青島近海潮間帶生物體重金屬含量及評價

劉陽 相杰友 張凡順

摘要：研究調(diào)查了青島近海潮間帶生物體重金屬含量并采用單因子污染指數(shù)法進行了污染評價。研究表明，青島近海潮間帶調(diào)查生物中重金屬含量差異較大，不同生物對重金屬元素富集具有偏好性，長牡蠣中Cu及Zn的含量最高，銹凹螺中Pb、As、Hg及Cr含量最高，史氏背尖貝中Cd的含量最高;單因子污染指數(shù)發(fā)現(xiàn)青島近海潮間帶生物體中Cu、Pb、Zn、Cd及Cr處于正常背景水平，而Hg及As在個別站位采集的生物出現(xiàn)輕污染、污染或者重污染情況，尤其是As;同其他海區(qū)同物種或者近緣物種比較發(fā)現(xiàn)，砷的含量要高于其他海區(qū)，其他重金屬含量偏低或者相近。

關鍵詞：青島近海潮間帶;生物體;重金屬

本研究采集了青島近海潮間帶常見的海洋生物，測定了生物體重金屬銅（Cu）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、砷（As）及汞（Hg）的含量，并對生物體重金屬的污染情況進行評價。

1材料與方法

1.1樣品采集

2019年5月于青島團島灣、青島灣、匯泉灣、太平角、湛山灣、浮山灣及石老人潮間帶采集生物樣品，不同采集地點采集生物盡量選擇大小一致，樣品采集后用海水洗凈，按分類放入聚乙烯袋中，保持濕潤并現(xiàn)場冷凍，帶回實驗室，于-20 ℃冰箱中保存[1]。

1.2樣品處理

樣品室溫解凍，用不銹鋼工具取出軟體組織，冷凍干燥機干燥，研缽研磨，過100目篩絹得樣品干樣，稱取0.25 g干樣置于聚四氟乙烯坩堝中，加入5 mL硝酸及2 mL 過氧化氫，放置過夜，2.0 MPa 下消解10 min，消解完成后轉移至聚四氟乙烯坩堝中，蒸至盡干，1%硝酸定容至10 mL，使用原子吸收分光光度計石墨爐法測定Cu、Pb、Cd及Cr，火焰法測定Zn，原子熒光分光光度計測定As及Hg。

1.3重金屬污染評價

對生物體重金屬評價采用單因子污染指數(shù)法（Single Factor Index，SFI）[2]。評價方法計算公式如下：

單因子污染指數(shù)法：SFI=Ci/Si

式中：Ci生物體中重金屬i的測定值，Si為重金屬i的評價標準。牡蠣的評價標準Si采用《海洋生物質(zhì)量》（GB 18421-2001）[3]，其他物種Si采用中國海岸帶污染綜合調(diào)查技術組推薦使用的海洋生物污染評價標準[4]。單因子污染指數(shù)SFI小于0.2，認為生物體重金屬含量為正常背景水平，0.2～0.6的為輕污染水平，0.6～1.0的為污染水平，大于1.0為重污染水平[2，5]。

2結果與評價

2.1調(diào)查結果

調(diào)查在7個海灣共采集10種生物，軟體動物10種，為單齒螺（Monodonta labio）、短濱螺（Littorina brevicula）、紅條毛膚石鱉（Acanthochiton rubrolineatus）、嫁（Cellana toreuma）、長牡蠣（Crassostrea gigas）、史氏背尖貝（Notoacmea schrenckii）、銹凹螺（Chlorostoma rustica）、疣荔枝螺（Thais clavigera）及朝鮮花冠小月螺（Lunella coronata coreensis）;腔腸動物1種，為黃?？ˋnthopleura lanthogrammica）。嫁在各個海灣的分布最為廣泛，在各個海灣中均有發(fā)現(xiàn)，其次是長牡蠣。

