湄洲灣海水、沉積物及水產(chǎn)生物體內(nèi)重金屬的分析與評(píng)價(jià)

福建省近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)站 謝麗云

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湄洲灣海水、沉積物及水產(chǎn)生物體內(nèi)重金屬的分析與評(píng)價(jià)

福建省近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)站 謝麗云

利用2011年9月福建省近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)站的環(huán)境監(jiān)測(cè)資料，分析了福建省湄洲灣海水、表層沉積物及水產(chǎn)生物體內(nèi)重金屬的含量及分布，以及水產(chǎn)生物對(duì)重金屬的富集情況。結(jié)果表明，湄洲灣海水、沉積物和水產(chǎn)生物體的重金屬含量總體較低，但海水中的Pb和表層沉積物中的Pb、Zn以及生物體中的Pb、Zn、Cu含量全部或部分超標(biāo)。

湄洲灣 海水 沉積物 水產(chǎn)生物 重金屬 評(píng)價(jià)

1 前言

湄洲灣位于福建省東海岸中部，是福建省重要的經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和環(huán)境保護(hù)區(qū)。海灣具有豐富的港口、旅游和水產(chǎn)養(yǎng)殖資源。海灣水深寬闊，是天然的深水良港，湄洲灣岸線總長(zhǎng)289km，其中10m以上天然深水岸線長(zhǎng)達(dá)30余km，水域面積516km2。湄洲灣以其獨(dú)特的地理特征使得周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展。2009年湄洲灣港口管理局籌建組辦公室正式掛牌成立。此舉旨在應(yīng)海西建設(shè)發(fā)展和對(duì)外海上直航需要，標(biāo)志著湄洲灣港口體制一體化進(jìn)入實(shí)施階段。因此，有必要進(jìn)行一次海灣重金屬環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查。本文利用2011年9月福建省近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)站的現(xiàn)場(chǎng)采樣數(shù)據(jù)，對(duì)海域海水、表層沉積物及水產(chǎn)生物體中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As含量分布進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，為今后湄洲灣海域海洋環(huán)境管理和海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)資料。

2 調(diào)查與方法

2.1 監(jiān)測(cè)時(shí)間與站位布設(shè)

2011年9月14日、21日共采樣兩次，分別在大潮期和小潮期進(jìn)行，共設(shè)20個(gè)監(jiān)測(cè)站位（見表1和圖1）。各種樣品的采集、貯運(yùn)均按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，共采集海水樣品40個(gè)，表層沉積物樣品12個(gè)，在海域附近購(gòu)集3種生物樣品（花蛤、海蟶、海蠣）。

2.2 監(jiān)測(cè)方法

樣品的預(yù)處理和分析測(cè)定方法均按《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行[1]。水樣Cu、Pb、Zn、Cd采用陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定，沉積物的Cu、Pb、Zn、Cd采用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定，生物體中的Cu、Pb、Zn采用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定，各種樣品的Hg、As采用原子熒光分光光度法測(cè)定，各種樣品的Cr采用二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定。

2.3 評(píng)價(jià)方法

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)按表2執(zhí)行，評(píng)價(jià)方法采用單因子指數(shù)法。計(jì)算海水樣品超標(biāo)率時(shí)采用一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 湄洲灣海域監(jiān)測(cè)站位表

圖1 監(jiān)測(cè)站位圖

表2 評(píng)價(jià)方法表

3 結(jié)果與討論

3.1 湄洲灣海域海水、表層沉積物、生物體內(nèi)各種重金屬的含量及分布

3.1.1海水重金屬含量、分布及評(píng)價(jià)

