石油烴污染對河蟹養(yǎng)殖的影響

關(guān)麗 趙亞玲

摘要：河蟹，又名中華絨螯蟹（Eriocheir sinensis），其肉質(zhì)鮮嫩，風(fēng)味獨(dú)特，是遼寧省的特色產(chǎn)品，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著石油工業(yè)的發(fā)展和人類活動的增多，石油污染也越來越重。石油烴是石油的主要污染物，并且其中部分化合物具有較強(qiáng)的毒性。石油烴不但會造成河蟹養(yǎng)殖水質(zhì)和底質(zhì)的污染，還會進(jìn)一步對河蟹產(chǎn)品產(chǎn)生毒性，進(jìn)而降低河蟹的品質(zhì)。本文從石油烴的組成性質(zhì)、對養(yǎng)殖環(huán)境及其河蟹產(chǎn)品的影響以及污染來源及治理做了比較全面的總結(jié)。力求引起人們重視，切斷污染來源，保護(hù)河蟹養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步提高河蟹產(chǎn)品的食用安全和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：河蟹;石油烴;養(yǎng)殖;影響

目前，人們對石油污染對海洋貝類和魚類的危害研究較多，卻很少關(guān)注蟹類養(yǎng)殖受石油烴污染的影響。課題組關(guān)麗等人對遼寧346個河蟹樣品中石油烴進(jìn)行監(jiān)測，石油烴平均含量在7.27毫克/公斤，超標(biāo)率為4.9%，個別地區(qū)河蟹樣品超標(biāo)嚴(yán)重，并伴有明顯的石油氣味（預(yù)警文章）。因此，本文在此監(jiān)測基礎(chǔ)上對河蟹養(yǎng)殖受石油烴污染的影響進(jìn)行綜述，可以全面的了解石油烴污染途徑及危害情況，對人們引起警醒，切斷污染來源，提高河蟹品質(zhì)和食用安全起到一定的助推作用。

1 石油烴對蟹類的影響

1.1 影響途徑

石油烴對蟹類的影響不僅與其自身的生活習(xí)性有關(guān)，還與其棲息環(huán)境密切相關(guān)。河蟹對石油烴的富集作用，一方面可從環(huán)境中通過吸入、體表接觸或食用等直接吸收，另一方面可由食物鏈間接吸收。河蟹依靠鰓吸收水以及水中的無機(jī)鹽類，攝食方式由早期濾食逐漸轉(zhuǎn)為捕食。河蟹多營底棲生活，食性很雜，在自然條件下以食水草、腐殖質(zhì)和底棲生物為主，而腐殖質(zhì)主要由底質(zhì)中的植物碎片、生物體經(jīng)微生物分解后的有機(jī)顆粒以及附著其上的微生物等聚集而成。水質(zhì)和底質(zhì)中的微生物會降解部分的石油類污染物，從而進(jìn)入到食物鏈蓄積在河蟹中。因此環(huán)境中水質(zhì)和底質(zhì)的石油烴的污染會直接或間接的造成河蟹體內(nèi)石油烴的蓄積。

1.2 蟹類中石油烴殘留情況

鄭關(guān)超等人對環(huán)渤海地區(qū)養(yǎng)殖水產(chǎn)品中77只螃蟹中16種多環(huán)芳烴進(jìn)行檢測，結(jié)果均值為15.80微克/公斤，高于同地區(qū)的蝦類和貝類，且主要污染來源為石油類污染。關(guān)麗等人連續(xù)四年對河蟹養(yǎng)殖產(chǎn)地環(huán)境監(jiān)測，結(jié)果顯示河蟹養(yǎng)殖水質(zhì)已經(jīng)受到石油烴的污染，受污染的水流經(jīng)河蟹養(yǎng)殖區(qū)，會對環(huán)境中的底質(zhì)、水草、水稻等產(chǎn)生污染。而逐年有高值出現(xiàn)的底質(zhì)監(jiān)測結(jié)果說明底質(zhì)的確受到水質(zhì)污染和植物的滯留作用影響，對石油烴的吸附和固著作用較為明顯。河蟹中石油烴殘留量監(jiān)測結(jié)果均值為7.27 毫克/公斤，超標(biāo)率為4.9%， 2013～2016年最高值分別是石油烴限量標(biāo)準(zhǔn)（15毫克/公斤）的1.31、1.38、1.79和2.42倍，說明個別地區(qū)樣品超標(biāo)嚴(yán)重，已經(jīng)受到石油烴的污染，并且伴有明顯的石油氣味，大大地影響了河蟹的品質(zhì)。

