杨丽娜 郜中胜
(1中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛2661002中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100)
近岸海域沉积物中重金属污染及研究概况
杨丽娜1,2郜中胜1,2
(1中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛2661002中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100)
随着我国城市化和工业化的迅速推进,海洋沉积物中重金属污染已成为人们关注的全球性环境问题之一,尤其近岸海洋环境受人类活动影响严重。重金属不易被自然界生物降解,可通过食物链或食物网被生物所富集,对人类健康构成潜在性威胁。而沉积物是众多水生生物的栖息地,被认为是重金属重要的汇和潜在污染源,对海洋环境质量举足轻重。本文综述了近岸沉积物重金属污染概况及目前研究进展,旨在为今后海洋环境质量的监测及评估提供一定的思路。
近岸海域;沉积物;重金属;生态风险评价目前我国很多沿海城市均采用沿岸直排方式处置生活污水和工业废水,废水随着河流进入河口近岸地区,最终汇入海洋,给近岸海域带来了不同程度的重金属污染。沉积物作为水生生物,尤其是底栖生物的栖息地,对海洋生态系统的稳定举足轻重。在环境物化性质改变时,作为二次污染源向水体环境中释放重金属,进一步加剧水质环境的恶化,对河口生态系统造成不可修复的影响。
重金属进入人体内,通过氧化还原、化合、络合、置换、协同或拮抗等生物化学反应影响人体酶系统及代谢过程,而不对人体产生器质性损伤,因此重金属毒性在人体内的潜伏期长,往往几年甚至几十年后才会显示出病症反应。
虽然我国对沉积物中重金属污染的研究起步较晚,但是随着国内经济水平的提高,人们对环境保护的意识也逐渐增强,目前我国也有大量学者开始研究沉积物中重金属污染。Qi等[1]对我国南部珠江口的沉积物污染调查分析发现,大多数重金属由于河口的水体稀释作用及自净作用,污染并不严重。Chen,Fan等在我国东海及其沿岸地区重金属富集状况的研究中同样发现尽管随着当地经济的发展,沉积物内重金属含量也随之增加,但其RI结果显示当地重金属污染仍旧处于低生态风险状态。
河口近岸区域往往存在多种复杂的污染物成分,每种生物标志物并不能对所有的污染物均产生明显的响应,为全面反映研究区域污染物综合生态毒性效应以达到合理评价该区域环境质量的目的,国外有学者提出了利用系列生物标志物的同步响应联合指示环境的实际污染水平,建立IBR指数法,其是由法国海洋开发研究院的Beliaeff和Burgeor[2]于2002年建立的计算过程包括生物标志物测定结果的均一化与复制、星状图绘制于面积计算等步骤,应用最为广泛。IBR法能够很好地将不同站位污染程度的时空差异区分开,且评价结果与理化分析得出的环境质量结果高度一致。
鉴于有些采样点生物样本的采集有一定的困难,目前有研究者开始将未受到污染的生物暴露于采自研究区域的沉积物中。Viganò等[3]将本地鲤鱼幼鱼(Barbus plebejus)暴露于取自位于意大利的波河支流兰布罗河的沉积物中7个月,通过生物响应以研究沉积物中内分泌激素的污染情况,结果表明,该流域沿岸的沉积物的污染情况对下游当地鱼种的结构及生殖系统有一定的影响。但是将未污染生物暴露于研究区域沉积物以研究当地有关重金属污染的研究仍鲜为少见。
由于国内外有关沉积物重金属质量基准不尽相同,每种重金属污染程度及生态效应评价方法的结果也有一定的局限性和偏差,因此对近岸海域沉积物质量评价基准的选取是评价的关键,参考指示生物对环境中复合污染物的综合生物化学响应结果,对研究区域的重金属污染情况给出可靠的评价。
[1]Qi S,Leipe T,Rueckert P,et al.Geochemical sources,deposition and enrichment of heavy metals in short sediment cores from the Pearl River Estuary,Southern China[J].Journal of Marine Systems,2010,82: S28-S42.
[2]Beliaeff B,Burgeot T.Integrated biomarker response:a useful tool for ecological risk assessment[J].Environmental Toxicology and Chemistry,2002,21(6):1316-1322.
[3]Viganò L,De Flora S,Gobbi M,et al.Exposing native cyprinid (Barbus plebejus)juveniles to river sediments leads to gonadal alterations,genotoxic effects and thyroid disruption[J].Aquatic Toxicology, 2015,169:223-239.