海洋主要污染物對貝類及其環境的影響

吳　雪，崔龍波

(煙臺大學生命科學學院，山東 煙臺 264005)

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海洋主要污染物對貝類及其環境的影響

吳雪，崔龍波

(煙臺大學生命科學學院，山東 煙臺 264005)

為給海水貝類健康養殖提供依據，本文總結了近年國內外的報道，從氮、磷、重金屬、石油類、有機氯農藥等海洋污染物對貝類及其環境影響進行了歸納綜述，發現由于特殊的取食方式，貝類體內的污染物含量較其它生物高，此外，同種污染物在不同種類貝類體內的積累也存在顯著差異。因此，貝類養殖區的選擇要比其他養殖區的選擇更加謹慎，另外，也可以針對不同養殖海域的具體情況因地制宜地選擇不同的養殖種類。

氮；磷；重金屬；石油類；有機氯農藥；貝類養殖

我國是水產養殖大國，海水養殖業已成為沿海經濟發展的重要產業。然而，隨著沿海經濟的迅猛發展，負面問題隨之而來，海洋污染日趨嚴重，水體富營養化、生態環境破壞、漁業資源衰退，每況愈下的養殖環境已成為制約養殖業發展的關鍵問題[1]。貝類是監測海洋環境污染的理想指示生物，首先，貝類是濾食性動物，水體污染物對其影響較大，并且大部分貝類營埋棲生活，以底泥有機碎屑為食，故其污染機率較高；其次，貝類易于采取[2]。因此，掌握海洋污染的機理及各種海洋環境因子的評價標準，控制好海洋環境才能保證貝類的質量，同時，這也是貝類養殖持續、穩定、健康發展的關鍵所在。我國近海污染物普遍以氮、磷、油類為主，局部海域以有機氯農藥、重金屬為主[3]，本文重點對氮、磷、重金屬、油類及有機氯農藥對貝類及其養殖環境的影響進行分析總結，以期為海水貝類健康養殖提供參考。

1　氮、磷對貝類及其養殖環境的影響

貝類養殖系統中氮、磷的存在形態與轉化和自然環境中有很大不同[4-6]，自然環境中氮、磷的循環主要受生物活動、化學過程和物理因子的影響[7-8]。而貝類是一種濾食性動物，具有較強的濾水能力，大規模的貝類養殖會加速環境中生物的沉降，并使水體中含氮、磷的有機顆粒加速向底質中遷移和積累，造成底質營養元素增加。毛玉澤[9]研究發現，雙殼貝類通過生物沉積作用和呼吸排泄作用對環境產生影響，主要表現為增加了環境中的氮、磷含量和耗氧。所以貝類養殖生態系統中氮、磷的累積要高于其他生態系統。

以往研究表明，氮、磷污染的程度隨季節變化明顯。過鋒等[10]在對山東膠州灣貝類養殖區域氮、磷污染現狀及動態變化的研究中發現，膠州灣氮、磷污染程度以10月份最重，8月次之，3月最輕。同樣，畢遠溥等[11]在對遼寧小窯灣貝類養殖海水環境現狀的研究中也發現，氮含量3—8月呈遞減，之后開始上升，而磷濃度普遍較低。

汪錦花等[12]研究發現，不同水產養殖底質中各種磷的存在形態差異顯著，其中貝類養殖區總磷含量最高，而灘涂養殖區有機結合態磷的含量遠高于其他養殖區。過鋒等[10]在研究中得出，活性磷可能成為膠州灣貝類養殖區浮游植物生長的主要限制因子。戴樹桂[13]在《環境化學》中指出，有些地區沉積物時而以磷吸附為主，時而以磷釋放為主，但都沒有找出其機理。所以在日后的貝類養殖水域，可重點加強對磷的定量分析，找出磷與底質之間作用的關鍵因素，從而應用到貝類養殖中去。

