海洋主要污染物对贝类及其环境的影响

吴　雪，崔龙波

(烟台大学生命科学学院，山东 烟台 264005)



海洋主要污染物对贝类及其环境的影响

吴雪，崔龙波

(烟台大学生命科学学院，山东 烟台 264005)

为给海水贝类健康养殖提供依据，本文总结了近年国内外的报道，从氮、磷、重金属、石油类、有机氯农药等海洋污染物对贝类及其环境影响进行了归纳综述，发现由于特殊的取食方式，贝类体内的污染物含量较其它生物高，此外，同种污染物在不同种类贝类体内的积累也存在显著差异。因此，贝类养殖区的选择要比其他养殖区的选择更加谨慎，另外，也可以针对不同养殖海域的具体情况因地制宜地选择不同的养殖种类。

氮；磷；重金属；石油类；有机氯农药；贝类养殖

我国是水产养殖大国，海水养殖业已成为沿海经济发展的重要产业。然而，随着沿海经济的迅猛发展，负面问题随之而来，海洋污染日趋严重，水体富营养化、生态环境破坏、渔业资源衰退，每况愈下的养殖环境已成为制约养殖业发展的关键问题[1]。贝类是监测海洋环境污染的理想指示生物，首先，贝类是滤食性动物，水体污染物对其影响较大，并且大部分贝类营埋栖生活，以底泥有机碎屑为食，故其污染机率较高；其次，贝类易于采取[2]。因此，掌握海洋污染的机理及各种海洋环境因子的评价标准，控制好海洋环境才能保证贝类的质量，同时，这也是贝类养殖持续、稳定、健康发展的关键所在。我国近海污染物普遍以氮、磷、油类为主，局部海域以有机氯农药、重金属为主[3]，本文重点对氮、磷、重金属、油类及有机氯农药对贝类及其养殖环境的影响进行分析总结，以期为海水贝类健康养殖提供参考。

1　氮、磷对贝类及其养殖环境的影响

贝类养殖系统中氮、磷的存在形态与转化和自然环境中有很大不同[4-6]，自然环境中氮、磷的循环主要受生物活动、化学过程和物理因子的影响[7-8]。而贝类是一种滤食性动物，具有较强的滤水能力，大规模的贝类养殖会加速环境中生物的沉降，并使水体中含氮、磷的有机颗粒加速向底质中迁移和积累，造成底质营养元素增加。毛玉泽[9]研究发现，双壳贝类通过生物沉积作用和呼吸排泄作用对环境产生影响，主要表现为增加了环境中的氮、磷含量和耗氧。所以贝类养殖生态系统中氮、磷的累积要高于其他生态系统。

以往研究表明，氮、磷污染的程度随季节变化明显。过锋等[10]在对山东胶州湾贝类养殖区域氮、磷污染现状及动态变化的研究中发现，胶州湾氮、磷污染程度以10月份最重，8月次之，3月最轻。同样，毕远溥等[11]在对辽宁小窑湾贝类养殖海水环境现状的研究中也发现，氮含量3—8月呈递减，之后开始上升，而磷浓度普遍较低。

汪锦花等[12]研究发现，不同水产养殖底质中各种磷的存在形态差异显著，其中贝类养殖区总磷含量最高，而滩涂养殖区有机结合态磷的含量远高于其他养殖区。过锋等[10]在研究中得出，活性磷可能成为胶州湾贝类养殖区浮游植物生长的主要限制因子。戴树桂[13]在《环境化学》中指出，有些地区沉积物时而以磷吸附为主，时而以磷释放为主，但都没有找出其机理。所以在日后的贝类养殖水域，可重点加强对磷的定量分析，找出磷与底质之间作用的关键因素，从而应用到贝类养殖中去。

