福建省東山灣海洋生態(tài)環(huán)境中石油烴類分布特征與評價*

陳財珍，林靜，許貽斌，羅冬蓮，鐘碩良

(1.福建省水產(chǎn)研究所 廈門 361013； 2.國家海洋局第三海洋研究所 廈門 361005)

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福建省東山灣海洋生態(tài)環(huán)境中石油烴類分布特征與評價*

陳財珍1，林靜2，許貽斌1，羅冬蓮1，鐘碩良1

(1.福建省水產(chǎn)研究所 廈門 361013； 2.國家海洋局第三海洋研究所 廈門 361005)

根據(jù)2011年東山灣海域海水石油類含量、表層沉積物石油類含量以及7種養(yǎng)殖貝類體石油烴含量的監(jiān)測結(jié)果，分析評價結(jié)果表明：① 除個別站位，東山灣海域海水石油類含量均符合《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》第一類標(biāo)準(zhǔn)。春季東山灣海水中石油類的含量分布由灣內(nèi)向灣外呈降低之勢，夏季呈灣口高灣內(nèi)低的格局。春季石油類含量與Chl-a之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系；② 沉積物石油類含量均符合《海洋沉積物質(zhì)量》第一類標(biāo)準(zhǔn)。其含量分布呈現(xiàn)灣口高灣內(nèi)低、灣中部高西部低的格局； ③ 7種養(yǎng)殖貝類體內(nèi)種間石油烴含量分布從大到小依次排列為：菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)、華貴櫛扇貝(Chlamysnobilis)、僧帽牡蠣(Saccostreacucullata)、雜色鮑(Haliotisdiversicolor)、波紋巴菲蛤(Paphiaundulata)、泥蚶(Tegillarcagranosa)、縊蟶(Sinonovaculaconstricta)，均符合《海洋生物質(zhì)量》第一類標(biāo)準(zhǔn)。

石油烴類；海洋生態(tài)環(huán)境；東山灣

海洋環(huán)境中的石油烴主要來源于工業(yè)排放、溢油事故、船舶運輸、大氣沉降和石油的勘探等，更多地受人為活動的影響，尤其是近岸及河口區(qū)域[1]。通過各種途徑進入海洋環(huán)境中的石油烴通過蒸發(fā)作用逸入大氣，部分進入水體或在沉積物中累積，甚至轉(zhuǎn)移至生物體中[2]。石油烴是近岸海域的主要污染物之一，石油烴含有多種難以被微生物降解的致癌物質(zhì)，其親脂性使之易在海洋生物的脂肪內(nèi)富集，并可通過食物鏈的傳遞直接危害人體健康[3-4]。因此石油烴污染已引起國內(nèi)外學(xué)者的普通關(guān)注。

東山灣位于福建省東南部，是中國東海和南海的交匯處，海域總面積247.89 km2，水域面積155.5 km2，其間有塔嶼等大小島嶼屏障，是個半封閉型的海灣。東山灣是福建省三大優(yōu)良港灣之一，漁業(yè)資源較豐富，是福建省重要漁業(yè)養(yǎng)殖基地。目前國內(nèi)外學(xué)者對水體、沉積物和生物體中的石油烴做了大量研究[1，5-9]，但對東山灣海洋生態(tài)環(huán)境中石油烴的研究相對較少[10]。本研究在2011年對東山灣海域調(diào)查的基礎(chǔ)上，對石油類在海水、沉積物和養(yǎng)殖貝類體中的含量研究，以此進一步了解東山灣海域的環(huán)境質(zhì)量，為東山灣環(huán)境質(zhì)量評價和整治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

2011年在東山灣海域(117.45°—117.60°E； 23.65°—23.90°N)共設(shè)12個監(jiān)測調(diào)查站位(圖1)。5月(春季)和8月(夏季)采集海水樣品，8月采集養(yǎng)殖貝類和表層沉積物樣品。采集的7種養(yǎng)殖貝類包括波紋巴非蛤(Paphiaundulata)、泥蚶(Tegillarcagranosa)、僧帽牡蠣(Saccostreacucullata)、雜色鮑(Haliotisdiversicolor)、菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)、縊蟶(Sinonovaculaconstricta)和華貴櫛孔扇貝(Chlamysnobilis)。