2　重金屬對貝類及其養殖環境的影響

隨著沿海地區經濟的迅猛發展，各種工業廢水及生活污水源源不斷排入海洋，重金屬污染日益嚴重。目前，海洋中含量最高的重金屬主要有汞(Hg)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋅(Zn)等[14]。進入水體中的重金屬，小部分隨水流遷移，并通過化學作用生成絡合物或螯合物，絕大部分被懸浮物吸附蓄積到沉積物中，沉積物中的重金屬釋放出來又容易造成二次污染，因此即使在控制好外源污染的前提下，也很難從根本上解決重金屬污染問題[15]。

貝類是濾食性動物，水體中以離子狀態或吸附在有機體、有機顆粒表面的重金屬在貝類濾食過程中很容易被攝入體內并富集[16]。陳雪昌等[17]研究表明，貝類種類對重金屬的累積存在差異，不同貝類體內重金屬含量不同，泥蚶對Cd有顯著的富集能力，而牡蠣對Cu富集能力非常強，這種不同貝類對重金屬的累積差異與貝類生活環境及攝食習性等密切相關。劉天紅等[18]認為，水體中重金屬是影響貝類體內重金屬積累的主要原因，沉積物中重金屬對貝類影響較小，這是因為貝類移動性差，無法攝入沉積物中的有機物。但王華等[19]通過同位素標記法卻發現，菲律賓蛤仔體內Pb穩定同位素206Pb/207Pb值與表層沉積物的比值相接近，表明菲律賓蛤仔體內的Pb可能主要來源于表層沉積物，這也許與菲律賓蛤仔是埋棲貝類有關。然而，研究海水和沉積物中重金屬對貝類養殖的影響同樣重要，在一定程度上，二者是一個相互作用的整體。

雨季、風向等因素對重金屬分布及含量也有一定的影響，從而間接影響到貝類養殖環境。雨季的影響在潮間帶表現得尤為明顯。經雨水沖刷，陸上徑流，陸地上的重金屬被帶入養殖區，從而使這一時期潮間帶的貝類重金屬含量相對較高。而相對來說，淺海區受其影響沒那么明顯，這是由于受潮流作用，外海水對淺海區海水起到一定的稀釋作用[20]。因此，建立淺?；蛲夂ｐB殖區可能是一種行之有效地減少重金屬污染的辦法。風向的影響相對雨季的要小，主要表現在風會導致海水順流造成海水交叉污染[21]。

牡蠣是比較理想的重金屬污染指示生物[22]。姚茹等[23]研究了海水、沉積物表層及牡蠣樣品中重金屬含量，發現水質、沉積物表層均沒有出現Cd超標，但是牡蠣體內Cd卻超標，生物富集指數高達18 846～67 000倍，表明牡蠣對重金屬富集作用明顯，也印證了牡蠣是Cd的最強凈積累者。因此，可以根據不同貝類對不同重金屬的富集作用這一特點，合理選擇養殖區域，以減少重金屬對貝類生長的影響。

3　石油烴對貝類及其養殖環境的影響

石油烴對海洋污染的危害是多方面的。首先是表層油膜降低日光輻射率，使依靠光合作用的浮游植物數量減少，一方面可能會引起食物鏈某一環節的崩潰，另一方面會引起海水溶解氧下降，導致海洋生態平衡失調[24]；其次石油類污染物影響水體中某些化學物質的濃度，進而影響海洋生物的許多習性，如尋找食物、躲避天敵、區系選擇、交尾繁殖及魚類洄游等，導致一些對油類敏感的種群減少，其余種群增加，最終影響原有生物群落結構[2，25]。

石油污染是目前我國海洋污染最為嚴重的問題之一，也是對貝類養殖危害最大的有機污染物之一。貝類對石油烴類親脂化合物的富集作用較高，并且由于自身代謝的混合氧化系統存在缺陷，其體內污染物的釋放比魚類、甲殼類動物慢得多[26]，蔡玉婷等根據2005—2007三年來福建沿海養殖生物體中石油烴的檢測數據發現，海洋養殖生物體中石油烴含量分布為：貝類>甲殼類>魚類[27]。

