博賀灣海域海水和生物重金屬污染特征和評價

曾珍 陳春亮 柯盛 趙子科 謝群

摘要：為減少重金屬污染和保護海洋生態環境，文章基于2014年10月博賀灣海域的調查數據，分析海水和生物的重金屬污染情況，并采用內梅羅指數和目標危險系數評價海水質量和人類食用海產品而攝入重金屬的潛在健康風險。研究結果表明：博賀灣海域海水重金屬含量總體較低，大部分符合一類海水水質標準;Pb的空間分布不均勻，高值區主要分布于蓮頭嶺附近站位，很有可能是受港口區和產業園區排污的影響;水質等級為較清潔和清潔，海水重金屬污染的整體程度較低;生物重金屬含量大部分符合一類海洋生物質量標準，生物質量總體較高，其中軟體類的重金屬含量整體較高且Pb和Cd含量較高，魚類的重金屬含量整體較低但Hg含量較高，所有生物的Cu和Zn含量均較高;各生物重金屬污染的目標危險系數均小于1，人類食用生物樣品的海產品而攝入重金屬沒有潛在健康風險。

關鍵詞：海水質量;海洋生物;陸源污染;健康風險;海洋生態環境

Abstract： To reduce heavy metal pollution and protect the marine ecological environment，the samples of heavy metals in seawater and organisms were collected in Bohe bay in October 2014.The ecological risk was assessed with the Nemerow pollution index and the target hazard quotient，respectively.The results showed that the concentration of heavy metals in seawater and organisms were at low level，most of the samples were less than the National Seawater Quality Standard of China.Because of the influence of sewage discharge from the port area and industrial park the distribution of Pb was uneven，and the high value area was mainly distributed in the stations near Liantouling.The Nemerow pollution index of the samples were at the clean or light clean level，therefore the heavy metal pollution in seawater was low.The heavy metal content of marine organisms was almost lower than the first standard of marine biological quality，and the biological quality was generally higher.Among them the contents of heavy metals in marine mollusk was at high level，especially the contents of Pb and Cd，the contents of heavy metals in fish was at low level except the Hg，and the contents of Cu and Zn were at high level in all marine organism we collected.The target hazard quotient of the captured organisms were at low level，therefore the living near the Bohe bay were relatively safe，and the human dietary exposure risk was none.

Key words：Seawater quality，Marine organism，Land-based pollution，Health risk，Marine ecologi-cal environment

0 引言

重金屬具有較強的生物毒性，且易累積、可通過食物鏈轉移和難以降解[1-2]，是海洋生態環境的重要污染物之一[3-4]。重金屬可通過多種途徑進入海洋生態環境，其中影響最大的是陸地輸入[5]。由于重金屬不易被海洋微生物降解，可吸附于懸浮顆粒并在沉積物中長期累積[6-7]，還可通過食物鏈轉移到其他生物體內，甚至威脅人類健康[8]。

博賀灣是由海島環繞的半開放型海灣，灣內有廣東省著名漁港博賀港，新建的博賀新港區內分布石化和乙烯等工業園區，周邊還有很多海水養殖基地[9-10]。近年來，博賀灣近岸海域的填海造地工程和海水養殖產業快速發展，陸源污染物中的重金屬嚴重影響海洋生態環境。本研究采用2014年10月博賀灣海域的調查數據，分析海水和生物的重金屬污染情況，并評價海水質量和人類食用海產品而攝入重金屬的潛在健康風險，為博賀灣海洋生態環境保護提供科學依據。

1 采樣站位和樣品

沿博賀灣東岸線依次設置5條斷面共21個采樣站位（圖1）。

于2014年10月采集21個表層海水（沉積物）樣品，采用拖網方式捕獲并挑選5個生物樣品，分別為勻斑裸胸鱔（魚類）、鷹爪蝦（甲殼類）以及皺肋文蛤、毛蚶和雜色蛤仔（軟體類）。采集的樣品全部按照《海洋監測規范》（GB 17378-2007）的要求進行預處理、儲存和運輸。

