2012年天津大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水重金屬含量分析

張妍++陳麗梅++劉利華++邢克智++郭永軍++楊全

摘 要：于2012年3月至8月對(duì)大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中的Cd、Pb、Cu含量進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)5個(gè)站位海水中的Cd含量變化范圍在0.104～1.525 μg/L之間，Pb含量變化范圍在0.120～4905 μg/L之間，Cu含量在0.764～8.429 μg/L之間，3種重金屬含量符合海水Ⅰ類水質(zhì)和Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從重金屬污染指數(shù)來(lái)看，所有調(diào)查站位在2012年春季和夏季Pi平均值均小于1，范圍在0.209～0.499之間，夏季比春季稍高，說明大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)狀況良好，適合養(yǎng)殖底棲貝類。2012年春季重金屬污染指數(shù)平均值排序?yàn)椋篊d>Cu>Pb，夏季為：Cu>Cd>Pb。

關(guān)鍵詞：重金屬；大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)；水質(zhì)

渤海灣天津近海漁業(yè)水域，主要范圍為北起天津市漢沽，南至天津市大港區(qū)，具體位置為東經(jīng)117°37′-118°21′，北緯38°34′-39°11′之間，海域面積約3 300 km2[1]。渤海地理位置特殊，海水交換能力弱，加之近年來(lái)天津城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，使天津沿海的生態(tài)資源不可避免地受到人類活動(dòng)的影響。重金屬屬于不可降解污染物，海洋中的重金屬尤其是可溶態(tài)重金屬可通過生物富集作用，對(duì)海洋中的生物產(chǎn)生致死、致畸等毒害效應(yīng)，并最終通過食物鏈危害人體健康，一直以來(lái)是被重點(diǎn)關(guān)注的海洋環(huán)境污染物之一[2]。大神堂貝類保護(hù)區(qū)位于天津市漢沽區(qū)大神堂以南海域的大小砂崗及其邊緣海域，面積約35 km2，水深5 m左右，歷史上一直是扇貝、牡蠣等海洋生物的棲息場(chǎng)所，與周邊海域相比具有獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境和海洋生物資源[3]。為了恢復(fù)天津海洋生物資源，從2011起在大神堂海域開展了大規(guī)模的貝類底播增殖，本研究根據(jù)貝類不同放苗密度設(shè)置了5個(gè)站位，于2012年3月份到8月份對(duì)大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)5個(gè)站位海水中的Cu、Cd、Pb含量進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，旨在豐富大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水重金屬基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為貝類養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力保障。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查站位設(shè)置

于2012年3月份至8月份在天津大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)按貝類苗種投放密度進(jìn)行海水樣品采集，5個(gè)站位具體位置見表1。

1.2 儀器與試劑

797VA型多功能伏安極譜儀（瑞士萬(wàn)通公司），PB-10標(biāo)準(zhǔn)型pH計(jì)，海水鹽度計(jì)-VSA7，Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+標(biāo)準(zhǔn)使用溶液中間液：1.0 mg·L-1、0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、10.0 mg·L-1；HNO3（優(yōu)級(jí)純）；HCl（優(yōu)級(jí)純）。所用玻璃器皿均用稀HNO3浸泡24h以上后用純水沖洗。

1.3 試驗(yàn)方法

于2012年3月至8月進(jìn)行6個(gè)航次的調(diào)查，在大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)設(shè)置5個(gè)站位，每個(gè)站位采集3個(gè)平行樣，按海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范（GB 17378-2007）進(jìn)行樣品采集，水樣經(jīng)0.45 μm膜過濾后硝酸酸化固定，裝入聚乙烯瓶帶回實(shí)驗(yàn)室分析。海水重金屬分析參照海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范（GB 17378-2007）進(jìn)行，采用陽(yáng)極溶出伏安法對(duì)海水中Cu、Pb和Cd進(jìn)行測(cè)定。

1.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)調(diào)查海域的海水質(zhì)量采用單因子指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，其計(jì)算公式為：

Pi=Ci/Si

式中，i為污染因子，Ci為污染因子i的實(shí)測(cè)含量，Si為污染因子i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值，本研究采用國(guó)家海水Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB3097-1997）（適合水產(chǎn)養(yǎng)殖）作為標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)Pi>1，表明水質(zhì)已經(jīng)受到污染，當(dāng)Pi≤1，表明水質(zhì)未受到污染，Pi越大表明水體受污染程度越高。

2 結(jié)果與分析

2.1 大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中Cd的含量變化

圖1 2012年3-8月大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中Cd的含量變化

如圖1所示，2012年3-8月各站位海水中Cd的含量變化范圍在0.104～1.525 μg/L之間。3月份在站位5出現(xiàn)整個(gè)調(diào)查月份最小值，最大值出現(xiàn)在6月份的站位3。4月份各站位平均重金屬含量最低，平均值為0.134 μg/L，在6月份達(dá)到相對(duì)的頂峰，平均值為0.621 μg/L?？傮w來(lái)看，各站位表現(xiàn)出春季低（平均值0.19 μg/L），夏季高（平均值0.624 μg/L）的現(xiàn)象。各站位間除6月份站位3出現(xiàn)相對(duì)較高值外，其余月份各站位間重金屬含量差別不大。