2　重金属对贝类及其养殖环境的影响

随着沿海地区经济的迅猛发展，各种工业废水及生活污水源源不断排入海洋，重金属污染日益严重。目前，海洋中含量最高的重金属主要有汞(Hg)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)等[14]。进入水体中的重金属，小部分随水流迁移，并通过化学作用生成络合物或螯合物，绝大部分被悬浮物吸附蓄积到沉积物中，沉积物中的重金属释放出来又容易造成二次污染，因此即使在控制好外源污染的前提下，也很难从根本上解决重金属污染问题[15]。

贝类是滤食性动物，水体中以离子状态或吸附在有机体、有机颗粒表面的重金属在贝类滤食过程中很容易被摄入体内并富集[16]。陈雪昌等[17]研究表明，贝类种类对重金属的累积存在差异，不同贝类体内重金属含量不同，泥蚶对Cd有显著的富集能力，而牡蛎对Cu富集能力非常强，这种不同贝类对重金属的累积差异与贝类生活环境及摄食习性等密切相关。刘天红等[18]认为，水体中重金属是影响贝类体内重金属积累的主要原因，沉积物中重金属对贝类影响较小，这是因为贝类移动性差，无法摄入沉积物中的有机物。但王华等[19]通过同位素标记法却发现，菲律宾蛤仔体内Pb稳定同位素206Pb/207Pb值与表层沉积物的比值相接近，表明菲律宾蛤仔体内的Pb可能主要来源于表层沉积物，这也许与菲律宾蛤仔是埋栖贝类有关。然而，研究海水和沉积物中重金属对贝类养殖的影响同样重要，在一定程度上，二者是一个相互作用的整体。

雨季、风向等因素对重金属分布及含量也有一定的影响，从而间接影响到贝类养殖环境。雨季的影响在潮间带表现得尤为明显。经雨水冲刷，陆上径流，陆地上的重金属被带入养殖区，从而使这一时期潮间带的贝类重金属含量相对较高。而相对来说，浅海区受其影响没那么明显，这是由于受潮流作用，外海水对浅海区海水起到一定的稀释作用[20]。因此，建立浅海或外海养殖区可能是一种行之有效地减少重金属污染的办法。风向的影响相对雨季的要小，主要表现在风会导致海水顺流造成海水交叉污染[21]。

牡蛎是比较理想的重金属污染指示生物[22]。姚茹等[23]研究了海水、沉积物表层及牡蛎样品中重金属含量，发现水质、沉积物表层均没有出现Cd超标，但是牡蛎体内Cd却超标，生物富集指数高达18 846～67 000倍，表明牡蛎对重金属富集作用明显，也印证了牡蛎是Cd的最强净积累者。因此，可以根据不同贝类对不同重金属的富集作用这一特点，合理选择养殖区域，以减少重金属对贝类生长的影响。

3　石油烃对贝类及其养殖环境的影响

石油烃对海洋污染的危害是多方面的。首先是表层油膜降低日光辐射率，使依靠光合作用的浮游植物数量减少，一方面可能会引起食物链某一环节的崩溃，另一方面会引起海水溶解氧下降，导致海洋生态平衡失调[24]；其次石油类污染物影响水体中某些化学物质的浓度，进而影响海洋生物的许多习性，如寻找食物、躲避天敌、区系选择、交尾繁殖及鱼类洄游等，导致一些对油类敏感的种群减少，其余种群增加，最终影响原有生物群落结构[2，25]。

石油污染是目前我国海洋污染最为严重的问题之一，也是对贝类养殖危害最大的有机污染物之一。贝类对石油烃类亲脂化合物的富集作用较高，并且由于自身代谢的混合氧化系统存在缺陷，其体内污染物的释放比鱼类、甲壳类动物慢得多[26]，蔡玉婷等根据2005—2007三年来福建沿海养殖生物体中石油烃的检测数据发现，海洋养殖生物体中石油烃含量分布为：贝类>甲壳类>鱼类[27]。