大小潮檢測(cè)結(jié)果表明，湄洲灣海域海水中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Cr的含量均低于《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。除鉛外，其他重金屬含量均低于《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的一類標(biāo)準(zhǔn)。但大潮期的2、3、4、5、12、15、17、18共8個(gè)測(cè)站的Pb含量出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)率為40%，最大超標(biāo)倍數(shù)為5.55倍，出現(xiàn)在15號(hào)測(cè)站，在超標(biāo)的8個(gè)測(cè)站中除15號(hào)測(cè)站海水水質(zhì)為三類海水外，其他測(cè)站均達(dá)到二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；小潮期監(jiān)測(cè)結(jié)果Pb僅1號(hào)測(cè)站出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)為1.46倍，達(dá)到二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。Pb和Zn的含量分布是近岸大于灣中心海域；Cu、Cd和As的含量分布較均勻。Hg、Cr含量均較低，都沒有檢出。

3.1.2湄洲灣表層沉積物重金屬含量、分布及評(píng)價(jià)

湄洲灣表層沉積物中各種重金屬的含量列于表5。調(diào)查結(jié)果表明，Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、Hg、As的總平均值分別為0.25、23.74、162.97、56.14、66.93、0.19、6.83mg/kg-1，除Pb、Zn外，均沒有超一類沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。各測(cè)站的Pb全部超一類標(biāo)準(zhǔn)，最大超標(biāo)倍數(shù)為1.41倍；Zn除11、17這2個(gè)測(cè)站接近一類標(biāo)準(zhǔn)，其他測(cè)站均超過一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)率為83.3%，最大超標(biāo)倍數(shù)為1.53倍；Hg有5個(gè)測(cè)站出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)率為41.7%，最大超標(biāo)倍數(shù)為1.38倍；Cu僅8號(hào)測(cè)站出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)為2.18倍。Pb、Zn、Hg、Cu最大超標(biāo)倍數(shù)站位都出現(xiàn)在8號(hào)測(cè)站。Cd、Cr、As各測(cè)站均達(dá)到一類沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。沉積物中各種重金屬含量的分布特點(diǎn)是除個(gè)別測(cè)站較高外，分布比較平均。

表3 大潮期海水檢測(cè)結(jié)果

表4 小潮期海水檢測(cè)結(jié)果

表5 沉積物重金屬檢測(cè)結(jié)果

3.1.3 湄洲灣各類水產(chǎn)生物體內(nèi)重金屬的含量

湄洲灣海域購(gòu)集的花蛤、海蟶及海蠣體內(nèi)重金屬的檢測(cè)結(jié)果列于表6。從表中可以看出，海蟶體內(nèi)重金屬的含量比較低；海蠣體內(nèi)重金屬的含量比較高，海蠣體內(nèi)的Cu是花蛤、海蟶的6～7倍；而Zn含量更高，是花蛤的15倍，是海蟶的20倍；海蠣體內(nèi)Pb含量也相對(duì)花蛤、海蟶高一些。而三種生物體Cr、Hg、As都達(dá)到海洋貝類生物體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一類標(biāo)準(zhǔn)；三種生物體Pb都超一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)分別為花蛤1.76倍、海蟶1.52倍、海蠣2.07倍；花蛤、海蟶體內(nèi)Cu達(dá)到一類標(biāo)準(zhǔn)，海蠣體內(nèi)的Cu超過一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)為2.42倍；海蟶體內(nèi)的Zn達(dá)到一類標(biāo)準(zhǔn)，花蛤體內(nèi)的Zn超一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)為1.08倍，海蠣體內(nèi)的Zn遠(yuǎn)超一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)達(dá)到16.1倍。各類生物體內(nèi)重金屬也有一定的差異，以Zn、Cu含量最高，分別是Zn>Cu>Pb>As>Hg>Cr。