1.3 石油烴對蟹類的毒性情況

1.3.1 急性毒性 水中石油類污染物對水生動物的急性毒性按魚、貽貝、棘皮類動物、甲殼綱動物依次遞增。課題組石油急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，幼蟹在48小時(shí)開始出現(xiàn)死亡，石油對0.02克左右的河蟹的48小時(shí)、72小時(shí)、96小時(shí)半數(shù)致死量分別為3181、1664、1059毫克/升，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB15193.3-2003急性毒性試驗(yàn)附錄D中分級，石油對河蟹的急性毒性屬低毒性。

1.3.2 對蟹類攝食、活動及存活率的影響 石油的存在對河蟹的攝食、活力、存活率均有不良影響。石油污染地區(qū)存活的螃蟹會出現(xiàn)運(yùn)動器官衰退、挖穴能力降低、逃難反應(yīng)遲鈍、脫皮次數(shù)增加、在非交配季節(jié)展示交配色澤等異常行為。課題組實(shí)驗(yàn)表明，石油的慢性蓄積對河蟹的活動、生長具有明顯的毒害作用。石油濃度為低濃度時(shí)，河蟹并未有明顯的不良癥狀。隨著石油濃度增加和石油添加時(shí)間的延長，不良反應(yīng)出現(xiàn)，河蟹的攝食量降低，活動力減弱，存活率下降，且不良反應(yīng)與石油濃度呈正相關(guān)。

1.3.3 對酶活及基因表達(dá)影響 石油烴中多環(huán)芳烴對蟹類的影響較大，它不僅具有較強(qiáng)的致癌、致畸和致突變性，還具有免疫毒性，擾亂生物體抗氧化防御系統(tǒng)的正常功能，而且在代謝過程中產(chǎn)生的自由基會導(dǎo)致生物體內(nèi)酶失活、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化、DNA斷鏈和脂質(zhì)過氧化等一系列機(jī)體氧化損傷，并進(jìn)一步引起細(xì)胞組織器官的病理變化。有研究表明苯并（a）芘可影響三疣梭子蟹鰓、肝胰腺中各種代謝酶類及抗氧化酶等毒理學(xué)指標(biāo)并誘導(dǎo)肝臟中細(xì)胞色素P4501A1（P4501A1）、P-糖蛋白（P-gp）、熱休克蛋白70（HSP70）基因的表達(dá)。多環(huán)芳烴中屈對三疣梭子蟹具有免疫影響，對三疣梭子蟹血細(xì)胞密度（THC）、溶菌酶活力（LZM）、酸性磷酸酶活力（ACP）、堿性磷酸酶活力（AKP）、超氧化物歧化酶活力（SOD）、酚氧化酶活力（PO）這幾種免疫因子均有影響。

課題組藺翠翠等人的實(shí)驗(yàn)表明，河蟹中過氧化系統(tǒng)對石油具有較高的敏感性，河蟹中抗氧化酶活力隨石油污染物脅迫的時(shí)間和濃度發(fā)生規(guī)律性變化，石油對超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶（GST）酶活的影響規(guī)律是先升高再降低，對過氧化氫酶（CAT）的影響規(guī)律是低-高-低。許高鵬研究BaP對三疣梭子蟹解毒酶系統(tǒng)影響機(jī)制時(shí)，得出肝臟組織中7-乙氧基異吩噁唑酮-脫乙基酶（EROD）、GST活性隨時(shí)間呈先升高后降低的趨勢，SOD活性隨時(shí)間增加而增加，鰓組織中EROD、GST和SOD總體上呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢。EROD、GST和SOD隨濃度升高，誘導(dǎo)作用增強(qiáng)。

1.3.4 對鰓和肝胰腺組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其生理功能的影響 課題組研究表明，石油烴可導(dǎo)致鰓組織和細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著變化，影響鰓的滲透調(diào)節(jié)作用和主動轉(zhuǎn)運(yùn)功能，導(dǎo)致呼吸作用、能量代謝無法正常進(jìn)行。石油烴同樣可導(dǎo)致肝胰腺鰓組織和細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著變化。有毒物質(zhì)的積累會造成機(jī)體損傷，直接影響能量和物質(zhì)供應(yīng)，導(dǎo)致其生理功能紊亂，甚至還會導(dǎo)致河蟹全身性功能衰竭或死亡。

