomach.TheTPHscontentsinthedolphinsequaledfrom2.2timesto3.2timesofthoseinthemarinefishandshrimp,andfromthousandstimestotenthousandstimesofthoseintheseawater.Keywords:estuary;dolphin;oil;tissu

6、esdistribution石油的勘探,开采,加工,贮运,使用,溢油事故等都可能造成石油污染,海洋石油污染已成为全球日益突出的环境问题.石油烃包括多种有毒有害物质,可在环境中迁移或扩散,对生物和生态系统造成显见的或潜在的严重危害,被联合国环境规划署(UNEP)列为重点监控的化学污染物之一".我国连续1O多年的海洋环境监测结果表明,石油是海洋的主要污染物之一,河流人海口和城市附近海域的石油污染较严重.珠江口及其附近海域港口,锚地,航道,油库众多,溢油事故频发,还接纳珠江三角洲城市群的大量废水,外加海上油田的勘探,开采和输油管线铺设,多年来石油污染持续不断J.近岸部分海域不时出现海豚的非

7、正常死亡J.中华白海豚(Sousachinensis)属世界濒危物种,国家一级保护水生野生动物J,糙齿海豚(Stenobredanensis)与瓶鼻海豚(Tursiopstruncats)是我国二级保护水生野生动物J.国外对海豚体内有机氯农药和多氯联苯",国内报道了海水,沉积物,鱼类,虾类和贝类的石油烃"J.由于材料难得,国内对海豚的污染研究极少,仅对海豚体内的重金属和多氯联苯有初步研究,有关海豚石油污染的研究目前尚未见报道.本文报道珠江口及附近海域死亡海豚体内的石油烃,对研究河口石油污染物的环境行为,归宿和生物效应,具有宝贵的基础资料价值,对保护收稿日期:2008-02-

8、02.修订日期:2008-04.15基金项目:广东省科技兴海重大项目(A200099E01);科技部科研院所社会公益研究专项(2005DIB3J021);农业部渔业生态环境重点开放实验室开放课题(2005.10)作者简介:甘居利(1958.),男,四川省自贡市人,研究员,主要从事渔业环境及水产品质量监控与研究.第1期甘居利,等:珠江口和大鹏湾海豚体内石油烃含量37海洋濒危动物有重要意义.1材料与方法1.1样品采集与处理如图1所示,A,B,c分别表示中华白海豚,瓶鼻海豚,糙齿海豚发现地点,香港特别行政区西侧的部分海域为珠江口中华白海豚国家级自然保护区.死亡海豚被打捞上岸后,立即送冷冻厂_20C暂

9、存,然后在实验室解剖,取额隆,肌肉,腹部皮肤,心脏,肝脏,肾脏,肺,肠,胃等组织,用不锈钢剪刀剪碎混匀.测量了体重,体长,牙骨,由此推测海豚的年龄(表1),推测中华白海豚年龄的依据还图1海豚发现地点(A,B,C)Fig.1Sketchmapofsamplingsites(A,B&C)有其体表斑纹和颜色.1.2样品测定参照文献,称取15g(准确到0.01g)样品,加入6moWdm的NaOH溶液,于35cc皂化12h,用石油醚超声萃取皂化液3次,40旋转蒸发除去石油醚,萃取物用正己烷溶解并定容,用日本岛津公司RF40型荧光分光光度计,测定总石油烃(totalpetroleumhyd

10、rocarbons,TPHs)含量.以全国海洋环境监测网指定的油品作标准,20.3标准油品由国家海洋环境监测中心提供;测定结果取二次测定的算术平均值,相对偏差为3.2%4.6%,检测下限为0.2×10;当试样中标准油品加入量为0.5×10,4×10和20×10,方法回收率为86%105%.另外,参照文献用萃取.干燥称重法测定脂肪含量.2结果与分析2.1TPHs含量组织分布珠江口及其附近海域5头死亡海豚体内TPHs含量和脂肪含量测定结果见表2,从中可见,TPHs湿重含量由高至低的顺序,在中华白海豚雄性成体中为:额隆>腹部皮肤腹肌&gt