2.2 大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中Pb的含量變化

圖2 2012年3-8月大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中Pb的含量變化

如圖2所示，2012年3-8月各站位海水中Pb的含量變化范圍在0.120～4.905 μg/L之間，其中3月份在站位4出現(xiàn)整個(gè)調(diào)查月份的最低值，最高值出現(xiàn)在7月份中的站位5。3月份各站位平均重金屬含量最低，平均值為0.363 μg/L，其中最小值出現(xiàn)在站位4，為0.12 μg/L。在7月份達(dá)到相對(duì)的頂峰，平均值為3.42 μg/L?？傮w來(lái)看，各站位表現(xiàn)出春季低（平均值0.209 μg/L），夏季高（平均值0.397 μg/L）的現(xiàn)象。

2.3 大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中Cu的含量變化

圖3 2012年3-8月大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中Cu的含量變化

從圖3可以看出，2012年3-8月各站位海水中Cu含量的變化范圍在0.764～8.429 μg/L之間。其中最小值出現(xiàn)在4月份的站位2，最大值出現(xiàn)在8月份的站位4。4月份各站位平均重金屬含量最低，平均值為1.772 μg/L，在8月份達(dá)到相對(duì)的頂峰，平均值為6.558 μg/L?？傮w來(lái)看，從3月到8月份，Cu含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，各站位表現(xiàn)出春季低（平均值2.473 μg/L），夏季高（平均值5.648 μg/L）的現(xiàn)象。

2.4 水質(zhì)評(píng)價(jià)及污染指數(shù)

水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照《中華人民共和國(guó)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3097-1997）。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)5個(gè)站位海水中的Cd含量除站位3在6月份符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外，其余均符合海水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。海水中的Pb含量在5個(gè)站位所有月份的調(diào)查中，Ⅰ類海水比例占40%，其中在3月份5個(gè)站位全部符合Ⅰ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；其余站位符合Ⅱ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。海水中的Cu含量春季（3-5月）全部符合Ⅰ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，夏季大部分站位符合Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（占63.3%），其余符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從重金屬污染指數(shù)分析來(lái)看，所有調(diào)查站位在2012年春季和夏季Pi平均值均小于1，范圍在0.209～0.499之間，夏季比春季稍高，說明大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)水質(zhì)狀況良好，適合養(yǎng)殖底棲貝類。2012年春季重金屬污染指數(shù)平均值排序?yàn)椋篊d>Cu>Pb，夏季為：Cu>Cd>Pb。

3 討論

3.1 大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水的Cd含量分析

毛天宇等人[4]在1996-2005年對(duì)天津近海22個(gè)監(jiān)測(cè)站位的海水Cd含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，雖然Cd含量總體上有逐年增加趨勢(shì)，但均未超過國(guó)家海水水質(zhì)Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，與張效龍等人在2010年的調(diào)查[5]結(jié)果一致，說明近年來(lái)天津海域沒有受到Cd污染的危害，其中漢沽地區(qū)海水中Cd含量與大港等地區(qū)相比較低[4]。江洪友等[6]2011年對(duì)天津近海調(diào)查表明，海水中Cd的含量平均值為0.356 μg/L，其中漢沽附近海域Cd 含量也處于較低水平，為0.235 μg/L，Cd最大值分別出現(xiàn)在塘沽和大港附近海域，這與其附近大沽排污河和南港工業(yè)區(qū)工業(yè)活動(dòng)的陸源排污有一定關(guān)系。與以上結(jié)果相比，本研究中2012年漢沽大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中Cd含量也較低，春季平均值為0.19 μg/L，夏季平均值為0.624 μg?？梢钥闯?，大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水Cd含量總體還處于較低水平，且歷年變化不大，尚未受到人類活動(dòng)的嚴(yán)重影響，能夠滿足貝類養(yǎng)殖對(duì)水質(zhì)的要求。Cd 秋季污染程度比春季略有增加，但總體上不同季節(jié)含量差別不大，與近10年對(duì)天津海域不同季節(jié)海水Cd含量的報(bào)道一致[4]。