石油烃在贝类体内的积累有明显种间差异。钟硕良[28]对福建沿海6种主要贝类体石油烃总量水平的分布特征进行了探讨，发现6种贝类体石油烃总量水平分布范围在2.57～61.5mg/kg·wet之间，其中，6种养殖贝类体石油烃总量水平的种间分布为：缢蛏>僧帽牡蛎>翡翠贻贝>太平洋牡蛎>泥蚶>菲律宾蛤仔。蔡玉婷等[27]发现福建沿海养殖贝类中缢蛏石油烃含量最高，鲍含量最低。朱云海等[29]在对宁波21个滩涂贝类养殖区的研究中发现，牡蛎中石油烃含量最高，并且与其他种类差异明显。同种贝类在不同养殖区，其体内石油烃含量差异也较大，这与其栖息场地环境受污染程度有关[30]。

海洋中石油烃含量随季节变化明显。乔向英等[31]通过对山东崂山近海海域石油烃的监测，发现海水中石油烃含量水平受季节变化影响较大，9月份含量明显高于11月份。同样，郝林华等[32]也指出山东桑沟湾表层海水石油烃质量浓度的变化大致呈现春、夏季高，秋季偏低，冬季最低的特点。以上研究说明，季节变化对海水中石油烃含量有一定影响。此外，季节的变化还影响贝类对石油烃的积累。钟硕良等[33]指出，不同季节的扇贝、花蛤等贝类的胃囊饱满程度不同，包裹其滤食的藻类占其体重的比例差别很大，导致同海域不同季节贝类体内石油烃含量差异也很大。

贝类中石油烃与表层海水中石油烃含量呈显著正相关。乔向英等[34]进行了贝类养殖与两种暴露介质石油烃含量的线性回归分析，发现养殖贝类与表层海水石油烃含量呈显著正相关，相关系数为0.87，与表层沉积物石油烃含量只是有一般的正相关性，相关系数为0.37。

4　有机氯农药对贝类及其养殖环境的影响

有机氯农药是一种重要的有机污染物，在环境中存留时间长，难以被化学降解和生物降解，易在沉积物及生物体中积累，并通过食物链对人类健康产生重大危害。2001年《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》将滴滴涕(DDT)纳入首批禁用持久性有机污染物行列，六六六被美国环保局确定为129种优先控制污染物之一[35]。

叶玫等[36]对福建省贝类养殖区DDT残留水平及风险进行评估，发现表层沉积物及贝类样品均有不同程度的污染，存在一定的潜在生态风险。朱云海等[29]通过对21个贝类养殖区的4种滩涂贝类及养殖区水样、沉积物检测，发现样品中有新的有机氯农药输入，其可能来源是林丹及三氯杀螨醇。钟硕良等[35]对厦门贝类养殖海域环境中有机氯农药的积累和降解研究中发现，养殖环境中有机氯农药大部分为长时间残留，但有少量新污染输入。

方杰等[37]在对浙江沿海沉积物和海洋生物中持久性有机污染物及重金属的分析中发现，沉积物中的有机氯农药最高值出现在长江口南支附近和杭州湾北岸，长江口北支口外海域沉积物中的含量明显低于南支附近海域。周明莹等[38]在对青岛沿海养殖区贝类体内有机氯农药残留量分布和评价中得出，入海口处贝类体内农残含量略偏高。上述研究表明，有机氯农药主要受陆源污染的影响。

贝类对有机氯农药具有较强的蓄积作用。方杰等[37]表明，贝类体内的有机氯农药水平明显高于龙头鱼和脊尾白虾。然而，贝类对六六六和DDT的积累效率还存在差异。周明莹等[38]发现，贝类体内六六六检出率为60%，DDT为100%。马继臻等[39]研究也表明，相对于石油烃及六六六，DDT更容易在贝类体内富集。杜瑞雪等[40]在山东沿海经济贝类中有机氯农药含量分析及其安全性评价得出，贝类体内无六六六检出，而DDT检出率为35%。上述研究表明，贝类体内DDT积累率高于六六六。

