毛蚶對石油烴的生物富集與釋放規律研究

李永仁，張 超，梁 健，郭永軍

(天津農學院 水產科學系 天津市水產生態及養殖重點實驗室，天津 300384)

隨著海洋航運、海上石油開采的迅速發展以及陸源污染物向海洋中排放，灘涂及近岸海域石油污染日趨嚴重，影響海洋生物的繁殖和生長，破壞近岸海域生態平衡[1]，并對海產雙殼類等海洋經濟動物的食用安全產生顯著的負面影響。因此，對貝類的石油烴監測和評價廣泛開展[2-8]：蔡玉婷等[2]的研究表明，相同環境下主要海產經濟動物的石油烴含量為：貝類>甲殼類>魚類；馬繼臻等[3]評價了東海沿岸6種經濟貝類的石油烴含量：褶牡蠣(Crassostreaplicatula)>毛蚶(Scapharcasubcrenata)>四角蛤蜊(Mactraveneriformis)>文蛤(Meretrixmeretrix)>紫貽貝(Mytilusedulis)>泥蚶(Arcaganosa)。

因此，對比其他海水經濟動物，毛蚶等海產雙殼類較易富集石油烴，且影響了其經濟價值與食用安全，但針對雙殼類的石油烴富集規律的相關研究較少，主要集中在菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)與紫貽貝：薛秋紅等[9]測定了紫貽貝對石油烴的生物富集動力學參數，高萍等[10]研究了菲律賓蛤仔對石油烴的富集與釋放特征，確定了生物富集系數、吸收速率、釋放速率、排出率等基本參數，姜朝軍等[11]研究了菲律賓蛤仔對石油烴的富集規律，并以此探討養殖水體的石油安全限量。以上研究采用的研究方法主要為接觸染毒法，該法操作簡單，試驗結果穩定可靠，是研究水產動物對重金屬、石油烴等有害物質響應規律的常用方法。

毛蚶是我國重要的海產經濟貝類，分布范圍北起鴨綠江，南至廣西，萊州灣、渤海灣、遼東灣等淺水區資源尤為豐富[12]，生活在內灣淺海低潮線下至水深十多米的泥砂中，易受石油污染[3]，但尚無對蚶科動物富集石油烴的相關報道。本研究采用接觸染毒法探討毛蚶對大港原油的富集和釋放特征，旨在為毛蚶的凈化處理以及海洋石油類污染的生態風險評價提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗海水取自天津高沙嶺東部海域，經沉淀、砂濾及孔徑0.45 μm纖維膜過濾，鹽度30.2，pH 8.12±0.02，溫度(10.0±0.2) ℃。試驗用大港原油采自大港油田獨流減河北側采油點。三角瓶中加入海水5 L及大港原油50 g，磁力攪拌器攪拌24 h，靜置4 h，虹吸下層溶液作為石油類母液，棕色瓶中儲存待用。

試驗用毛蚶于2016年12月初采自天津市大神堂南部海域，洗凈后置于250 cm×150 cm×100 cm的敞口玻璃鋼箱中，箱中注滿海水，連續充氣，每日半換水一次。投喂小球藻(Chlorellavulgaris)2.0×106個/mL及新月菱形藻(Cylindrothecaclosterium)1.0×106個/mL，每日2次。暫養18 d后，選擇規格均一，活力良好的毛蚶作為試驗對象，殼長(31.1±1.2) mm。

1.2 接觸染毒試驗

取規格70 cm×46 cm×40 cm藍色敞口塑料箱6個，分別加入80 L海水，向處理組加入石油類母液，使海水石油類含量分別達到0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 mg/kg。各箱內分別放入毛蚶50只，用密封膜迅速封閉箱口，減少石油類揮發，每24 h更換等石油類含量的海水。投喂經離心凈化的小球藻2.0×106個/mL及新月菱形藻1.0×106個/mL，每日2次。及時撿出死亡毛蚶，不再補充。第0 d、10 d，每箱隨機取毛蚶10只，海水100 mL。

石油烴釋放階段，將每箱中剩余毛蚶吊養于250 cm×150 cm×100 cm的敞口玻璃鋼水槽中，充氣、換水、投喂等操作與上一步相同，釋放10 d后，每組隨機取毛蚶10只。

試驗設3個平行。

1.3 取樣及測定

采用熒光分光光度法測定海水和毛蚶的石油烴含量，操作方法依照《海洋監測規范》GB 7378—2007進行[13-14]。

1.4 數據處理

數據以SPSS22.0對組間石油烴含量進行方差分析，多重比較差異顯著性(顯著水平P<0.5)。

生物富集系數= 毛蚶石油烴含量/海水石油類濃度。

吸收速率= 富集后毛蚶石油烴含量/富集時間(d) 。

釋放速率=(富集后毛蚶石油烴含量-釋放后毛蚶石油烴含量)/釋放時間(d)。

2 試驗結果

2.1 石油烴的富集與釋放

樣本的石油烴含量見圖1，毛蚶石油烴含量與海水石油類含量呈正相關，海水石油類含量在0.4 mg/kg以下時，毛蚶石油烴含量隨海水石油類含量的提高而迅速升高，各組差異極顯著(P<0.1)；在海水石油類含量由0.8 mg/kg升至3.2 mg/kg，毛蚶石油烴含量升高減緩，其中，海水石油類含量為0.8 mg/kg與1.6 mg/kg的兩組毛蚶石油烴含量差異不顯著(P>0.5)。在海水中處理10 d后，各組毛蚶的石油烴含量均低于20 mg/kg，與富集階段的海水石油類含量呈正相關，組間差異減小，其中，0.2 mg/kg、0.4 mg/kg與0.8 mg/kg海水含量組毛蚶的石油烴含量差異不顯著(P>0.5)。