11、;肝>肺>背肌一心一肾>肠>胃,在中华白海豚雌性幼体中为:腹部皮肤腹肌>肝>心>背肌>肾>肺>肠>胃,在1号雄性少年瓶鼻海豚中为:腹部皮肤>额隆肝>腹肌>背肌一心>.肾>肺>肠>胃,在2号雄性少年瓶鼻海豚中为:腹部皮肤>额隆肝>腹肌>背肌一心>.肾一肺>肠>胃,在

12、糙齿海豚中为:腹部皮肤肝>腹肌>心>肺>肾>背肌>肠>胃.表1死亡海豚的概况Tab.1Simpledescriptionsaboutdeaddolphins从表2还可见,TPHs脂重含量由高至低的顺序,在中华白海豚雄性成体中为:肺>背肌>腹部皮肤腹肌>肠一肾肝>心>胃额隆,在中华白海豚雌性幼体中为:背肌>腹肌>肺肾>腹部皮肤>肠一心>肝>胃,在1

13、号雄性少年瓶鼻海豚中为:背肌>腹肌>肺>肠>肾一胃>肝>腹部皮肤心>额隆,在2号雄性少年瓶鼻海豚中为:背肌>肺>肠腹肌>胃>肝>肾>腹部皮肤>心>额隆,在糙齿海豚中为:背肌>腹肌>肠>肺一腹部皮肤>肾>心>肝>胃.综上所述,在珠江口及其附近海域获得的5头死亡海豚体内,TPHs含量的组织分布差

14、异比较明显,并呈现出大体相似的特点:在腹部皮肤和额隆组织中的湿重含量明显高于其它组织,肠和胃组织中的湿重含量总是比肝脏,肌肉,心脏,肺和肾组织中的湿重含量低;背肌和额隆组织中的TPHs脂重含量基本上是最低,心脏,肝脏和胃组织中的TPHs脂重含量较其它组织中的高.在TPHs湿重含量较高的腹部皮肤或额隆组织中,TPHs脂重含量反而是最低的.2.2TPHs含量个体差异根据表2数据计算,除额隆外的9种种0组织中,TPHs湿重含量平均值由高至低的顺序为:中华白海豚雄性成体(16.1×10)>中华白海豚雌性幼体(14.2×10)1号雄性少年瓶鼻海豚(14.0×1

15、0)>2号雄性少年瓶鼻海豚(13.7×10)>糙齿海豚成体(12.6×10);额隆种0组织中TPHs湿重含量平均值由高至低的顺序为:中华白海豚雄性成体(104×10)2号雄性少年瓶鼻海豚(66.7×10)>1号雄性少年瓶鼻海豚(60.5×10).中华白海豚肝,肺,肾,肌肉和腹部皮肤中TPHs湿重含量38海洋环境科学第29卷注,分别表示TPHs脂重含量,TPHs湿重含量,脂肪含量(%),"一"表示该种组织没有取到样品.明显是雄性成体高于雌性幼体,在心脏,肠和胃组织内雄0.989,显着性

16、水平均低于0.001;包括额隆在内的10种性成体与雌性幼体的差别不大.种0组织中,TPHs湿重含量与脂肪含量显着正相关,相关同样,除额隆外的9种种0组织中,TPHs脂重含量平系数为0.7460.784,显着性水平低于0.02,但相关性比均值由高至低的顺序为:2号雄性少年瓶鼻海豚(868×9种种0组织的减弱.10)>中华白海豚雄性成体(856×10)>1号雄性少年石油烃的主要成分是脂肪烃和芳香烃类化学物质,瓶鼻海豚(827×10)>中华白海豚雌性幼体(748×其具有亲脂性,容易被动物体内含脂肪的组织吸收和积10)一

