我國海島潮間帶貝類體中重金屬含量及其評價(jià)

孫元敏，馬志遠(yuǎn)，黃海萍

（國家海洋局第三海洋研究所，福建 廈門 361005）

我國海島潮間帶貝類體中重金屬含量及其評價(jià)

孫元敏*，馬志遠(yuǎn)，黃海萍

（國家海洋局第三海洋研究所，福建 廈門 361005）

以2007年5月～2008年10月我國典型海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬檢測結(jié)果為基礎(chǔ)，探討了我國海島潮間帶貝類體中重金屬（Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg）含量水平.結(jié)果表明，研究區(qū)各海島潮間帶貝類體內(nèi)以Zn、Cu較高， Pb、Cd和Cr較低， Hg最低；與上世紀(jì)九十年代初的數(shù)據(jù)比較，變化不明顯.根據(jù)《海洋生物質(zhì)量》標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)了各海島潮間帶貝類體中重金屬污染水平.分析表明各種重金屬含量均有一定程度的超標(biāo)， Zn超標(biāo)較嚴(yán)重， Cu和Cd次之，其余較輕.原因可能與陸源污染物排放和貝類對不同金屬的富集能力有關(guān).

貝類；重金屬；海島潮間帶

海島潮間帶作為海島生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是海島陸域與海域交匯處和過渡帶，陸域和海域污染物均容易在這里累積［3］.隨著海岸帶和海島開發(fā)活動(dòng)的加強(qiáng)，排入附近海域的污染物增多，對海島潮間帶生物體中重金屬含量進(jìn)行調(diào)查與分析，進(jìn)而采取有效措施控制海洋污染，保護(hù)海島生態(tài)環(huán)境，具有重大的意義.目前，國內(nèi)學(xué)者在污染較重的港口、河口、港灣進(jìn)行了大量的重金屬污染方面的研究［4-7］，針對海島潮間帶重金屬污染研究較少，歷史上最系統(tǒng)的為20世紀(jì)90年代初進(jìn)行的全國海島資源綜合調(diào)查，近20多年來一直未開展類似的大規(guī)模海洋調(diào)查，缺乏對我國海島潮間帶重金屬污染現(xiàn)狀的全面了解.本研究基于我國近海海洋綜合調(diào)查與評價(jià)專項(xiàng)所獲取的數(shù)據(jù)，選取具有代表性的海島，分析和評價(jià)我國海島潮間帶貝類體中重金屬的污染水平，以期為保護(hù)海島生態(tài)環(huán)境，制定控制污染措施等提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 采樣站位

由于我國海島眾多，本研究根據(jù)我國海島地理位置、離岸距離、成因類型等特征，選取22個(gè)典型海島進(jìn)行海島潮間帶貝類體中重金屬污染分析與評價(jià)，采樣海島分布情況見圖1.

圖1 采樣海島分布示意Fig.1 Locations of investigated islands

1.2 數(shù)據(jù)來源及測定方法

上述海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬含量數(shù)據(jù)來源于我國近海海洋綜合調(diào)查與評價(jià)專項(xiàng)國家及各省市區(qū)塊的調(diào)查數(shù)據(jù)，采樣時(shí)間為2007年5月～2008年10月.根據(jù)《我國近海海洋綜合調(diào)查與評價(jià)專項(xiàng)——海洋化學(xué)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》［8］對樣品采集的要求，各站位采集潮間帶足夠數(shù)量的貝類軟體動(dòng)物樣品，用清潔海水洗凈后放入高密度塑料袋中冷凍保存，帶回實(shí)驗(yàn)室測定.測定項(xiàng)目包括貝類體內(nèi)的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Hg，消化及測定方法見表1.每批樣品均進(jìn)行空白樣和平行雙樣檢測，標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn).

表1 海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬分析方法Table 1 Analytical methods for heavy metals in shellfish used in this study

2 結(jié)果與討論

2.1 貝類體內(nèi)重金屬的含量

本文共選取22個(gè)海島的23個(gè)站位（其中舟山島有2個(gè)站位），測定貝類共9種，各海島潮間帶貝類體中重金屬含量均值見表2.總體來講，在海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬元素含量以Zn、Cu較高，Pb、Cd、Cr較低，Hg最低.各元素分布特征如下：

Cu：研究區(qū)含量變化范圍為0.88～505.8mg/ kg （濕重，下同）.三河島潮間帶牡蠣體內(nèi)含量最高，大鹿島潮間帶毛蚶體內(nèi)含量最低，其余各站貝類體內(nèi)重金屬Cu含量均在100～101數(shù)量級（mg/kg）變化范圍內(nèi).

Hyperphosphatemia is one of the main risk factors for the development of cardiovascular pathology and mortality among patients with chronic renal failure.

