海上溢油对水生生物的影响研究

浙江省海洋水产研究所 严峻，张博

随着国家“一带一路”的实施，海上航运业务逐年增加。海洋航运船舶的增加，必定会使海上溢油事故发生的概率增加，而海上溢油事故一旦发生会对海洋环境造成污染。基于海上溢油事故多发，本文在已有研究的基础上，对海上溢油对水生生物的影响做进一步分析，为海上突发溢油事故造成的影响提供技术依据。

一、溢油事故原因

根据统计，非船舶溢油、船舶撞击溢油和其他船舶事故溢油是造成海上突发溢油事故的主要因素。非船舶溢油主要指船舶沉没和管道泄漏导致溢油事故，船舶撞击溢油曾是海上溢油事故中事故发生次数最多且溢油总量最大的部分。船舶撞击引起的油品泄漏是船舶燃料油，另一种泄漏量较大的事故是油船泄漏事故，这类事故的主要泄漏物为成品油。

二、溢油事故影响途径

海上突发溢油事故后，油品基本以膜的形式漂浮在海面，较小部分溶解到海水中，也可能会有碎片膜沉降到海底。

漂浮于海面的油膜、溶解于海水中的油类、沉降到海底的部分油膜都会对海域生态产生影响，其中影响主要体现在：

浮游生物：发生海上突发溢油事故后，对浮游生物的影响主要体现在泄漏入海的油品形成油膜遮蔽太阳光，进而影响浮游植物的光合作用，其次，油类毒性抑制影响浮游生物的生长繁殖。水中的石油类毒性可能会破坏浮游生物细胞组成，如叶绿素、线粒体等，从而影响生物细胞的光合作用、呼吸作用等代谢功能，进而影响细胞的生长。浮游动物通过掠食浮游植物或直接接触泄漏的油品从而影响浮游动物的生长和繁衍。

鱼卵、仔、稚鱼：近岸海域中大部分常见经济鱼类的鱼卵都属于浮性卵，鱼卵、仔、稚鱼多营浮游生活，因此它们不仅可能会受到海水中石油类的毒性影响，更易受海面油膜的影响。

研究表明，漂浮在海面的油膜会粘附在鱼卵和仔、稚鱼表面，使鱼卵不能正常孵化，仔、稚鱼丧失或减弱活动能力，影响正常行为和生理功能，使受污个体沉降并最终死亡。油类对鱼卵、仔、稚鱼的危害主要是对其生存环境的影响。鱼卵、仔稚鱼的幼体对油类的毒性相对敏感，这是因为它们的神经中枢和呼吸器官都很接近其表皮，其表皮都很薄，有毒物质容易侵入体内。

底栖生物和潮间带生物：一旦发生海上突发溢油事故，对底栖生物的影响主要是溶解在水体中的化学物质小部分进入底层海域环境或碎片膜直接沉入海底，对底栖生物的生存环境造成影响，底栖生物进食毒性物质或是被碎片膜覆盖后，都会造成其难以生存。

对潮间带生物的影响，主要是发生泄漏后不溶性的油膜随潮流抵达岸边后，很难离开，海涂或礁石上会覆盖一层油膜。潮间带环境受化学物质的影响，环境恶化，必定导致资源量的减少，且可能会在生物体内产生蓄积影响。

游泳生物：海洋生物的幼体，对化学品污染都十分敏感，这是因为它们的神经中枢和呼吸器官都很接近其表皮，其表皮都很薄，有毒物质容易侵入体内，而且幼体运动能力较差，不能及时逃离污染区域。因此事故性泄漏一旦发生，在小范围内，海水中的化学品浓度将大大超过幼鱼的安全浓度，可能对海区的游泳生物造成较大的影响。化学物质还可能在水产生物体内蓄积，对水产品质量安全造成影响。

三、溢油对水生生物的急性毒性

根据以上分析，溢油事故发生后会对以上分析的海洋水生生物产生急性、亚急性和慢性毒性的影响。

（一）急性毒性

燃料油是一种相对黏度高、含硫量高的成品油，其沸点为360～460℃，相对密度0.95～0.98，不溶于水，溶于醇等溶剂，常温常压下稳定；柴油属于轻质成品油，其沸点为180℃～370℃，相对密度0.83～0.88，易燃易挥发，不溶于水，易溶于醇和其他有机溶剂。

燃料油、柴油也是海上突发溢油事故中最常见的溢油种类，多是由于船舶碰撞引起船舶自身油舱破裂，因此海上溢油对水生生物的影响主要考虑燃料油、柴油的急性毒性。

急性毒性实验研究发现，常见380#、120#、180#燃料油对水生生物（蟹类）的96h LC50在12.989 mg/L～5497.525 mg/L之间，具体见表1；常见0#柴油对水生生物（虾类）的96h LC50在0.17mg/L～0.95mg/L之间，对水生生物（鱼类）的96h LC50在0.28mg/L～3.47mg/L之间，对水生生物（幼海胆）的96h LC50为11.4mg/L，具体见表2。有学者研究发现，船用燃料油可抑制小球藻的生长。上述数据说明，燃料油、柴油污染对海洋生物的幼体致死作用较强。