17、糙齿海豚成体(740×10);额隆种0组织中累,因而海豚组织内TPHs湿重含量与脂肪含量呈正TPHs脂重含量平均值由高至低的顺序为:中华白海豚雄相关,在腹部皮肤,额隆等高脂组织内TPHs湿重含量一性成体(130×10)2号雄性少年瓶鼻海豚(81.8×般较高,在肝,肾,心,肺等内脏中次之,在其它组织中一10)>1号雄性少年瓶鼻海豚(78.5×10).TPHs脂重般较低.笔者认为:高脂组织因富含脂肪而贮存石油烃含量在中华白海豚腹部皮肤,肝,肺和肠中明显是雄性成的容量较大,相反低脂组织贮存石油烃的容量较小,当进体高于雌性幼体,在肌肉,心,肾和胃组

18、织内雄性成体与人海豚体内的石油烃总量不足以使高脂组织饱和,就可雌性幼体的差别不大(表2).能造成TPHs脂重含量在高脂组织中反而较低,在低脂组2.3TPHs湿重含量与脂肪含量的相关性织中反而较高;当TPHs脂重含量在高脂组织中低于低脂线性回归分析结果(表3)表明,背肌,腹肌,肠,肺,腹组织,推测高脂组织内石油烃可能尚未饱和,还可能继续部皮肤,肾,心,肝,胃这9种种0组织中,TPHs湿重含量富集更多的石油烃.与脂肪百分含量均显着地正相关,相关系数为0.944一表3相关分析结果Tab.3Resultsofrelationshipanalysis脂肪含量在肝脏,肾脏,心脏中约比肺,肠,胃中高1倍或以

19、上,在腹肌中大多比背肌中约高1倍,在额隆中为腹部皮肤的4.46.1倍,但是,TPHs湿重含量在肝'肾心中未比在肺肠胃中,在腹肌中未比在背肌中加倍,在额隆中仅与腹部皮肤的相差不多(表2).海豚的消化器官直接接触含石油烃的食物,但TPHs湿重含量在肠和胃组织中并不高,在肺这样的呼吸器官中也较低.这些现象用亲脂性尚不能较好地加以解释,海豚吸收,积累石油烃的机理很复杂,接触途径,生物转化或代谢作用等都会影响TPHs湿重含量的组织分布.额隆组织质地绵软,几乎被骨骼包围,基本上通过血液循环吸收进入体内的石油烃,而皮肤则除此之外,还可通过体表渗透直接吸收海水中的石油烃.海豚的眼睛较小,视力较差,其辨

20、别物体的方位,躲避危险和捕食主要靠回声定位系统,额隆就是这个系统的重要器官_】.珠江口及其附近海域曾多次发现死亡原因不明的海豚,是否与其回声定位器官富集了化学第1期甘居利,等:珠江口和大鹏湾海豚体内石油烃含量39污染物有关,这是值得重视的问题,有待进一步研究.2.4海豚对石油烃的富集根据"全国海洋污染监测网"资料,19852004年珠江口海水TPHs年平均浓度为0.044m#dm,其中2003年平均浓度为0.048mg/dm,据此和表2部分数据计算瓶鼻海豚对海水石油烃的富集倍数(动物体中的含量/栖息水体中的浓度),结果见表4.从中可见,瓶鼻海豚对1485,达到l0一1O数量

21、级,平均为508;以组织内脂肪计为163533813,达10一l0数量级,平均为15162.在大鹏湾东侧的大亚湾,鱼类和虾类对海水TPHs的富集倍数在3268之间,头足类和贝类的为68148163,这比珠江口瓶鼻海豚对对海水石油烃的富集倍数低一个数量级.如果水生动物对石油烃的富集倍数大于1O1O,则一般认为富集程度较严重,因此说珠江口瓶鼻海豚对海珠江口海水石油烃的富集倍数按湿重组织计为139一水中石油烃的富集已较严重.表4瓶鼻海豚不同组织对海水石油烃的富集倍数Tab.4TPHsenrichmentcoefficientofdifferenttissuesindolphinstoseawater