2.2 毛蚶對石油烴的吸收速率、釋放速率以及生物富集系數

毛蚶對石油烴的吸收速率與海水石油類含量的對數呈線性正相關(圖2)，回歸曲線為y=14.37+3.294logx(r2=0.9766)。毛蚶對石油烴的釋放速率與富集階段海水石油類含量的對數亦呈線性正相關，回歸曲線為y=12.86+3.139logx(r2=0.9734)。

圖1 毛蚶生物體石油烴的累積和釋放

毛蚶對石油烴的生物富集系數與海水石油類含量的回歸曲線為y=14.37+3.294logx(r2=0.9861)(圖3)，隨水體石油類含量升高，毛蚶對石油烴的生物富集系數減小，且水體石油類含量越高，生物富集系數的減小越緩慢。

3 討 論

3.1 毛蚶對石油烴的富集與釋放

本研究中，毛蚶石油烴含量最高達180 mg/kg，在相同的環境石油類含量下，菲律賓蛤仔石油烴含量未超120 mg/kg[10]，紫貽貝在石油類含量1.15 mg/kg的海水中，石油烴累積含量達到500 mg/kg以上[9]，毛蚶對石油烴的吸收速率以及平衡時的石油烴含量均高于菲律賓蛤仔而低于紫貽貝。李廈等[15]的研究表明，天津近岸海域的毛蚶受石油烴的污染程度高于扁玉螺(Neveritadidyma)、短蛸(Octopusochellatus)等其他受試種類。說明在環境水體受石油類污染后，毛蚶作為食品對消費者健康的危害可能低于紫貽貝而高于菲律賓蛤仔等大多數貝類。

圖2 毛蚶軟體石油烴積累速率與釋放速率

圖3 毛蚶軟體生物富集系數與水體石油烴的關系

菲律賓蛤仔對大港原油的生物富集系數為30.61～231.2[10]，紫貽貝對大港原油的生物富集系數為737[9]，本試驗中毛蚶對大港原油的生物富集系數為55.15～618.5，說明毛蚶對石油烴的富集能力強于菲律賓蛤仔，弱于紫貽貝。這可能與幾種貝類的生態位差異有關，紫貽貝與毛蚶生活于底質表面及淺層，直接利用鰓濾食，菲律賓蛤仔生活于底質深層，以水管吸入海水進行攝食[16]，在較高的石油類含量下，可通過入水管調節濾水量，從而降低石油烴在體內的累積。

已有研究表明，石油烴對毛蚶的24、48、72、96 h半致死含量分別是6.863、5.129、2.965、1.914 mg/kg，試驗水溫為20～22 ℃[17]，但在本研究中，3.2 mg/kg石油類含量下毛蚶的死亡率升高，但10 d內各組死亡率均低于20%，本試驗在冬季開展，水溫10 ℃。表明低溫顯著提高了毛蚶對石油類污染的耐受力。

3.2 石油烴與毛蚶品質

依照我國海洋生物質量評價標準(GB 18421—2001)對貝類石油烴含量的規定[18]，在不同環境石油類含量下，毛蚶石油烴含量的質量分析見表1。

表1 不同環境石油類含量下的毛蚶石油烴含量分析

本試驗中，對照組用水為自然海水，測定石油類含量為0.02 mg/kg，對應毛蚶石油烴含量為9.82 mg/kg，符合我國一類海洋生物質量標準，而當水體石油類含量達到0.1 mg/kg時，對應毛蚶石油烴含量為61.85 mg/kg，達到第二類海洋生物質量標準，當水體石油類含量超過0.2 mg/kg時，毛蚶富集石油烴的平衡含量均超過第三類海洋生物質量標準。另有研究表明，當毛蚶所含石油烴超過25～30 mg/kg，食用毛蚶可感知石油異味[15]，因此，當環境水體石油類含量較高時，毛蚶石油烴含量將超過石油異味閾值，消費者從味覺上難接受，經濟價值降低。

本試驗中，在水體石油類含量0.8 mg/kg以下富集石油烴的毛蚶，經10 d的釋放，其石油烴含量均符合海洋生物質量第一類標準；而在石油類含量1.6～3.2 mg/kg的水體中富集石油烴的毛蚶，經10 d的釋放，石油烴含量仍超海洋生物質量第一類標準，但低于石油異味閾值。這表明：在受石油類污染的海域，毛蚶的石油烴含量升高，品質下降，但在清潔海水中毛蚶進行凈化處理，可有效降低其石油烴含量，提高經濟價值。

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