湄洲灣海水、沉積物及水產生物體內重金屬的分析與評價

福建省近岸海域環境監測站 謝麗云

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湄洲灣海水、沉積物及水產生物體內重金屬的分析與評價

福建省近岸海域環境監測站 謝麗云

利用2011年9月福建省近岸海域環境監測站的環境監測資料，分析了福建省湄洲灣海水、表層沉積物及水產生物體內重金屬的含量及分布，以及水產生物對重金屬的富集情況。結果表明，湄洲灣海水、沉積物和水產生物體的重金屬含量總體較低，但海水中的Pb和表層沉積物中的Pb、Zn以及生物體中的Pb、Zn、Cu含量全部或部分超標。

湄洲灣 海水 沉積物 水產生物 重金屬 評價

1 前言

湄洲灣位于福建省東海岸中部，是福建省重要的經濟開發區和環境保護區。海灣具有豐富的港口、旅游和水產養殖資源。海灣水深寬闊，是天然的深水良港，湄洲灣岸線總長289km，其中10m以上天然深水岸線長達30余km，水域面積516km2。湄洲灣以其獨特的地理特征使得周邊地區經濟迅速發展。2009年湄洲灣港口管理局籌建組辦公室正式掛牌成立。此舉旨在應海西建設發展和對外海上直航需要，標志著湄洲灣港口體制一體化進入實施階段。因此，有必要進行一次海灣重金屬環境質量現狀調查。本文利用2011年9月福建省近岸海域環境監測站的現場采樣數據，對海域海水、表層沉積物及水產生物體中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As含量分布進行分析和評價，為今后湄洲灣海域海洋環境管理和海水養殖業發展提供基礎資料。

2 調查與方法

2.1 監測時間與站位布設

2011年9月14日、21日共采樣兩次，分別在大潮期和小潮期進行，共設20個監測站位（見表1和圖1）。各種樣品的采集、貯運均按《海洋監測規范》有關規定進行，共采集海水樣品40個，表層沉積物樣品12個，在海域附近購集3種生物樣品（花蛤、海蟶、海蠣）。

2.2 監測方法

樣品的預處理和分析測定方法均按《海洋監測規范》的有關規定進行[1]。水樣Cu、Pb、Zn、Cd采用陽極溶出伏安法測定，沉積物的Cu、Pb、Zn、Cd采用火焰原子吸收分光光度法測定，生物體中的Cu、Pb、Zn采用火焰原子吸收分光光度法測定，各種樣品的Hg、As采用原子熒光分光光度法測定，各種樣品的Cr采用二苯碳酰二肼分光光度法測定。

2.3 評價方法

評價標準按表2執行，評價方法采用單因子指數法。計算海水樣品超標率時采用一類海水水質標準。

表1 湄洲灣海域監測站位表

圖1 監測站位圖

表2 評價方法表

3 結果與討論

3.1 湄洲灣海域海水、表層沉積物、生物體內各種重金屬的含量及分布

3.1.1海水重金屬含量、分布及評價

大小潮檢測結果表明，湄洲灣海域海水中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Cr的含量均低于《漁業水質標準》。除鉛外，其他重金屬含量均低于《海水水質標準》中的一類標準。但大潮期的2、3、4、5、12、15、17、18共8個測站的Pb含量出現超標，超標率為40%，最大超標倍數為5.55倍，出現在15號測站，在超標的8個測站中除15號測站海水水質為三類海水外，其他測站均達到二類海水水質標準；小潮期監測結果Pb僅1號測站出現超標，超標倍數為1.46倍，達到二類海水水質標準。Pb和Zn的含量分布是近岸大于灣中心海域；Cu、Cd和As的含量分布較均勻。Hg、Cr含量均較低，都沒有檢出。

3.1.2湄洲灣表層沉積物重金屬含量、分布及評價

湄洲灣表層沉積物中各種重金屬的含量列于表5。調查結果表明，Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、Hg、As的總平均值分別為0.25、23.74、162.97、56.14、66.93、0.19、6.83mg/kg-1，除Pb、Zn外，均沒有超一類沉積物質量標準。各測站的Pb全部超一類標準，最大超標倍數為1.41倍；Zn除11、17這2個測站接近一類標準，其他測站均超過一類標準，超標率為83.3%，最大超標倍數為1.53倍；Hg有5個測站出現超標，超標率為41.7%，最大超標倍數為1.38倍；Cu僅8號測站出現超標，超標倍數為2.18倍。Pb、Zn、Hg、Cu最大超標倍數站位都出現在8號測站。Cd、Cr、As各測站均達到一類沉積物質量標準。沉積物中各種重金屬含量的分布特點是除個別測站較高外，分布比較平均。