青島近海海灣調(diào)查生物中重金屬含量差異較大，Cu含量介于0.52～9.52 mg/kg之間（表1），均值為4.54 mg/kg;Pb含量介于0.08～3.98 mg/kg之間，均值為0.82 mg/kg;Zn介于0.37～5.67 mg/kg之間，均值為2.93 mg/kg;As介于0.51～29.29 mg/kg之間，均值為10.21 mg/kg;Hg為0.000 1～1.123 mg/kg之間，均值為0.094 mg/kg;Cd介于0.000 1～5.19 mg/kg之間，均值為2.93 mg/kg;Cr介于0.19～5.13 mg/kg之間，均值為2.45 mg/kg。生物體重金屬均值顯示，不同生物對重金屬元素富集具有偏好性，長牡蠣中Cu（均值6.46 mg/kg）、Zn（5.36 mg/kg）的含量最高;銹凹螺中Pb（1.46 mg/kg）、As（14.90 mg/kg）、Hg（0.41 mg/kg）及Cr（3.39 mg/kg）含量最高;史氏背尖貝中Cd（4.19 mg/kg）的含量最高。

2.2污染評價

為了對青島近海潮間帶生物體重金屬的污染情況進行評價，本研究采用單因子污染指數(shù)法對除黃海葵外其他的生物進行了污染評價。

對海洋生物體重金屬污染評價，尚無廣泛適用的等級標準。《海洋生物質(zhì)量》（GB 18421-2001）國家標準僅對海洋貝類進行了分類標準劃分[3]。一般而言，重金屬單因子污染指數(shù)小于0.2可視為正常背景水平，介于0.2～0.6之間為輕污染水平，介于0.6～1.0之間為污染水平，而大于1.0則為重污染水平[2，5]。評價結果顯示，Cu、Pb、Zn、Cd及Cr的單因子污染指數(shù)均小于0.2（表2），處于正常背景水平，其中Cu、Pb及Zn單因子污染指數(shù)遠低于0.2，而Cd及Cr單因子污染指數(shù)接近0.2，需要引起關注。而Hg及As的單因子污染指數(shù)結果顯示，個別站位采集的生物體出現(xiàn)輕污染、污染或者重污染情況，太平角采集的嫁Hg單因子污染指數(shù)為0.271，處于輕污染水平，石老人采集的銹凹螺Hg單因子污染指數(shù)為0.749，為污染水平。在采集到的30個生物個體中，22個生物的As單因子污染指數(shù)大于0.2，其中單因子污染指數(shù)介于0.2～0.6之間的有18個，處于輕污染水平，單因子污染指數(shù)介于0.6～1.0之間的有1個，處于污染水平，單因子污染指數(shù)大于1.0的有3個，處于重污染水平。需要引起注意的是，在各個海灣均有生物個體As超出0.2，湛山灣、石老人及浮山灣均有生物個體超出1.0，需要特別注意。

3討論

鑒于不同物種對重金屬元素富集偏好性，特定物種可以用于某種重金屬元素的指示生物，以便于對該海區(qū)的重金屬污染情況進行長期監(jiān)測。本研究結果顯示，長牡蠣可以作為Cu、Zn的指示生物，銹凹螺可以作為Pb、As、Hg及Cr的指示生物，史氏背尖貝可以作為Cd的指示生物。

與其他海區(qū)進行比較時，研究選擇了相同或者近緣物種。青島近海潮間帶長牡蠣Cu、Zn含量遠低于湄洲灣采集到的僧帽牡蠣及汕頭港采集到的近江牡蠣（表3）[2，6];Pb的含量低于汕頭港近江牡蠣而高于其他海區(qū);Cd的含量低于汕頭港近江牡蠣而高于廈門港、浮頭灣、海壇灣[7]，與湄洲灣的牡蠣基本一致;Cr要低于汕頭港;As遠高于廈門港、浮頭灣、海壇灣的牡蠣;Hg的含量高于廈門港、浮頭灣、海壇灣的牡蠣。與汕頭港采集到的單齒螺及疣荔枝螺比較，青島近海潮間帶采集到的兩種生物的 Cu及Zn遠低于汕頭港;Pb略低于汕頭港;Cd單齒螺高于汕頭港，而疣荔枝螺相近;兩個采集海區(qū)單齒螺Cr相近，而疣荔枝螺Cr高于汕頭港。比較發(fā)現(xiàn)，青島近海潮間帶生物體重金屬中砷的含量要高于其他海區(qū)，需要引起特別注意。

