博贺湾海域海水和生物重金属污染特征和评价

2019-09-10曾珍陈春亮柯盛赵子科谢群

海洋开发与管理 2019年8期

曾珍陈春亮柯盛赵子科谢群

摘要：为减少重金属污染和保护海洋生态环境，文章基于2014年10月博贺湾海域的调查数据，分析海水和生物的重金属污染情况，并采用内梅罗指数和目标危险系数评价海水质量和人类食用海产品而摄入重金属的潜在健康风险。研究结果表明：博贺湾海域海水重金属含量总体较低，大部分符合一类海水水质标准;Pb的空间分布不均匀，高值区主要分布于莲头岭附近站位，很有可能是受港口区和产业园区排污的影响;水质等级为较清洁和清洁，海水重金属污染的整体程度较低;生物重金属含量大部分符合一类海洋生物质量标准，生物质量总体较高，其中软体类的重金属含量整体较高且Pb和Cd含量较高，鱼类的重金属含量整体较低但Hg含量较高，所有生物的Cu和Zn含量均较高;各生物重金属污染的目标危险系数均小于1，人类食用生物样品的海产品而摄入重金属没有潜在健康风险。

关键词：海水质量;海洋生物;陆源污染;健康风险;海洋生态环境

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

重金屬具有较强的生物毒性，且易累积、可通过食物链转移和难以降解[1-2]，是海洋生态环境的重要污染物之一[3-4]。重金属可通过多种途径进入海洋生态环境，其中影响最大的是陆地输入[5]。由于重金属不易被海洋微生物降解，可吸附于悬浮颗粒并在沉积物中长期累积[6-7]，还可通过食物链转移到其他生物体内，甚至威胁人类健康[8]。

博贺湾是由海岛环绕的半开放型海湾，湾内有广东省著名渔港博贺港，新建的博贺新港区内分布石化和乙烯等工业园区，周边还有很多海水养殖基地[9-10]。近年来，博贺湾近岸海域的填海造地工程和海水养殖产业快速发展，陆源污染物中的重金属严重影响海洋生态环境。本研究采用2014年10月博贺湾海域的调查数据，分析海水和生物的重金属污染情况，并评价海水质量和人类食用海产品而摄入重金属的潜在健康风险，为博贺湾海洋生态环境保护提供科学依据。

1 采样站位和样品

沿博贺湾东岸线依次设置5条断面共21个采样站位（图1）。

于2014年10月采集21个表层海水（沉积物）样品，采用拖网方式捕获并挑选5个生物样品，分别为匀斑裸胸鳝（鱼类）、鹰爪虾（甲壳类）以及皱肋文蛤、毛蚶和杂色蛤仔（软体类）。采集的样品全部按照《海洋监测规范》（GB 17378-2007）的要求进行预处理、储存和运输。

海水样品主要分析铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）和砷（As）7个重金属元素，生物样品主要分析Cu、Pb、Zn、Cd、Hg 5个重金属元素。其中：海水样品中的Cu、Pb、Zn、Cd和Cr以及生物样品中的Cu、Pb、Zn和Cd，参照《海洋监测技术规程》（HY/T 147-2013），采用电感耦合等离子体质谱仪（7500Cx，Agilent）测定;海水样品中的Hg和As 以及生物样品中的Hg，参照《海洋监测规范》（GB 17378-2007），采用原子荧光光谱仪（SK-F，北京索坤）测定。

通过标准物质和平行样测试，确保样品分析的精确性和准确性。标准物质分别采用GBW（E）080040（海水样品中的Cu、Pb、Zn、Cd和Cr）、GSBZ50016-90（海水样品中的Hg）、GSBZ50004-88（海水样品中的As）和GBW10050（生物样品）。平行样测试的相对误差小于5%，标准物质回收率为90%～110%。

2 评价方法

2.1 内梅罗指数法

采用内梅罗指数法[11-12]评价海水重金属污染情况，计算公式为：

当P≤0.6时，水质等级为Ⅰ（清洁）;当0.65.0时，水质等级为Ⅴ（重污染）。

2.2 目标危险系数法

采用目标危险系数法[14-15]评价人类食用海产品而摄入重金属的潜在健康风险，计算公式为：

当HTHQ>1时，表明人类食用海产品而摄入重金属具有潜在健康风险。

3 海水重金属污染

博贺湾海域海水重金属含量总体较低，除Pb有3个站位（H11、H14和H16）超过一类海水水质标准，其他均符合一类海水水质标准（表1）。

变异系数可表征重金属空间分布的差异程度，变异系数越大，重金属空间分布的差异越大[16]。其中，变异系数不大于0.15即轻微变异，变异系数为0.16～0.35即中等变异，变异系数不小于0.36即高度变异。由表1可以看出：Pb的空间分布差异大，即整体分布不均匀，存在高值区;而其他重金属元素的空间分布差异较小，即整体分布较均匀，不存在高值区。Pb的空间分布主要受陆源排污、海上交通排污和大气沉降等外来物质输入的影响[17]，博贺新港区和莲头岭附近分布有博贺新港和吉达港等港口区以及石化和乙烯等产业园区[10]，而本研究Pb的高值区主要分布于莲头岭附近站位，很有可能是受港口区和产业园区排污的影响。

博贺湾海域海水重金属污染的内梅罗指数和水质等级如图2所示。

由图2可以看出，12个站位的水质等级为Ⅱ（较清洁），其他站位的水质等级为Ⅰ（清洁），海水重金属污染的整体程度较低。

4 生物重金属污染

博贺湾海域生物重金属含量如表2所示。

由表2可以看出，同种生物对不同重金属元素的吸收富集以及不同生物对同种重金属元素的吸收富集有很大差异。软体类（尤其是毛蚶）的重金属含量整体较高，鱼类的重金属含量整体较低。Cu和Zn含量远高于其他重金属元素，可能是由于Cu和Zn是海洋生物的必需微量元素，海洋生物对Cu和Zn的吸收富集能力较强[18]。

Zn、Cd和Pb含量从高到低的生物依次为软体类、甲壳类、鱼类，Cu含量从高到低的生物依次为甲壳类、软体类、鱼类，Hg含量从高到低的生物依次为鱼类、软体类、甲壳类，与张晓举等[19]的研究结果一致。①Pb和Cd是积蓄性重金属，易积蓄在生物体内而很难被排出[20]，底棲生物对此类重金属的吸收富集能力通常较强[21-22];软体类一般长期栖息于底泥环境，会一直吸收Pb和Cd[23]，因此Pb和Cd含量较高。②甲基汞是脂溶性重金属，易被脂肪吸收，而鱼类的脂肪含量通常高于甲壳类和软体类，因此鱼类更易吸收甲基汞[5，19];Hg的转化非常缓慢且不易被排泄，可在鱼类体内停留较长时间，因此含量较高。

根据《海洋生物质量》（GB 18421-2001）[24]，除毛蚶的Cd和Pb含量属于二类，其他都属于一类，表明生物质量总体较高。

博贺湾海域生物重金属污染的目标危险系数如表3所示。

由表3可以看出，人类食用这些海产品而摄入重金属没有潜在健康风险，但毛蚶的综合危险系数较高。

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