2007-2009年浙江省嵊泗赤潮監(jiān)控區(qū)表層沉積物和紫貽貝重金屬含量分析

胡益峰，蔣 紅，徐靈燕，李衛(wèi)丁

(1.國(guó)家海洋局東海分局舟山海洋工作站，浙江舟山 316104；2.中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境學(xué)院，山東青島 266033)

重金屬是具有潛在危害的重要污染物，易于沿食物鏈轉(zhuǎn)移富集，對(duì)水生生物和人體健康產(chǎn)生危害。目前我國(guó)對(duì)海洋環(huán)境中重金屬污染評(píng)價(jià)的報(bào)道很多，如江錦花等[1]對(duì)椒江口海域重金屬在沉積物和生物體中的富集進(jìn)行了研究，祝立[2]、丘耀文等[3]分別對(duì)福建平潭海壇海峽貝類(lèi)赤潮監(jiān)控區(qū)和大亞灣的海水、沉積物及生物體內(nèi)重金屬進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。

紫貽貝Mytilus elulis是該海域重要的海洋經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖生物，紫貽貝采用浮筏養(yǎng)殖，屬濾食性貝類(lèi)，由于其攝食餌料為海水中的浮游植物、原生動(dòng)物、微生物和有機(jī)碎屑等，無(wú)需進(jìn)行投餌，因此紫貽貝體內(nèi)重金屬含量可以很好地指示該海域的環(huán)境質(zhì)量狀況。

本文根據(jù)2007-2009年每年8月份監(jiān)控區(qū)表層沉積物和紫貽貝重金屬含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)沉積物和紫貽貝體中的重金屬含量進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，為了解嵊泗海域重金屬污染現(xiàn)狀，保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究區(qū)域與站位分布

嵊泗赤潮監(jiān)控區(qū)位于舟山群島的嵊泗縣枸杞島－嵊山島－綠華島海域，2003年被劃分為國(guó)家級(jí)赤潮監(jiān)控區(qū)，監(jiān)測(cè)面積達(dá)130×104km2。本研究在嵊泗赤潮監(jiān)控區(qū)共布設(shè)6個(gè)監(jiān)測(cè)站位(圖1)。

1.2 樣品采集與分析方法

2007-2009 年的8月進(jìn)行了表層沉積物采樣，并采集監(jiān)控區(qū)養(yǎng)殖的紫貽貝樣品。

對(duì)沉積物和生物體進(jìn)行 Hg、As、Pb、Cu、Cd 的含量分析。沉積物和生物樣品的采集、固定、貯存及運(yùn)輸按照《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》第3部分(GB 17378.3)[4]中的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行；沉積物和生物樣品的保存和分析分別按照《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》第5部分(GB17378.5)和《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》第6部分(GB17378.6)的規(guī)定和分析方法進(jìn)行；Hg和As用原子熒光法測(cè)定，Pb、Cu和Cd用原子吸收分光光度法測(cè)定。

1.3 評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

本文沉積物和貝類(lèi)質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分別依據(jù)《海洋沉積物質(zhì)量》[5]和《海洋生物質(zhì)量》[6]標(biāo)準(zhǔn)，沉積物和生物質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法采用污染指數(shù)法[4]，即應(yīng)用公式Pi=Ci/Csi進(jìn)行評(píng)價(jià)。式中，Pi為第i種重金屬的污染指數(shù)，Ci為第i種重金屬的實(shí)測(cè)值，Csi為第i種重金屬的標(biāo)準(zhǔn)值。Pi≦1時(shí)，符合標(biāo)準(zhǔn)，Pi>1時(shí)，含量超標(biāo)。沉積物質(zhì)量一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值 Hg 為 0.20×10-6、As為 20.0×10-6、Cu 為 35.0×10-6、Pb 為 60.0×10-6、Cd 為 0.50×10-6；貝類(lèi)質(zhì)量一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值 Hg 為 0.05×10-6、As為 1.0×10-6、Cu 為 10×10-6、Pb 為 0.1×10-6、Cd 為 0.2×10-6。

圖1 采樣站位Fig.1 Distribution of sampling stations

2 結(jié)果與討論

2.1 表層沉積物中重金屬的含量

由表 1可以看出，連續(xù) 3年，Hg、As、Cu、Pb和 Cd的年平均濃度范圍分別為(0.039 8 ～0.046)×10-6、(10.4 ～12.7)×10-6、(25.4 ～31.6)×10-6、(25.1 ～33.5)×10-6、(0.113～0.32)×10-6；2009 年沉積物 Cd 濃度升高，是前兩年的2 ～3倍，其它重金屬濃度年際變化不明顯；Cu和Pb的含量相差不大，且含量明顯高于其它3種重金屬元素，其次是As>Cd>Hg。

沉積物重金屬的污染指數(shù)大小排序?yàn)镃u>As,Pb>Cd>Hg，與濃度大小排序略有不同，重金屬的污染指數(shù)均小于1，表明沉積物質(zhì)量良好，符合國(guó)家海洋沉積物質(zhì)量一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。但Cu的污染指數(shù)較高，2009年污染指數(shù)達(dá)到了0.90，有超一類(lèi)海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的趨勢(shì)，應(yīng)引起重視，見(jiàn)表2。

表1 表層沉積物重金屬的含量(×10-6)Tab.1 Contents of heavy metals in surface sediments

表2 表層沉積物重金屬年平均污染指數(shù)Tab.2 Pollution indexes of heavy metals in surface sediment

