海洋水體重金屬污染危害及生物監測

鄒曙光 鄒琰

摘 要：水體重金屬污染會給水生動物、水生植物和人體健康帶來危害，本文通過探討用生物的敏感性對海洋水體重金屬進行監測，該方法對于水體重金屬物的監測具有精確性和靈活性特征，具有廣闊發展前景。

關鍵詞：海洋水體；重金屬；污染危害；生物監測

隨著城市化進程不斷加快和工農業迅速發展，各種固體廢棄物和廢水滲出液直接排入水中，使得水體重金屬元素含量不斷加大，環境污染問題不斷凸顯。其中重金屬具有毒性和移動性特征，逐漸成為水生生態系統中最危險物質之一。近些年來，海洋水體重金屬污染日益嚴重，不但使社會經濟遭受巨大經濟損失，還會破壞海洋生態系統平衡，嚴重威脅人體健康。因此做好海洋水體重金屬污染危害研究和監測工作具有重要現實意義。

1 海洋水體重金屬污染危害

重金屬污染是全球性環境問題，人類活動使得環境中重金屬含量超標，造成環境質量惡化。各種工業廢水和固體廢棄物滲出液直接排放到海洋、湖泊、河流等水體中，會導致水體中的重金屬含量增加。受到重金屬污染水體，顏色和氣溫與正常水體無異，很難引起人們注意，易引發重金屬污染事故。海洋水體重金屬污染對水生動物、水生植物及人體均會產生不同程度危害，應引起相關部門重視。

（1） 對水生動物危害。

若海洋水體中存在大量重金屬污染物，會對水生動物生理代謝和正常生長發育造成危害。如重金屬物銅、鋅、錳等會影響海洋中魚類性別、身長。另外，海洋水體重金屬超標也會對水生動物遺傳表達產生影響，例如鯉魚和羅非魚蛋白基因表達會發生變化。

（2） 對水生植物危害。

藻類不僅是海洋水體中其它浮游動物的氧氣和食物來源，在水生食物鏈和水生系統中也發揮著重要作用。研究表明，鋅等重金屬會對羊角月牙藻的蛋白質含量和ATP水平產生影響；銅、錳、新等會抑制月形藻、蛋白核小球藻內毒性，不同金屬離子在藻細胞中會表現出不同親和性。

（3） 對人體健康危害。

海洋水體重金屬污染對人體危害主要表現為：其一是人類直接飲用被重金屬污染的水體，危害人體健康；另外是利用對水產品和農產品污染，通過食物鏈來危害人體健康，同時會造成土壤二次污染。重金屬對人體化學酶活性有抑制作用，造成細胞質中毒，危害人類神經系統。海洋水體重金屬還會使人體組織中毒，危害人體肝、腎功能等。

2 海洋水體重金屬污染的生物監測

（1） 水藻類。

海洋水體遭受重金屬污染，水體理化性質、水體植物種類、數量及特征均會發生變化，甚至中毒。通過分析水生植物組成變化、生化反應、毒素積累等特點，可準確判斷水體污染性質和程度，如海帶被用來監測海洋水體重金屬物。由于海帶長期生長在水中，可以直接接觸重金屬，其體內會有重金屬物積累，通過對海帶抽樣測定，不僅可獲取水體重金屬污染情況，極易推測出其富集的潛在影響，海帶生長時間長短可反映出水體重金屬污染變化。

（2） 浮游動物。

浮游動物對環境變化表現敏感，能積累和代謝一定污染物。相關研究表明，浮游動物組成、數量變化、種類及生物量分布，通過綜合生物污染指數和生物多樣性指數，可以對水體污染程度評價。如污染程度輕及清潔河段內的蜉蚴、石蠶數量較多，重金屬污染水體主要棲息生物有石蠶和搖蚊蟲，污染輕和清潔水體石蠶、扁蜉數量較多，而清潔水體中以長角石蠶為主。美、法、英等國使用牡蠣和貽貝作為指示生物對海洋水體監測；香港附近水體重金屬污染生物監測主要選取釉蠔、翡翠貽貝、蚌等浮游生物，這類生物生存范圍較廣、可有效富集重金屬，再加上是重要海產品，不僅可以作為水體重金屬生物監測指示生物，還能推測對消費者潛在影響?，F階段，因水體污染造成魚類大量死亡現象下降，說明水體重金屬污染情況得到有效遏制。

（3） 微生物監測。

生物種群數量可以表征重金屬污染特征，通過觀測微生物群落結構和功能等各種參數預測水體質量的變化。同時，微生物群落也在室內毒性試驗中得到廣泛應用，可有效預防廢水和重金屬對水體微生物的毒性，另外也可以用水體重金屬監測，也就是發光細菌法，發光細菌屬非致病菌，在正常生理條件下可以發出400納米的藍綠可見光，表征了細菌新陳代謝過程，對細胞呼吸、生長等生理過程產生干擾或破壞的有毒物質都可以通過發光變化測定，監測水體重金屬污染。

3 海洋水體重金屬污染的防治對策

（1） 從源頭控制水體重金屬污染。

一旦重金屬污染海洋水體，會對整個海洋生態系統運行產生影響，治理水體污染也會消耗大量人力、物力和財力，應從源頭上控制水體重金屬污染，采取有針對性措施預防水體污染。首先，應加大法制建設，嚴格加強水資源管理，認真查明各種污染源，且對排污總量嚴格限制，可有效抑制水資源惡化，尤其是要對冶金部門、采礦點等嚴格控制、監督，積極督促其改善生產工藝，結合科學有效工藝流程，有效控制重金屬用量和廢水流失量。

（2） 物理法和化學法。

物理和化學方法中的離子交換法、活性炭吸附工藝、天然沸石吸附法、沉淀法、整合樹脂法等都可以處理廢水中重金屬，這些方法周期短、凈化效率高，但有一定缺點，如整合樹脂法被禁止使用在飲用水處理和食品工業中；膜技術選擇性小，需要事先處理濃度較高的廢水。同時，這些方法需投入較高經費，流程工藝多、操作不足等，有很大弊端。

（3） 生物處理法。

鑒于物理和化學方法的缺點，因此人們開始選擇簡單易行、價格低廉的生物處理法來防治水體重金屬污染。如水體中水生植物鳳眼蓮、水芹菜、香蒲等可有效吸收水體中重金屬元素，起到凈化水體作用。另外一種是濕地植物，例如印度芥菜苗中根瘤可以積聚和過濾水體中重金屬。由于生物處理法價格低廉、廣泛等特點，具有廣闊發展前景。

4 結論

水體重金屬污染具有普遍性和嚴重性特征，阻礙生態系統正常運行，同時還威脅人類身體健康，所以應做好海洋水體重金屬監測和防治。在實際監測中，生物監測法優越性突出，不僅可以監測出水體重金屬污染程度，還能推測出其富集的潛在影響。隨著生物技術不斷進步，生物監測在水體重金屬監測中應用會更加深入。

參考文獻：

[1]史志進.淺析水體重金屬污染的危害及生物監測方法[J].科技向導，2011（6）.

[2]張玲.水體重金屬污染的危害及生物監測[J].江西化工，2017（3）.

作者簡介：鄒曙光（1963），男，漢族，山東威海人，本科，工程師，從事海洋水文氣象觀測、海洋污染監測工作。