表3 大潮期海水檢測結果

表4 小潮期海水檢測結果

表5 沉積物重金屬檢測結果

3.1.3 湄洲灣各類水產生物體內重金屬的含量

湄洲灣海域購集的花蛤、海蟶及海蠣體內重金屬的檢測結果列于表6。從表中可以看出，海蟶體內重金屬的含量比較低；海蠣體內重金屬的含量比較高，海蠣體內的Cu是花蛤、海蟶的6～7倍；而Zn含量更高，是花蛤的15倍，是海蟶的20倍；海蠣體內Pb含量也相對花蛤、海蟶高一些。而三種生物體Cr、Hg、As都達到海洋貝類生物體質量標準的一類標準；三種生物體Pb都超一類標準，超標倍數分別為花蛤1.76倍、海蟶1.52倍、海蠣2.07倍；花蛤、海蟶體內Cu達到一類標準，海蠣體內的Cu超過一類標準，超標倍數為2.42倍；海蟶體內的Zn達到一類標準，花蛤體內的Zn超一類標準，超標倍數為1.08倍，海蠣體內的Zn遠超一類標準，超標倍數達到16.1倍。各類生物體內重金屬也有一定的差異，以Zn、Cu含量最高，分別是Zn>Cu>Pb>As>Hg>Cr。

表6 生物體重金屬檢測結果

3.2 各類水產生物對重金屬的富集狀況

海水中的各種重金屬濃度往往很低，甚至有些檢不出。但水體中的污染物質可以通過食物鏈，被逐級濃縮在較高一級的生物體內[6]。由生物體內某種重金屬含量除以海水中對應重金屬含量即得到生物體對該種重金屬的富集系數，計算結果列于表7。由表7可知，湄洲灣海水中除Pb外，各種重金屬的含量都較低，但從表7統計出的3種水產生物對重金屬的富集系數可以看出，它們對各種重金屬的富集能力均較強，不同生物對重金屬的富集能力差別較大，其中對Zn的富集能力最強。3種水產生物中，海蠣的富集能力最強，尤其是對Zn和Cu，海蟶的富集能力最弱。從本次調查情況看，這種差異主要由生物主觀因素決定。因為海水中Pb含量平均值已超一類海水標準，且沉積物的Pb含量全部超一類標準，但這三種生物對它的富集能力相對較弱。

表7 湄洲灣水產生物對重金屬的富集系數

4 結論

4.1 湄洲灣海域海水中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Cr的含量均低于《漁業水質標準》。除部分站位Pb超標外，其他重金屬含量均低于《海水水質標準》中的一類標準。Pb和Zn的含量分布是近岸大于灣中心海域；Cu 、Cd和As的含量分布較均勻。Hg、Cr含量均較低，都沒有檢出。

4.2 湄洲灣表層沉積物中各種重金屬含量的平均值除Pb、Zn外，均沒有超一類沉積物質量標準。各測站的Pb全部超一類標準，超標率為100%，Zn除了2個測站沒有超標，其他測站均超過一類標準，超標率為83.3%。沉積物中各種重金屬含量的分布特點是除個別測站較高外，分布比較平均。

4.3 湄洲灣海域購集的花蛤、海蟶及海蠣體內的Cr、Hg、As達到海洋貝類生物體質量標準的一類標準；三種生物體Pb都超一類標準，超標倍數分別為花蛤1.76倍、海蟶1.52倍、海蠣2.07倍；花蛤、海蟶體內Cu達到一類標準，海蠣體內的Cu超過一類標準，超標倍數為2.42倍；海蟶體內的Zn達到一類標準，花蛤體內的Zn超一類標準，超標倍數為1.08倍，海蠣體內的Zn遠超一類標準，超標倍數達到16.1倍。各類生物體內重金屬也有一定的差異，以Zn、Cu含量最高，分別是Zn>Cu>Pb>As>Hg>Cr。

4.4 從花蛤、海蟶、海蠣對重金屬的富集系數可以看出，它們對各種重金屬的富集能力均較強，不同生物對重金屬的富集能力差別較大，其中對Zn的富集能力最強。3種水產生物中海蠣的富集能力最強，尤其是對Zn和Cu，海蟶的富集能力最弱。

[1] 國家海洋局. 海洋監測規范[S]. 北京：中國標準出版社，2007.

[2] 國家環境保護局. GB11607-1989,漁業水質標準[S]. 北京：中國標準出版社，1989.

[3] 國家環境保護局. GB3097-1997,海水水質標準[S]. 北京：中國標準出版社，1997.

[4] 國家海洋局. GB18668-2002,海洋沉積物質量標準[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[5] 國家海洋局. GB18421-2001,海洋生物質量標準[S]. 北京：中國標準出版社，2002.

[6] 阮金山，許翠婭，羅冬連等.福建興化灣海水、沉積物及水產生物體內重金屬含量分析與評價[J]. 熱帶海洋, 2000，19（1）：52-57.