石油烴在貝類體內的積累有明顯種間差異。鐘碩良[28]對福建沿海6種主要貝類體石油烴總量水平的分布特征進行了探討，發現6種貝類體石油烴總量水平分布范圍在2.57～61.5mg/kg·wet之間，其中，6種養殖貝類體石油烴總量水平的種間分布為：縊蟶>僧帽牡蠣>翡翠貽貝>太平洋牡蠣>泥蚶>菲律賓蛤仔。蔡玉婷等[27]發現福建沿海養殖貝類中縊蟶石油烴含量最高，鮑含量最低。朱云海等[29]在對寧波21個灘涂貝類養殖區的研究中發現，牡蠣中石油烴含量最高，并且與其他種類差異明顯。同種貝類在不同養殖區，其體內石油烴含量差異也較大，這與其棲息場地環境受污染程度有關[30]。

海洋中石油烴含量隨季節變化明顯。喬向英等[31]通過對山東嶗山近海海域石油烴的監測，發現海水中石油烴含量水平受季節變化影響較大，9月份含量明顯高于11月份。同樣，郝林華等[32]也指出山東桑溝灣表層海水石油烴質量濃度的變化大致呈現春、夏季高，秋季偏低，冬季最低的特點。以上研究說明，季節變化對海水中石油烴含量有一定影響。此外，季節的變化還影響貝類對石油烴的積累。鐘碩良等[33]指出，不同季節的扇貝、花蛤等貝類的胃囊飽滿程度不同，包裹其濾食的藻類占其體重的比例差別很大，導致同海域不同季節貝類體內石油烴含量差異也很大。

貝類中石油烴與表層海水中石油烴含量呈顯著正相關。喬向英等[34]進行了貝類養殖與兩種暴露介質石油烴含量的線性回歸分析，發現養殖貝類與表層海水石油烴含量呈顯著正相關，相關系數為0.87，與表層沉積物石油烴含量只是有一般的正相關性，相關系數為0.37。

4　有機氯農藥對貝類及其養殖環境的影響

有機氯農藥是一種重要的有機污染物，在環境中存留時間長，難以被化學降解和生物降解，易在沉積物及生物體中積累，并通過食物鏈對人類健康產生重大危害。2001年《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》將滴滴涕(DDT)納入首批禁用持久性有機污染物行列，六六六被美國環保局確定為129種優先控制污染物之一[35]。

葉玫等[36]對福建省貝類養殖區DDT殘留水平及風險進行評估，發現表層沉積物及貝類樣品均有不同程度的污染，存在一定的潛在生態風險。朱云海等[29]通過對21個貝類養殖區的4種灘涂貝類及養殖區水樣、沉積物檢測，發現樣品中有新的有機氯農藥輸入，其可能來源是林丹及三氯殺螨醇。鐘碩良等[35]對廈門貝類養殖海域環境中有機氯農藥的積累和降解研究中發現，養殖環境中有機氯農藥大部分為長時間殘留，但有少量新污染輸入。

方杰等[37]在對浙江沿海沉積物和海洋生物中持久性有機污染物及重金屬的分析中發現，沉積物中的有機氯農藥最高值出現在長江口南支附近和杭州灣北岸，長江口北支口外海域沉積物中的含量明顯低于南支附近海域。周明瑩等[38]在對青島沿海養殖區貝類體內有機氯農藥殘留量分布和評價中得出，入?？谔庁愵愺w內農殘含量略偏高。上述研究表明，有機氯農藥主要受陸源污染的影響。

貝類對有機氯農藥具有較強的蓄積作用。方杰等[37]表明，貝類體內的有機氯農藥水平明顯高于龍頭魚和脊尾白蝦。然而，貝類對六六六和DDT的積累效率還存在差異。周明瑩等[38]發現，貝類體內六六六檢出率為60%，DDT為100%。馬繼臻等[39]研究也表明，相對于石油烴及六六六，DDT更容易在貝類體內富集。杜瑞雪等[40]在山東沿海經濟貝類中有機氯農藥含量分析及其安全性評價得出，貝類體內無六六六檢出，而DDT檢出率為35%。上述研究表明，貝類體內DDT積累率高于六六六。