與其它海區(qū)相比，嵊泗赤潮監(jiān)控區(qū)表層沉積物Hg的含量遠(yuǎn)低于連云港和啟東沿海，但與其它海區(qū)相比屬于較高水平；Cu、Pb和As的含量與其它海區(qū)對(duì)比處于較高水平；Cd的含量則處于中等水平，見(jiàn)表3。

表3 不同海區(qū)表層沉積物中重金屬含量比較(×10-6)Tab.3 Comparison of heavy metals contents between different regions

2.2 紫貽貝體中重金屬的含量及分析

由表4嵊泗赤潮監(jiān)控區(qū)紫貽貝重金屬監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，2008年和2009年紫貽貝Cu、Pb和Cd的含量高于2007年，有上升趨勢(shì)，應(yīng)引起重視。Hg和As的年際變化趨勢(shì)則不明顯。2007-2009年紫貽貝Hg、As、Cu 含量范圍分別為(0.015 ～0.036)×10-6、(0.45 ～0.60)×10-6、(1.5 ～4.7)×10-6，污染指數(shù)小于 1，符合海洋生物質(zhì)量一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)；Pb和Cd含量范圍分別為(0.13 ～0.92)×10-6和(0.21 ～1.8)×10-6，標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)均大于1，超海洋生物質(zhì)量一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是2008和2009年P(guān)b和Cd的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)達(dá)到了9，超標(biāo)嚴(yán)重，紫貽貝已受到重金屬Pb和Cd的污染。紫貽貝5種重金屬含量大小為Cu>Cd>Pb，As>Hg，污染指數(shù)大小排序則不同，Pb和Cd污染指數(shù)最大，其次為As和Cu，Hg污染指數(shù)最小，見(jiàn)表5。

Pb和Cd均是生物生命非必須元素，Pb在環(huán)境中的穩(wěn)定性較好，且海洋生物對(duì)Pb有濃縮作用，可形成骨骼中的Pb積累，導(dǎo)致中樞神經(jīng)癥等的慢性中毒，并且是泌尿系統(tǒng)的致癌物質(zhì)[7]。Cd是一種危害性極大的重金屬元素，生物富集能力強(qiáng)，日本學(xué)者認(rèn)為，食用含Cd的水、食物、海產(chǎn)品是造成人類(lèi)“骨痛病”的主要原因[8]。嵊泗赤潮監(jiān)控區(qū)的紫貽貝已受到Pb和Cd的污染，應(yīng)引起相關(guān)部門(mén)的重視。與魚(yú)類(lèi)相比，貝類(lèi)對(duì)重金屬具有更強(qiáng)的富集能力，因此，作為該海域重要的養(yǎng)殖種類(lèi)，紫貽貝可作為該海域的指示生物，加強(qiáng)對(duì)紫貽貝的重金屬監(jiān)測(cè)，尤其Pb和Cd含量監(jiān)測(cè)。

表4 紫貽貝重金屬含量(×10-6)Tab.4 Contents of heavy metals in Mytilus elulis

表5 紫貽貝重金屬的污染指數(shù)Tab.5 Pollution indexes of heavy metals in Mytilus elulis

3 結(jié)論

根據(jù)2007-2009年嵊泗赤潮監(jiān)控區(qū)每年8月表層沉積物和紫貽貝質(zhì)量的監(jiān)測(cè)結(jié)果，分析評(píng)價(jià)結(jié)果表明：

(1)嵊泗赤潮監(jiān)控區(qū)表層沉積物質(zhì)量良好，符合一類(lèi)沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，除Cd含量升高外，其它重金屬濃度年際變化不明顯；Cu和Pb的含量明顯高于其它3種重金屬元素，其次是As>Cd>Hg；重金屬的污染指數(shù)大小排序?yàn)镃u>As，Pb>Cd>Hg，Cu的含量有超一類(lèi)海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的趨勢(shì)，應(yīng)引起重視。

(2)紫貽貝5種重金屬含量大小為Cu>Cd>Pb，As>Hg，Hg、As、Cu含量符合一類(lèi)海洋生物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；Pb和Cd含量則超一類(lèi)海洋生物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，已受到Pb和Cd的污染，應(yīng)引起相關(guān)部門(mén)的重視，Cu、Pb和Cd含量有升高趨勢(shì)，其中，Pb和Cd可作為本地區(qū)今后貝類(lèi)生物監(jiān)測(cè)中的重點(diǎn)內(nèi)容。

[1]江錦花,江正玲,陳希方,等.椒江口海域重金屬含量分布及在沉積物和生物體中的富集[J].海洋環(huán)境科學(xué),2007,26(1):58-62.

[2]祝 立.福建平潭海壇海峽貝類(lèi)監(jiān)控區(qū)海水、沉積物及貝類(lèi)體內(nèi)重金屬的分析與評(píng)價(jià)[J].福建水產(chǎn),2004(3):60-63.

[3]丘耀文，顏 文，王肇鼎，等.大亞灣海水、沉積物和生物體中重金屬分布及其生態(tài)危害[J].熱帶海洋學(xué)報(bào),2005,24(5):69-76.

[4]徐恒振,馬永安,于 濤,等.GB 17378-2007海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[5]馬德毅,湯烈鳳,王菊英,等.GB 18668-2002海洋沉積物質(zhì)量[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

[6]王初升,黃自強(qiáng),王明俊,等,GB 18421-2001海洋生物質(zhì)量[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.

[7]徐曉達(dá),林振宏,李紹全.膠州灣的重金屬污染研究[J].海洋科學(xué),2005,29(1):48-53.

[8]崔 毅,辛福言,馬紹賽,等.乳山灣貝類(lèi)體中重金屬含量及其評(píng)價(jià)研究[J].海洋水產(chǎn)研究,1997,18(2):46-54.