1.3.5 石油烴在河蟹中的蓄積、富集代謝及感官影響 石油烴污染嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致蟹類帶有油味，甚至將使幼蟹嚴(yán)重缺氧而死亡。美國東部海域的一次中等程度的石油污染事件的后果指出，石油污染對蟹類幸存者的損害有種種表現(xiàn)，例如動作遲緩、發(fā)育畸形、生長緩慢等，直到石油污染后的4～5年，在蟹類生物細(xì)胞組織中，仍能發(fā)現(xiàn)遺存著石油衍生物質(zhì)的痕跡，并且7年后蟹總數(shù)量還沒有恢復(fù)到以前的水平。據(jù)文獻(xiàn)顯示，蟹中的石油烴蓄積能力往往超過了同水域的魚，但低于貝類。

課題組在石油對河蟹的亞急性毒性實(shí)驗(yàn)后采集樣品進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)河蟹的外殼、鰓、肝胰腺和肌肉中均可檢出石油烴，并且蓄積量與石油添加劑量呈正相關(guān)。其中，鰓中石油蓄積量最高，其次是外殼和肝胰腺，肌肉中石油蓄積量最低。這與劉伶俐等人測定梭子蟹不同組織中石油烴含量基本趨勢一致，這種高蓄積量與蟹殼的阻隔作用、鰓的過濾作用和肝胰臟的代謝作用密切相關(guān)。

在富集實(shí)驗(yàn)中，蟹體中石油烴含量與時(shí)間呈正相關(guān)，并于8天左右達(dá)到動態(tài)平衡，生物富集系數(shù)（BCF）平均值為43.0。代謝實(shí)驗(yàn)中，通過把受石油烴污染的河蟹在潔凈環(huán)境中飼養(yǎng)一段時(shí)間，可降低石油烴污染對河蟹的毒害作用。但經(jīng)過與富集時(shí)間相同的天數(shù)后，河蟹中石油烴含量仍未能恢復(fù)到富集初期濃度，由此可見石油烴是一種難降解的污染物，一旦在河蟹體內(nèi)高濃度的蓄積，需要較長的時(shí)間進(jìn)行代謝。許高鵬等人研究BaP在三疣梭子蟹體內(nèi)富集代謝規(guī)律時(shí)，發(fā)現(xiàn)三疣梭子蟹對BaP具有明顯的富集作用，但釋放速率較慢，且隨濃度增加而減少，這與河蟹中石油烴的富集代謝結(jié)果一致。課題組用添加濃度為限量0.05毫克/升的石油類養(yǎng)殖水質(zhì)養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)蟹三周時(shí)間，蟹體內(nèi)石油烴含量在一周左右達(dá)到含量最大值2.21毫克/公斤，低于標(biāo)準(zhǔn)中對中華絨螯蟹中石油烴的限量要求，說明河蟹養(yǎng)殖用水中石油類濃度為0.05毫克/升時(shí)，可以保證河蟹產(chǎn)品的安全性。

感官實(shí)驗(yàn)中，中華絨螯蟹中石油烴異味閾值為12.09～15.07毫克/公斤，當(dāng)蟹中石油烴含量達(dá)到12.09毫克/公斤時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員已經(jīng)能夠通過蒸汽嗅出石油烴異味，影響河蟹的食用性。當(dāng)含量達(dá)到44.62毫克/公斤時(shí)石油烴異味已經(jīng)能夠被明顯分辨出來，完全不能食用。