22、中华白海豚的活动范围基本上局限于近岸海域,同一种群不作远距离移动,瓶鼻海豚的活动范围相对较大,糙齿海豚分布于大西洋,印度洋,东南太平洋,以及我国南海北部海,江苏省沿海,上海,台湾省的基隆和高雄附近海域.近年我国海洋环境质量公报显示,海水石油浓度一般呈近岸高于远岸的空间分布格局,珠江口是我国沿岸石油污染相对较重的水域之一_2.因此,中华白海豚比瓶鼻海豚,糙齿海豚体内TPHs含量相对略高,同其栖息水体的石油污染程度有联系,应当引起关注.根据表2数据计算知,在两头雄性少年瓶鼻海豚除额隆外的9种种0组织中,TPHs湿重平均含量为13.85X10,约相当于珠江口海洋鱼类,虾类TPHs平均含量6.34X1

23、0,4.28X10的2.2倍,3.2倍.这初步显示,相对鱼,虾体来说,珠江口海豚对石油烃可能有生物放大作用.海豚是肉食性的海洋动物,处在海洋食物链的高端,捕食其栖息海域的鱼类,虾类动物13,19.由于不同生物对污染物的积累方式不一定相同,如能用珠江口鱼虾TPHs脂重含量分析生物放大作用就更有意义,但目前缺乏相应的数据.除我国海洋生物质量分类规定了海洋贝类TPHs含量标准外.目前国内外仍未正式颁布水生哺乳类动物,鱼类,甲壳类,头足类的TPHs污染评价标准,海豚在研究材料尤其难得,尚待积累更多的基础数据.4小结海豚体内总石油烃的组织分布差异较明显:湿重含量与脂肪多少显着正相关,在腹部皮肤和额隆中明

24、显高于其它组织,在肠和胃组织中一般比肝脏,肌肉,心脏,肺和.肾中的低;脂重含量在背肌和额隆组织中基本上是最低,在心脏,肝脏和胃组织中较其它组织中的高.海豚体内总石油烃表现出个体差异:湿重含量由高至低为中华白海豚雄性成体>中华白海豚雌性幼体一1号雄性少年瓶鼻海豚>2号雄性少年瓶鼻海豚>糙齿海豚成体,脂重含量为:2号雄性少年瓶鼻海豚>中华白海豚雄性成体>1号雄性少年瓶鼻海豚>中华白海豚雌性幼体一糙齿海豚成体.?瓶鼻海豚脂肪对海水石油烃的富集系数达10.一1O数量级,瓶鼻海豚体内总石油烃含量为鱼类,虾类的2.2倍,3

25、.2倍,初步显示出海豚对石油烃较明显的生物放大作用,对海水中石油烃有明显的生物富集作用.致谢:南海水产研究所陈涛副研究员负责海豚的生物学测定,梁沛文副研究员指导并参加海豚解剖,广东海洋大学,上海水产大学硕士研究生黄健生,刘建军采集和协助处理测定污染物的海豚样品,特致谢忱!参考文献:1王晓伟,李纯厚,沈南南.石油对海洋生物的影响J.南方水产,2006,2(2):7680.2陈尧.中国近海石油污染现状及功治J.工业安全与环保,2003,29(11):20?24.3陈桂珠,兰竹虹,邓培雁.中国湿地专题报告M.广州:中山大学出版社,2005.145-146.4孟凡信,祝茜,郭建东.中国中华白海豚的研究

26、和保护现状J.四川动物,2005,24(4):613-616.5黄健生,贾晓平,甘居利.珠江口印度洋瓶鼻海豚皮脂多氯联苯研究J.中国环境科学,2007,27(4):461-465.6YOGUIGT,CESARM,SANTOSO,eta1.Chlorinatedpesti?cidesandpolychlorinatedbiphenylsinmarinetucuxidolphins(Sotaliauviatilu)fromtheCananeiaestuary,southeasternBrazilJ.TheScienceoftheTotalEnvironment,2003,(312):67-78.7