3.2 大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水的Pb含量分析

1996-2005年對(duì)天津近海Pb含量的監(jiān)測(cè)平均值顯示，Pb含量均超過國(guó)家海水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2002-2004年連續(xù)3年全監(jiān)測(cè)區(qū)Pb含量均超過國(guó)家海水Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其含量還呈增加趨勢(shì)，其中漢沽區(qū)海水中Pb含量與天津其它海域相比處于較低水平[4]。2011年天津近海Pb含量的平均值為3.13 μg/L[6]，符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，Pb 含量最大值出現(xiàn)在大港近岸海域，為受陸源排污和圍填海工程影響較大的海域，最小值出現(xiàn)在塘沽附近海域，漢沽海域海水中Pb含量處于兩者之間。Pb是典型的與工業(yè)污染有關(guān)的元素，因此近岸海域海水的重金屬含量與沿岸污染物排放有密切關(guān)系[7]。與以上結(jié)果相比，2012年3-8月大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中Pb含量大部分符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，占5個(gè)站位調(diào)查總月份的60%。海水中的Pb在秋季污染程度比春季略有增加，但總體上不同季節(jié)含量差異不顯著。與本次調(diào)查的其他兩種金屬含量相比，大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)的Pb 含量處于較高水平，但尚未達(dá)到污染程度，處于海水養(yǎng)殖的允許范圍之內(nèi)。

3.3 大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水的Cu含量分析

1996-2005年對(duì)天津近海的水質(zhì)監(jiān)測(cè)顯示，除2000年豐水期、2004年豐水期和2005年平水期Cu含量超過國(guó)家海水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外，其余各水期Cu含量都較低，Cu污染只在個(gè)別監(jiān)測(cè)時(shí)期內(nèi)含量較高，總體上污染不嚴(yán)重[4]。Cu含量在2001-2002年間較此之前及以后有一個(gè)明顯的低谷期，可能與我國(guó)在2001年啟動(dòng)了渤海碧海行動(dòng)計(jì)劃有關(guān)，其中漢沽海域Cu含量相對(duì)天津其它海域稍高。2011年的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明天津近海Cu含量平均值為3.36 μg/L[6]，未超過Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本研究中，2012年3-8月大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)Cu含量絕大多數(shù)符合Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，少數(shù)符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，總體含量與往年相比雖有所增加，但完全滿足海水養(yǎng)殖的基本要求。與Cd 和Pb一樣，海水中的Cu在夏季污染程度比春季略有增加，但總體上不同季節(jié)含量差異不大。

3.4 大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)海水中的重金屬來(lái)源分析

大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)所在的渤海海域是中國(guó)唯一的內(nèi)海，海水自凈能力有限，更新周期長(zhǎng)[8]，加之各種人為的影響，重金屬的含量有逐年增高的趨勢(shì)。渤海灣地處的京津唐地區(qū)造紙、石油化工、制堿工業(yè)和現(xiàn)代醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，工業(yè)廢水排放是重金屬的主要來(lái)源之一。相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，2005、2007及2009年，僅大沽河排放進(jìn)入渤海灣的重金屬每年都超過30 t[9-11]，近年來(lái)天津地區(qū)加強(qiáng)了對(duì)陸源污染物排放的治理，2010年以后，陸源污染物排放量有了大幅度降低，2014年大沽河的重金屬排放量減至0.5 t[12]。除此之外，內(nèi)源性污染物的增加（如沉積物及懸浮物向海水中釋放重金屬）、大氣沉降、近海養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展也可能成為導(dǎo)致渤海灣重金屬含量增加的重要因素[13-14]。從本研究的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，大神堂貝類養(yǎng)殖區(qū)作為天津重要的漁業(yè)區(qū)域，海水中的Pb和Cu與往年相比略有增加，但總體來(lái)看，Cd、Pb和Cu三種重金屬含量均未超標(biāo)，整體水質(zhì)良好，今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)重金屬污染源的治理，以保證貝類養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

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Analysis on heavy metal contents in Shellfish Culture Area of Dashentang，Tianjin in 2012

ZHANG Yan，CHENG Limei，LIU Li-hua，XING Kezhi，GUO Yongjun，YANG quan

（Tianjin Key Laboratory of Aqua-ecology and Aquaculture，College of Fisheries，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384）

Abstract：From March to August of 2012，Analysis was made to the content of Cd，Pb and Cu of seawater in Dashentang shellfish farming areas.The results showed that in the five sampling sites Cd content were in between 0.104～1.525 μg/L，Pb in between 0.120～4.905 μg/L and Cu in between 0.764～8.429 μg/L.The water quality was conformed to GradeⅠand GradeⅡof the national water quality standard.For the heavy metal pollution index analysis：the average of Pi was less than 1 in both spring and summer in the year 2012 in all the sampling sites，ranging between 0.209 and 0.499. It is slightly higher in summer than in the spring. The water quality of Dashentang shellfish farming area is in good condition，and it is suitable for the cultural of benthic shellfish.The order of average pollution index of heavy metal in 2012 were：spring：Cd>Cu>Pb，summer：Cu>Cd>Pb.

Key words：heavy metal； shellfish culture area of Dashentang； water quality

（收稿日期：2015-11-10）