砷是一種有毒類金屬，具有嚴重的環(huán)境污染性，具有較高的生物毒性，被劃分為人類致癌物。世界范圍內(nèi)，亞洲國家是砷污染最嚴重的的國家，特別是孟加拉國、印度、中國等發(fā)展中國家[8]。海洋中的砷除了海洋本底外，還來源于大量使用的含砷類物質(zhì)，很多這樣的含砷類物質(zhì)最終以廢棄物的形式進入海洋，導致海水中砷的含量不斷升高，富集能力強的海洋生物體內(nèi)也含有較高的砷，進而影響人類的健康[8]。青島采集的海洋生物中，甚至有兩個個體處于嚴重污染水平，表明青島的潮間帶砷污染已經(jīng)比較嚴重。砷化物廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生及食品加工業(yè)等行業(yè)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，青島海邊尚有若干的排污口在使用，生活垃圾、生活污水、工業(yè)廢水以及游人丟棄的垃圾等可能是海洋生物體內(nèi)砷的重要來源。

4結論

青島近海海灣調(diào)查生物中重金屬含量差異較大，Cu含量均值為4.54 mg/kg，Pb含量均值為0.82 mg/kg，Zn含量均值為2.93 mg/kg，As含量均值為10.21 mg/kg，Hg含量均值為0.094 mg/kg，Cd含量均值為2.93 mg/kg，Cr含量均值為2.45 mg/kg。

不同生物對重金屬元素富集具有偏好性，長牡蠣中Cu（均值6.46 mg/kg）、Zn（5.36 mg/kg）的含量最高，銹凹螺中Pb（1.46 mg/kg）、As（14.90 mg/kg）、Hg（0.41 mg/kg）及Cr（3.39 mg/kg）含量最高，史氏背尖貝中Cd（4.19 mg/kg）的含量最高，三種生物可以分別作為相應重金屬元素的指示生物。

單因子污染指數(shù)評價結果顯示，Cu、Pb、Zn、Cd及Cr處于正常背景水平，而Hg及As的單因子污染指數(shù)結果顯示，個別站位采集的生物體出現(xiàn)輕污染、污染或者重污染情況， 尤其是As，在采集到的26個生物個體中，19個生物的As單因子污染指數(shù)大于0.2，在各個海灣均有生物個體As超出0.2，湛山灣及石老人有生物個體超出1.0，需要特別注意。

同其他海區(qū)同種物種或者近緣物種比較發(fā)現(xiàn)，青島近海潮間帶生物體重金屬含量偏低或者相近，砷的含量要高于其他海區(qū)，需要引起特別注意。

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Contents and evaluation of heavy metals in organisms from Qingdao intertidal zone

LIU Yang1，XIANG Jieyou2，ZHANG Fanshun1

（1. College of Marine Life，Ocean University Of China，Shandong Qingdao 266000，China; 2. College of Marine Ecology and Environment，Shanghai Ocean University，Shanghai 200000）

Abstract：Contents of heavy metals in organisms from Qingdao intertidal zone have been investigated and evaluated by single factor index method. The results showed that the contents of heavy metals varied greatly in different organisms. Special organism exhibited preferable enrichment ability to target heavy metal. The highest contents of Cu and Zn were both found in Crassostrea gigas，and the highest contents of Pb，As，Hg and Cr were found in Chlorostoma rustica，the highest content of Cd was found in Notoacmea schrenckii. The result of single factor index evaluation showed that the pollution situations of Cu，Pb，Zn，Cd and Cr were at background level，however the pollution situations of Hg and As were at mild pollution，pollution or heavy pollution level and should be treated specially. Compared with the same species or related species in other sea areas，it was found that the contents of heavy metals in organisms in the Qingdao intertidal zone were lower or similar，and the content of As was higher than that in other sea areas.

Key words：Qingdao intertidal zone; organisms; heavy metals