27、MARSILIL,AGOSTINOAD,BUCALOSSID,eta1.Theoreticalmodelstoevaluatehazardduetoorganochlorinecompounds(OCs)inMediterraneanstripeddolphin(Stenellacoeruleoalba)J.Chemosphere,2004,(56):791-801.(下转第59页)第1期袁仲杰,等:海底隧道用海面积界定方法及宗海图编绘探讨59图,以便更好的反映项目用海情况.(6)补充说明2:对于采用沉管法施工的海底隧道项目,首先可以利用上述方法推算出R值,作为海底隧道的侧向保护距离.对于海底

28、隧道上方的保护,考虑到沉管法采用施工工艺等因素,无论是否大于,用海空间均应取海洋底土和水体部分(即剖面高为+h+R).同时,需禁止在隧道上方开展爆破,疏浚,钻探等用海活动.5结论与建议5.1结论(1)海底隧道建设主要采用了钻穿海底岩层的方式,与海洋水面,水体中的用海活动不发生相互干扰,因而受到人为因素影响的几率相对较小.经过筛选,海底爆破产生的振动是对海底隧道安全用海构成威胁的主要风险因素.(2)由于海底隧道结构相似,可允许爆破振动速度差别不大,所以通过对前苏联萨道夫斯基经验公式进行推导,即可算出安全爆心距.将其作为海底隧道的安全保护距离,不但可有效保护海底隧道营运的安全,还可降低对其他海洋开

29、发活动的干扰,并有效节约水面,水体等海洋空间资源.(3)海底隧道用海主要体现在对海洋底土空间资源的占用上,所以采用二维的方式进行界定,很难准确反映海底隧道的空间位置,结构等.采用宗海位置图和宗海(空间)界址图编绘的方式,更有利于项目用海情况的明刁.5.2建议(1)推荐利用爆破振动的衰减规律对海底隧道的安全保护距离取值进行界定,这样得出的安全保护距离,将能够较全面的体现海底隧道结构特点(),用海区域的地质条件(,o/),周边其它构筑物的敏感性和生态敏感性(Q)等多重因素.(2)推荐采用宗海位置图和宗海(空间)界址图的方式界定海底隧道用海.这种方法,能够较全面,灵活的反映海底隧道对海洋空间资源的利

30、用情况,有利于海域管理工作的开展.(3)海底隧道通风竖井的保护可参考上述方法界定,并编绘宗海(空间)界址图.参考文献:1国海管字2008273号,海域使用分类体系s.2国海管字2008273号,海籍调查规范s.3许海亮,张继春,郭建群,等.钻孔爆破中质点振动速度的预测公式探讨J.爆破,2003,20(3O):75-78.4GB6722-2003,爆破安全规程s.5孙钧.地下工程设计理论与实践M.上海:上海科学技术出版社,1996.274275.6卢文波.爆破地震波传播过程中衰减参数的确定J.工程爆破,1997,3(4):12-16.7JTGD70-2004,公路隧道设计规范s.8GB50218

31、4,工程岩土分级标准s.9GB503071999,地下铁道,轻轨交通岩土工程勘察规范s.10JTG286-90,水运工程爆破技术规范s11中交第二公路勘察设计研究院有限公司.大连湾海底隧道可行性研究R.武汉:中交第二公路勘察设计研究院有限公司,2008.12田庆林,李双来.洋山港航道工程水下炸礁对渔业资源的影响J.水道港口,2006,27(2):110114.13SC/T9110-2007,建设项目对海洋生物资源影响评价技术规程S.(上接第39页)8AGUILARA,BORRELLA.DDTandPCBreductioninthewest-elTlMediterraneanfrom1987to2002,asshownbylevelsinstriped