Pb：研究區(qū)含量變化范圍為n.d.～7.0mg/kg.桂山島潮間帶嫁（蟲戚）體內(nèi)含量最高；含量較高的還有牛奇洲牡蠣、南澳島貽貝和舟山島菲律賓蛤仔，含量依次為2.91，2.6，1.94mg/kg；小崳山島牡蠣和特呈島棒椎螺含量最低，均未檢出；其余各站貝類體內(nèi)重金屬Pb含量均在10-2～10-1數(shù)量級（mg/kg）變化范圍內(nèi).

Zn：研究區(qū)含量變化范圍為6.82～512mg/kg.三河島潮間帶牡蠣體內(nèi)含量最高；含量較高的還有瑯岐島牡蠣、小崳山島牡蠣、朱家尖島黃口荔枝螺、舟山島菲律賓蛤仔、南澳島貽貝、江平三島牡蠣，含量依次為234.64，201.75，166，162，141，137.18mg/kg；大鹿島毛蚶體內(nèi)含量最低；其余各站貝類體內(nèi)重金屬Zn含量均在101數(shù)量級（mg/kg）范圍內(nèi).

Cd：研究區(qū)含量變化范圍為n.d.～11.31mg/kg.三河島潮間帶牡蠣體內(nèi)含量最高，特呈島棒椎螺體內(nèi)含量最低，其余各站貝類體內(nèi)重金屬Cd含量均在10-1～100數(shù)量級（mg/kg）變化范圍內(nèi).

Cr：研究區(qū)含量變化范圍為n.d.～30.5mg/kg.廟島潮間帶牡蠣體內(nèi)含量最高，朱家尖島黃口荔枝螺和特呈島棒椎螺體內(nèi)含量最低，均未檢出；其余各站貝類體內(nèi)重金屬Cr含量均在10-2～10-1數(shù)量級（mg/kg）變化范圍內(nèi).

Hg：研究區(qū)含量變化范圍為0.003～0.44mg/kg.舟山島潮間帶菲律賓蛤仔體內(nèi)含量最高；含量較高的還有舟山島縊蟶、朱家尖島黃口荔枝螺、嵊山島貽貝，含量依次為0.41，0.22，0.17mg/kg；其余各站貝類體內(nèi)重金屬Hg含量均在10-3～10-2數(shù)量級（mg/kg）變化范圍內(nèi).

研究區(qū)各海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬元素含量以Zn、Cu較高，Pb、Cd、Cr較低，Hg最低，與全國海島資源綜合調(diào)查結(jié)果相吻合［9］.這可能由于貝類對重金屬的富集能力差異引起的.Cu和Zn是維持貝類生命活動(dòng)的必需金屬元素，參與貝類生物體的重要生理代謝活動(dòng)，如Cu和Zn是許多酶系統(tǒng)的輔助因子，Cu還是海洋軟體動(dòng)物血液的重要成分，其同化速率明顯高于其它非必需金屬元素，從而導(dǎo)致貝類體內(nèi)Zn、Cu含量明顯較高［10-12］.此外，海洋生物自身的生理保護(hù)機(jī)制，使貝類對一些金屬元素具有生理排斥［13］，以及金屬元素之間的拮抗作用［14］，都是導(dǎo)致貝類體內(nèi)非必需重金屬元素較低的原因.

將本次海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬含量與全國海島資源綜合調(diào)查數(shù)據(jù)［9］（表3）進(jìn)行對比，數(shù)量級基本一致.由于兩次調(diào)查的海島選取、站位布設(shè)、采集貝類種類以及測定方法等方面存在差異［8，15］，無法進(jìn)行更加詳細(xì)的比較.

表2 各海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬含量（mg/kg）Table 2 Concentration of heavy metals in shellfish in the intertidal zone of investigated islands （mg/kg）

表3 全國海島資源綜合調(diào)查貝類體內(nèi)重金屬含量（mg/kg）Table 3 Concentrations of heavy metals in shellfish in the intertidal zone of islands in China during 1989～1992（mg/kg）

2.2 貝類體內(nèi)重金屬污染評價(jià)

以《海洋生物質(zhì)量》［16］為標(biāo)準(zhǔn)對研究區(qū)各海島潮間帶貝類體中重金屬含量進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果見表4.結(jié)果表明，研究區(qū)海島潮間帶生物體中重金屬含量普遍存在不同程度的超標(biāo).其中，三河島牡蠣和朱家尖島黃口荔枝螺污染最嚴(yán)重，其體內(nèi)Cu、Zn和Cd含量均超三類標(biāo)準(zhǔn)；舟山島菲律賓蛤仔體內(nèi)Zn和Hg含量、廟島菲律賓蛤仔體內(nèi)Cr含量、舟山島縊蟶體內(nèi)Hg含量、南澳島貽貝體內(nèi)Zn含量、桂山島嫁（蟲戚）體內(nèi)Pb含量也超三類標(biāo)準(zhǔn)，表明這些區(qū)域的海島潮間帶環(huán)境質(zhì)量存在一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).