表6 生物體重金屬檢測(cè)結(jié)果

3.2 各類水產(chǎn)生物對(duì)重金屬的富集狀況

海水中的各種重金屬濃度往往很低，甚至有些檢不出。但水體中的污染物質(zhì)可以通過食物鏈，被逐級(jí)濃縮在較高一級(jí)的生物體內(nèi)[6]。由生物體內(nèi)某種重金屬含量除以海水中對(duì)應(yīng)重金屬含量即得到生物體對(duì)該種重金屬的富集系數(shù)，計(jì)算結(jié)果列于表7。由表7可知，湄洲灣海水中除Pb外，各種重金屬的含量都較低，但從表7統(tǒng)計(jì)出的3種水產(chǎn)生物對(duì)重金屬的富集系數(shù)可以看出，它們對(duì)各種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，不同生物對(duì)重金屬的富集能力差別較大，其中對(duì)Zn的富集能力最強(qiáng)。3種水產(chǎn)生物中，海蠣的富集能力最強(qiáng)，尤其是對(duì)Zn和Cu，海蟶的富集能力最弱。從本次調(diào)查情況看，這種差異主要由生物主觀因素決定。因?yàn)楹Ｋ蠵b含量平均值已超一類海水標(biāo)準(zhǔn)，且沉積物的Pb含量全部超一類標(biāo)準(zhǔn)，但這三種生物對(duì)它的富集能力相對(duì)較弱。

表7 湄洲灣水產(chǎn)生物對(duì)重金屬的富集系數(shù)

4 結(jié)論

4.1 湄洲灣海域海水中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Cr的含量均低于《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。除部分站位Pb超標(biāo)外，其他重金屬含量均低于《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的一類標(biāo)準(zhǔn)。Pb和Zn的含量分布是近岸大于灣中心海域；Cu 、Cd和As的含量分布較均勻。Hg、Cr含量均較低，都沒有檢出。

4.2 湄洲灣表層沉積物中各種重金屬含量的平均值除Pb、Zn外，均沒有超一類沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。各測(cè)站的Pb全部超一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)率為100%，Zn除了2個(gè)測(cè)站沒有超標(biāo)，其他測(cè)站均超過一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)率為83.3%。沉積物中各種重金屬含量的分布特點(diǎn)是除個(gè)別測(cè)站較高外，分布比較平均。

4.3 湄洲灣海域購(gòu)集的花蛤、海蟶及海蠣體內(nèi)的Cr、Hg、As達(dá)到海洋貝類生物體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一類標(biāo)準(zhǔn)；三種生物體Pb都超一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)分別為花蛤1.76倍、海蟶1.52倍、海蠣2.07倍；花蛤、海蟶體內(nèi)Cu達(dá)到一類標(biāo)準(zhǔn)，海蠣體內(nèi)的Cu超過一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)為2.42倍；海蟶體內(nèi)的Zn達(dá)到一類標(biāo)準(zhǔn)，花蛤體內(nèi)的Zn超一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)為1.08倍，海蠣體內(nèi)的Zn遠(yuǎn)超一類標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)倍數(shù)達(dá)到16.1倍。各類生物體內(nèi)重金屬也有一定的差異，以Zn、Cu含量最高，分別是Zn>Cu>Pb>As>Hg>Cr。

4.4 從花蛤、海蟶、海蠣對(duì)重金屬的富集系數(shù)可以看出，它們對(duì)各種重金屬的富集能力均較強(qiáng)，不同生物對(duì)重金屬的富集能力差別較大，其中對(duì)Zn的富集能力最強(qiáng)。3種水產(chǎn)生物中海蠣的富集能力最強(qiáng)，尤其是對(duì)Zn和Cu，海蟶的富集能力最弱。

[1] 國(guó)家海洋局. 海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[2] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局. GB11607-1989,漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989.

[3] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局. GB3097-1997,海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

[4] 國(guó)家海洋局. GB18668-2002,海洋沉積物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[5] 國(guó)家海洋局. GB18421-2001,海洋生物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[6] 阮金山，許翠婭，羅冬連等.福建興化灣海水、沉積物及水產(chǎn)生物體內(nèi)重金屬含量分析與評(píng)價(jià)[J]. 熱帶海洋, 2000，19（1）：52-57.