國內外對近海岸和河流水體以及生物體中DDT和六六六的分布、遷移報道[41-42]較多，但是對其積累及降解方面的研究報道較少。鐘碩良等[33]發現，養殖區海水中DDT主要為好氧降解，底質中主要為厭氧降解，海水中降解產物主要為DDE，底質和貝類體中的DDT大部分已降解為DDD和DDE，海水中尚有新的DDT輸入；養殖環境中六六六(HCH)異構體降解率的高低順序存在一定差異，其在貝類養殖生態系統中的遷移、轉化過程發生了構象變化。貝類對有機氯農藥的積累有著與其他污染物相似的特征，如有機氯農藥在貝類體內的積累有明顯的種間差異。鐘碩良等[33]發現，泥蚶對多氯聯苯吸收和積累能力較強，這與其自身對有機氯農藥的吸收和排泄能力有密切的關系。周明瑩等[38]對青島養殖區的研究發現，櫛孔扇貝對有機氯農藥富集尤為顯著，殘留量最高，而雜色蛤、竹蟶農藥殘留量最低。

5　結論

有研究表明，通過種植大型植物，如江籬屬[43-45]、紫菜屬及石莼屬[46]等來降低水體中的氮、磷含量，有些海藻[47]還可以作為重金屬吸附劑。但是，人為引進植物有可能會引發其他的生態問題，此外，水體與沉積物之間存在著一定的平衡關系，單純地降低海水中的污染物并不能根本上解決問題。所以，事實上這對于海洋來說是項艱巨的工程，要通過種植大型藻類達到從根本上去除污染物的目的還需要做很多工作。

而由于貝類特殊的生活習性，導致其要比其他海洋生物更容易積累這些污染物，因此，與其他養殖區相比，貝類養殖區的選擇要更加謹慎。鑒于有些污染物主要來自于陸源污染的特點，在選擇養殖區時，可以選擇深海養殖，但是從另一方面來說，此舉會增加養殖成本。

因地制宜地選擇貝類養殖種類。對同種污染物而言，不同種類貝類對它的積累存在顯著差異；而同種貝類對不同污染物的積累也存在顯著差異。因此，可以根據養殖區污染物的種類及含量而確定相應的養殖種類。

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The effect of several main marine pollutants on shellfish aquaculture and the environment

WU Xue，CUI Longbo

(CollegeofLifeScience，YantaiUniversity，Yantai264005，China)

Inordertoprovidesomereferencesforshellfishaquacultureinthefuture，theeffectofseveralmainmarinepollutantssuchasnitrogen，phosphorus，heavymetals，petroleumhydrocarbonsandorganochlorinepesticidesontheenvironmentofshellfishaquaculturewassummarizedinthearticlesaccordingtothedomesticandforeignreports.Becauseofthespecialfeedingway，thecontentofpollutantsintheshellfishishigherthanotherorganisms，inaddition，theaccumulationofpollutantsalsoexistsignificantdifferencesindifferentkindsofshellfish.Therefore，thechoiceofshellfishcultureareasismorecautiousthanothers，inaddition，thechoiceofdifferentbreedisbasedonthespecificcircumstancesofdifferentculturearea.

nitrogen；phosphorus；heavymetals；petroleumhydrocarbons；organochlorinepesticides；shellfishaquaculture

2016-01-13

山東省現代農業產業技術體系建設專項基金(SDAIT-14)；山東省科技發展計劃項目(2014GSF117010)；煙臺大學2016年研究生科技創新基金重點項目(YDZD1611).

吳雪(1990-)，女，碩士研究生，研究方向為病害防治.Tel:18865553268.E-mail:wuxue0114@126.com

崔龍波(1962-)，男，教授，從事海洋動物細胞生物學研究.Tel：13954570581.E-mail：lbcui@163.com

S949

A

1006-5601(2016)02-0165-06

吳雪 ，崔龍波.海洋主要污染物對貝類及其環境的影響[J].漁業研究，2016，38(2)：165-170.