表4 各海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬含量評價(jià)結(jié)果Table 4 Assessment results of concentrations of heavy metals in shellfish

從評價(jià)結(jié)果來看，三河島、桂山島等位于河口區(qū)的海島，以及舟山島、朱家尖島等開發(fā)強(qiáng)度大的海島，其潮間帶重金屬含量超標(biāo)較為嚴(yán)重.海洋重金屬污染物主要來源于陸源污染物排放，舟山島、朱家尖島所在的舟山群島經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，港口物流業(yè)、海洋裝備制造業(yè)、臨港石化等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，陸源污染物排放量較大，潮間帶作為島陸與海域之間的過渡區(qū)域，受到直接影響；陸地排入江河的重金屬在遷移過程中，大部分被懸浮物吸附，當(dāng)遷移到河口區(qū)時(shí)，由于鹽度和理化條件等的變化，大量懸浮物在此沉降，造成河口區(qū)海島潮間帶重金屬含量較高［17］.重金屬污染除了直接影響海洋環(huán)境外，人類食用受污染的貝類還會影響到身體健康，因此，管理部門應(yīng)加強(qiáng)海洋重金屬污染的監(jiān)測，同時(shí)加強(qiáng)對陸域排污企業(yè)的監(jiān)督管理，提高清潔生產(chǎn)能力，加大污水處理力度，嚴(yán)控重金屬污染物排放入海渠道，確保良好的海洋環(huán)境質(zhì)量和人類健康.

重金屬在生物體內(nèi)的富集，除受到所處自然環(huán)境中重金屬濃度的影響外，還受到生物自身的同化、排出等過程以及其它生理生化因子的影響，影響機(jī)制復(fù)雜［18］.因此，生物體質(zhì)量是海洋環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的重要部分，要全面評價(jià)海洋環(huán)境質(zhì)量還應(yīng)綜合海水質(zhì)量、沉積物質(zhì)量等方面的調(diào)查結(jié)果.

3 結(jié)論

3.1 研究區(qū)各海島潮間帶貝類體內(nèi)重金屬元素含量以Zn、Cu較高，Pb、Cd和Cr較低，Hg最低，與歷史數(shù)據(jù)對比變化不明顯；貝類生物對重金屬元素的吸收存在一定的選擇性和自我保護(hù)機(jī)制.

3.2 以《海洋生物質(zhì)量》為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，各種重金屬含量均有一定程度的超標(biāo)，其中Zn超標(biāo)較嚴(yán)重，Cu和Cd次之，其余較輕.

3.3 從評價(jià)結(jié)果來看，位于河口區(qū)的海島以及開發(fā)強(qiáng)度較大的海島，其潮間帶生物體質(zhì)量較差，這與大陸及海島陸源污染物排放有關(guān)，應(yīng)加強(qiáng)污染物的排放監(jiān)管.

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Contamination and assessment of heavy metals in shellfish in the intertidal zone of sea islands in China.

SUN Yuan-min*， MA Zhi-yuan， HUANG Hai-ping
（Third Institute of Oceanography， State Oceanic Administration， Xiamen 361005， China）.

China Environmental Science， 2015，35（2）：574～578

Concentrations of six heavy metals， such as Cu， Pb， Zn， Cd， Cr and Hg in shellfish were analyzed in the intertidal zone of 22 typical islands in China during 2007～2008. Zn and Cu had comparatively higher concentrations than the others， while Hg had the lowest concentration in shellfish. Comparison of the metal concentrations in this study with those obtained during 1989 and 1992 suggested that no significant changes in metal concentration occurred since 1992. In addition， the pollution level of heavy metals was assessed based on the Standards for Marine Biological Quality. The results showed that concentrations of Zn exceeded seriously the standards in some sea areas， Cu and Cd took second place，and others were the lightest. The cause may be the discharges of land based pollutant and the different accumulation ability of heavy metals in shellfish.

shellfish；heavy metal；the intertidal zone of sea island

X503

A

1000-6923（2015）02-0574-05

孫元敏（1984-），男，山東威海人，工程師，碩士，主要從事海島生態(tài)系統(tǒng)評估與恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究.發(fā)表論文5篇.

2013-06-03

國家海洋局第三海洋研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資助項(xiàng)目（海三科2014019）；國家“908”專項(xiàng)資助項(xiàng)目（908-02-04-08）

* 責(zé)任作者， 工程師， sunyuanmin@tio.org.cn