2 石油烴污染原因分析

2.1 當(dāng)?shù)厥彤a(chǎn)業(yè)帶來的污染

河蟹主產(chǎn)區(qū)地處遼河平原南部的遼河三角洲核心地帶，地下蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，全國第三大油田遼河油田坐落在此。石油在開采、運(yùn)輸、裝卸、煉制加工和使用過程中，通過泄漏和排放等途徑進(jìn)入水體造成水環(huán)境污染。石油在鉆井、試油、洗井、修井等作業(yè)過程中產(chǎn)生的落地原油、泄露油、含油廢水、含油廢棄泥漿等會進(jìn)一步污染周圍的水質(zhì)和土壤。油田的接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐產(chǎn)生的油泥以及隔油池的底泥也會污染土壤。林靜雯等人在對沈撫灌區(qū)上土壤中石油烴污染殘留調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，盡管已經(jīng)停灌十多年，沈撫灌區(qū)采樣區(qū)域土壤中石油烴還存在殘留現(xiàn)象，含量均高于GB15618-2008一級標(biāo)準(zhǔn)值（≤100毫克/公斤）。遼河油田污染嚴(yán)重的區(qū)域，土壤中含油量己達(dá)10000毫克/公斤，遠(yuǎn)超過臨界值500毫克/公斤，土壤表層（0～20厘米）的含油量甚至可達(dá)30%～50%，致使遼河油田區(qū)域內(nèi)及周圍地區(qū)上千畝土地受到嚴(yán)重污染。石油化工產(chǎn)業(yè)造成的河蟹養(yǎng)殖區(qū)周圍的水質(zhì)與底質(zhì)均受到不同程度的污染，會進(jìn)一步污染河蟹產(chǎn)品。

2.2 當(dāng)?shù)鼗ぎa(chǎn)業(yè)和生活區(qū)帶來的污染

隨著城市工業(yè)迅猛發(fā)展和人口激增，化工企業(yè)不斷增加，居民活動日益增多。隨之而來的是化工企業(yè)的工業(yè)排放、生活區(qū)居民煤炭燃油使用，生活垃圾及加油站的大量涌現(xiàn)。而產(chǎn)生的這些廢水、廢氣、廢渣大部分都未經(jīng)處理直接排入到環(huán)境中，造成了水流、大氣及土壤的污染。

2.3 臨近水源造成的污染

河蟹養(yǎng)殖用水大多來自于遼河水，所以遼河流域及臨近海域的污染也會對河蟹養(yǎng)殖帶來污染，進(jìn)而影響河蟹和稻田的品質(zhì)。大遼河的上游河流流經(jīng)沈陽、本溪、鐵嶺、遼陽、鞍山等重工業(yè)城市，沿途接收了大量的工農(nóng)業(yè)廢水、生活污水、固體廢棄物等污染物;而河蟹主產(chǎn)區(qū)位于大遼河口區(qū)域西北側(cè)，更易受到上游污染物的污染。據(jù)2012中國環(huán)境狀況公報(bào)顯示，大遼河Ⅳ類及以上水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)占總數(shù)的81.2%。王輝等研究表明大遼河地表水中多環(huán)芳烴的污染較為嚴(yán)重，存在潛在的多環(huán)芳烴致癌風(fēng)險(xiǎn)，即使經(jīng)過水廠處理后這種風(fēng)險(xiǎn)仍然存在。王麗平，王安利等檢測了大遼河口及其毗鄰的上游河道和近岸海域表層沉積物中多環(huán)芳烴的污染水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)本區(qū)域表層沉積物中多環(huán)芳烴主要為石油源污染，污染程度普遍高于我國其他海域，總體為重度污染水平，對生物產(chǎn)生有害效應(yīng)的概率較高。

由于河水與海水的互通性，臨近海域的污染也會帶來水源污染。河蟹養(yǎng)殖產(chǎn)地臨近渤海，由于環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和其半封閉性、自凈能力弱等特征，渤海海域也受到不同程度的污染。近年，“康菲溢油”“大連石油管道爆炸“等事故的發(fā)生更加加劇了渤海的環(huán)境污染程度。2011年6月，渤海海域發(fā)生了蓬萊“19-3”油田溢油事故，造成其周邊及其西北部海域海水受到污染，超第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的海域面積約6200平方公里，其中870公里海域海水受到嚴(yán)重污染，石油類含量劣于第四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。鄭關(guān)超等人對環(huán)渤海地區(qū)養(yǎng)殖水產(chǎn)品中多環(huán)芳烴進(jìn)行污染殘留測定顯示，該區(qū)域養(yǎng)殖水產(chǎn)品中多環(huán)芳烴污染狀況較為普遍，蟹類主要污染來源是石油類污染。王璟等測定了渤海灣表層海水中PAHs含量范圍82.6～181.8納克/升;林秀梅人的測定結(jié)果顯示渤海表層沉積物中PAHs含量范圍則達(dá)到24.7～34.6納克/克。