海水樣品主要分析銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、汞（Hg）和砷（As）7個重金屬元素，生物樣品主要分析Cu、Pb、Zn、Cd、Hg 5個重金屬元素。其中：海水樣品中的Cu、Pb、Zn、Cd和Cr以及生物樣品中的Cu、Pb、Zn和Cd，參照《海洋監測技術規程》（HY/T 147-2013），采用電感耦合等離子體質譜儀（7500Cx，Agilent）測定;海水樣品中的Hg和As 以及生物樣品中的Hg，參照《海洋監測規范》（GB 17378-2007），采用原子熒光光譜儀（SK-F，北京索坤）測定。

通過標準物質和平行樣測試，確保樣品分析的精確性和準確性。標準物質分別采用GBW（E）080040（海水樣品中的Cu、Pb、Zn、Cd和Cr）、GSBZ50016-90（海水樣品中的Hg）、GSBZ50004-88（海水樣品中的As）和GBW10050（生物樣品）。平行樣測試的相對誤差小于5%，標準物質回收率為90%～110%。

2 評價方法

2.1 內梅羅指數法

采用內梅羅指數法[11-12]評價海水重金屬污染情況，計算公式為：

當P≤0.6時，水質等級為Ⅰ（清潔）;當0.65.0時，水質等級為Ⅴ（重污染）。

2.2 目標危險系數法

采用目標危險系數法[14-15]評價人類食用海產品而攝入重金屬的潛在健康風險，計算公式為：

當HTHQ>1時，表明人類食用海產品而攝入重金屬具有潛在健康風險。

3 海水重金屬污染

博賀灣海域海水重金屬含量總體較低，除Pb有3個站位（H11、H14和H16）超過一類海水水質標準，其他均符合一類海水水質標準（表1）。

變異系數可表征重金屬空間分布的差異程度，變異系數越大，重金屬空間分布的差異越大[16]。其中，變異系數不大于0.15即輕微變異，變異系數為0.16～0.35即中等變異，變異系數不小于0.36即高度變異。由表1可以看出：Pb的空間分布差異大，即整體分布不均勻，存在高值區;而其他重金屬元素的空間分布差異較小，即整體分布較均勻，不存在高值區。Pb的空間分布主要受陸源排污、海上交通排污和大氣沉降等外來物質輸入的影響[17]，博賀新港區和蓮頭嶺附近分布有博賀新港和吉達港等港口區以及石化和乙烯等產業園區[10]，而本研究Pb的高值區主要分布于蓮頭嶺附近站位，很有可能是受港口區和產業園區排污的影響。

博賀灣海域海水重金屬污染的內梅羅指數和水質等級如圖2所示。

由圖2可以看出，12個站位的水質等級為Ⅱ（較清潔），其他站位的水質等級為Ⅰ（清潔），海水重金屬污染的整體程度較低。

4 生物重金屬污染

博賀灣海域生物重金屬含量如表2所示。

由表2可以看出，同種生物對不同重金屬元素的吸收富集以及不同生物對同種重金屬元素的吸收富集有很大差異。軟體類（尤其是毛蚶）的重金屬含量整體較高，魚類的重金屬含量整體較低。Cu和Zn含量遠高于其他重金屬元素，可能是由于Cu和Zn是海洋生物的必需微量元素，海洋生物對Cu和Zn的吸收富集能力較強[18]。

Zn、Cd和Pb含量從高到低的生物依次為軟體類、甲殼類、魚類，Cu含量從高到低的生物依次為甲殼類、軟體類、魚類，Hg含量從高到低的生物依次為魚類、軟體類、甲殼類，與張曉舉等[19]的研究結果一致。①Pb和Cd是積蓄性重金屬，易積蓄在生物體內而很難被排出[20]，底棲生物對此類重金屬的吸收富集能力通常較強[21-22];軟體類一般長期棲息于底泥環境，會一直吸收Pb和Cd[23]，因此Pb和Cd含量較高。②甲基汞是脂溶性重金屬，易被脂肪吸收，而魚類的脂肪含量通常高于甲殼類和軟體類，因此魚類更易吸收甲基汞[5，19];Hg的轉化非常緩慢且不易被排泄，可在魚類體內停留較長時間，因此含量較高。

根據《海洋生物質量》（GB 18421-2001）[24]，除毛蚶的Cd和Pb含量屬于二類，其他都屬于一類，表明生物質量總體較高。

博賀灣海域生物重金屬污染的目標危險系數如表3所示。

由表3可以看出，人類食用這些海產品而攝入重金屬沒有潛在健康風險，但毛蚶的綜合危險系數較高。

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