表1 燃料油对水产生物（蟹类）的 LC50 单位：mg/L

表2 柴油对水产生物的 LC50 单位：mg/L

（二）亚慢性及慢性毒性

燃料油可干扰黄海胆（Glyptocidaris crenularis）胚胎的生长发育。

0#柴油可引起缢蛏出现氧化损伤。同时，0#柴油可引起黑鲷血细胞DNA出现损伤，并影响黑鲷肝脏中谷胱甘肽-S-转移酶（GST）活性。研究发现，0#柴油水溶性成分可引起僧帽牡蛎鳃组织和消化腺出现DNA损伤。同时，0#柴油水溶性成分还可引起褐鲳鮋肝脏、脾脏和肾脏抗氧化能力降低。研究发现，扇贝暴露8天后不同软组织对柴油的生物富集系数BCF表现为鳃（889.40mL/g～ 127.92mL/g、830.80mL/g～ 123.43mL/g）>内脏 团（293.80mL/g～ 58.46mL/g、184.00mL/g～ 130.53mL/g）>肌肉（147.60mL/g～ 39.68mL/g、149.80mL/g～62.40mL/g），腮和内脏对石油的富集能力强于肌肉。有学者研究发现，低剂量燃料油水溶液暴露可导致牙鲆（Paralichthys olivaceus）幼鱼脂质过氧化损伤，影响血细胞溶酶体膜的稳定性，最终对生物产生遗传损伤。上述数据说明，海洋环境成品油污染可导致贝类出现生物体蓄积效应，同时，可导致鱼类出现氧化胁迫和DNA损伤。

四、在水产生物体内的蓄积性

燃料油、成品油均为石油产品，一旦发生泄漏，油品主要漂浮于海面，漂浮于海面的油品中所含的总石油烃和多环芳烃是主要的有害物质，总石油烃和多环芳烃本身化学成分组成多样、复杂，且迁移的过程变化多，溢油后生物的栖息环境遭到破坏，导致生物体生长异常。进入生物体内的总石油烃和多环芳烃在其内发生累积，进而通过食物链传递给人体，对人体的器官造成影响，且会对神经系统、血液系统等造成危害，长期食用受污染的生物体，会使人体组织细胞突变致癌，严重的甚至导致死亡。

水生生物对石油烃的富集并非一个主动的过程，往往是一个被动的过程，水生生物未知状态下掠食受污染的食物后，在体内造成有害物质的富集。各类水生物（鱼类、贝类和甲壳类）富集石油烃的能力存在差异。不同种类的水生生物对石油烃的累积程度差异较大，一般呈双壳类>头足类>甲壳类>鱼类的趋势。此外不同型号的油品对生物的石油烃富集也不一样。不同油品的生物富集动力学特征差异，可能与其成分组成、含量差异以及处理方式相关。芳香烃是石油烃的重要组分，与烷烃、烯烃等其他组分相比，具有更高的溶解度和更强的亲脂能力，也更容易在贝类脂质中积累。柴油中的芳香烃质量分数为5%～25%，而原油中的芳香烃质量分数为15%～40%。黄南建研究了南海LH原油和0#柴油对菲律宾哈仔富集系数，结果表明，菲律宾蛤仔对南海LH原油和0#柴油均有较强的生物蓄积能力。因此，总体而言，石油烃在水产生物中具有一定的蓄积作用，且肌肉>内脏，不同油品、不同生物种类蓄积能力也有所差别。

燃料油、柴油中多环芳烃含量在1%～6%之间，是海上突发溢油污染事故的毒性效应主要来源。多环芳烃不易降解，极易在鱼、贝等常被人食用的水产品中浓缩，会通过食物链转移给人体而危及人类健康。不过健康风险评估表明11种海洋生物的多环芳烃终生癌症风险(ILCR)在 5.22×10-10至 9.94×10-7之间，低于美国环保局建议的ILCR可接受风险值1.0×10-6，说明通过食用海洋生物对人体造成的健康风险较低。李扬等通过实验室暴露，系统研究了180#燃料油中多环芳烃在斑马鱼体内的生物富集作用，结果表明(1)低浓度实验组较高浓度实验组不易引起斑马鱼对多环芳烃的富集；(2)雌雄斑马鱼不同器官、组织对多环芳烃的富集能力具有相似性，不同组织内多环芳烃富集浓度总体趋势为：肝脏＞性腺＞肠道＞肌肉；(3)萘、菲和蔥是富集占比较高的多环芳烃组分；(4)斑马鱼各组织主要是富集低分子量环多环芳烃（二环、三环），高分子量（四五环及以上）多环芳烃的富集相对较少（四五环及以上）。因此，总体而言，油类中的多环芳烃对水生生物具有一定蓄积性，且具有高毒性等特点，危害水产生物质量安全，存在通过食物链危害人类健康的潜在风险。

五、对水产品质量安全影响评价

燃料油、成品油等一旦发生泄漏，石油烃和多环芳烃常作为污染程度评价指标。当海水中石油类含量达到一定浓度时，会造成水产品中DNA甲基化改变，对水产品的产卵会产生一定程度的影响；也可能会影响水产品的可食性，如散发石油烃异味。此外，食用海鲜上的油类物质进入人体会衍生出致癌物质，直接危害人体健康。而多环芳烃具有一定蓄积性、高毒性等特点，危害水产品质量安全，人类食用受污染的水产品存在潜在的健康风险。

六、结束语

本文对海上溢油对水生生物的影响进行了探讨，先简单对溢油事故进行了简单分析，再对海上突发溢油事故可能造成的影响进行了分析，最后对溢油事故对水生生物的毒性及生物蓄积进行了研究。通过对海上溢油事故造成的水生生物的影响分析，为海洋环境保护提供技术依据。