国内外对近海岸和河流水体以及生物体中DDT和六六六的分布、迁移报道[41-42]较多，但是对其积累及降解方面的研究报道较少。钟硕良等[33]发现，养殖区海水中DDT主要为好氧降解，底质中主要为厌氧降解，海水中降解产物主要为DDE，底质和贝类体中的DDT大部分已降解为DDD和DDE，海水中尚有新的DDT输入；养殖环境中六六六(HCH)异构体降解率的高低顺序存在一定差异，其在贝类养殖生态系统中的迁移、转化过程发生了构象变化。贝类对有机氯农药的积累有着与其他污染物相似的特征，如有机氯农药在贝类体内的积累有明显的种间差异。钟硕良等[33]发现，泥蚶对多氯联苯吸收和积累能力较强，这与其自身对有机氯农药的吸收和排泄能力有密切的关系。周明莹等[38]对青岛养殖区的研究发现，栉孔扇贝对有机氯农药富集尤为显著，残留量最高，而杂色蛤、竹蛏农药残留量最低。

5　结论

有研究表明，通过种植大型植物，如江篱属[43-45]、紫菜属及石莼属[46]等来降低水体中的氮、磷含量，有些海藻[47]还可以作为重金属吸附剂。但是，人为引进植物有可能会引发其他的生态问题，此外，水体与沉积物之间存在着一定的平衡关系，单纯地降低海水中的污染物并不能根本上解决问题。所以，事实上这对于海洋来说是项艰巨的工程，要通过种植大型藻类达到从根本上去除污染物的目的还需要做很多工作。

而由于贝类特殊的生活习性，导致其要比其他海洋生物更容易积累这些污染物，因此，与其他养殖区相比，贝类养殖区的选择要更加谨慎。鉴于有些污染物主要来自于陆源污染的特点，在选择养殖区时，可以选择深海养殖，但是从另一方面来说，此举会增加养殖成本。

因地制宜地选择贝类养殖种类。对同种污染物而言，不同种类贝类对它的积累存在显著差异；而同种贝类对不同污染物的积累也存在显著差异。因此，可以根据养殖区污染物的种类及含量而确定相应的养殖种类。

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The effect of several main marine pollutants on shellfish aquaculture and the environment

WU Xue，CUI Longbo

(CollegeofLifeScience，YantaiUniversity，Yantai264005，China)

Inordertoprovidesomereferencesforshellfishaquacultureinthefuture，theeffectofseveralmainmarinepollutantssuchasnitrogen，phosphorus，heavymetals，petroleumhydrocarbonsandorganochlorinepesticidesontheenvironmentofshellfishaquaculturewassummarizedinthearticlesaccordingtothedomesticandforeignreports.Becauseofthespecialfeedingway，thecontentofpollutantsintheshellfishishigherthanotherorganisms，inaddition，theaccumulationofpollutantsalsoexistsignificantdifferencesindifferentkindsofshellfish.Therefore，thechoiceofshellfishcultureareasismorecautiousthanothers，inaddition，thechoiceofdifferentbreedisbasedonthespecificcircumstancesofdifferentculturearea.

nitrogen；phosphorus；heavymetals；petroleumhydrocarbons；organochlorinepesticides；shellfishaquaculture

2016-01-13

山东省现代农业产业技术体系建设专项基金(SDAIT-14)；山东省科技发展计划项目(2014GSF117010)；烟台大学2016年研究生科技创新基金重点项目(YDZD1611).

吴雪(1990-)，女，硕士研究生，研究方向为病害防治.Tel:18865553268.E-mail:wuxue0114@126.com

崔龙波(1962-)，男，教授，从事海洋动物细胞生物学研究.Tel：13954570581.E-mail：lbcui@163.com

S949

A

1006-5601(2016)02-0165-06

吴雪 ，崔龙波.海洋主要污染物对贝类及其环境的影响[J].渔业研究，2016，38(2)：165-170.