圖1 調(diào)查站位圖

1.2 分析方法

樣品采集、貯存、運輸按《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T12763-2007)[11]中的方法進行，樣品的前處理和分析均按GB 17378-2007《海洋監(jiān)測規(guī)范》[12]中的方法進行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel、Sufer、SPSS軟件對數(shù)據(jù)處理分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 海洋生態(tài)環(huán)境中石油烴類的分布特征

2.1.1 海水中石油類的分布特征

(1) 海水中石油類的含量分布。春季東山灣海水中石油類含量變化范圍為0.015 6～0.049 8 mg/L，平均值為0.026 2 mg/L。最大值出現(xiàn)在鄰近漳江入海口的DS11站，最小值出現(xiàn)在豐嶼附近海域的DS09站。總體上，春季東山灣海水中石油類的平面分布由灣內(nèi)向灣外呈降低之勢(圖2)。DS11站石油類含量較高，主要是受漳江徑流和八尺門網(wǎng)箱魚類養(yǎng)殖的影響，石油類含量由灣頂逐步向灣內(nèi)降低。隨著工業(yè)、生活污水排放量的逐年上升，漳江攜帶的污染物入海通量逐年上升，將影響東山灣海水水質(zhì)[13]。

圖2 春季海水中石油類平面分布

夏季東山灣海水中石油類含量范圍在0.010 0～0.059 8 mg/L之間，平均值為0.026 5 mg/L。最大值出現(xiàn)在八尺門魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的DS02站，最小值出現(xiàn)在灣口的DS10站。石油類的平面分布呈灣口高、灣內(nèi)低、灣西部高中部低的格局(圖3)，主要受休漁期開禁，船舶頻繁來往的影響。夏季DS02站海水中石油類含量較高，是因為夏季是養(yǎng)殖貝類的生長旺季，海上養(yǎng)殖作業(yè)較為頻繁，產(chǎn)生較多的養(yǎng)殖污水及船舶廢水等。

圖3 夏季海水中石油類平面分布

整體來看，東山灣表層海水中石油類含量變化范圍為0.010 0～0.059 8 mg/L，平均值為0.026 4 mg/L。其含量季節(jié)變化不明顯。

(2) 海水中石油類含量與Chl-a的相關(guān)性。海洋中的微生物在一定程度上對水體中的有機物具有降解作用。因此，當(dāng)石油烴的濃度相對較低(0.010～0.500 mg/L)時，可能刺激浮游植物的細胞分裂速率和光合作用，使浮游植物大量繁殖。Chl-a是估算浮游植物生物量的重要指標(biāo)，因此海水中石油類的含量分布與Chl-a密切相關(guān)[14-15]。運用SPSS軟件對數(shù)據(jù)結(jié)果進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，春季東山灣海水中石油類含量與Chl-a有較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.895 3。這與王憲等[14]對大亞灣大鵬澳表層海水中石油類與Chl-a的關(guān)系研究結(jié)果一致。而夏季東山灣海水中石油類與Chl-a無顯著相關(guān)，可能是與海水中石油類的含量也受到營養(yǎng)鹽、溶解氧等環(huán)境因子的影響有關(guān)[16]。

2.1.2 沉積物中石油類的分布特征

東山灣表層沉積物中石油類含量變化范圍為12.5 ～127 mg/kg，平均值為61.5 mg/kg。石油類高值主要集中在DS08站、DS09站及灣口的DS06站和DS10站，最小值出現(xiàn)在站位DS07。總體上，石油類平面分布趨勢呈現(xiàn)灣口高灣內(nèi)低、中部高西部低的格局(圖4)。灣口的石油類含量高，是因為鄰近港口碼頭，受船舶含油廢水排放的影響。DS08站沉積物石油類含量高，與處于海域表層的一個反時針?biāo)接喹h(huán)流系統(tǒng)中有關(guān)[17]。海流抵達DS08站附近后發(fā)生回流，使石油類匯聚在該海域，不易擴散。灣外的DS07站石油類含量最低，與其沉積物組成以沙礫為主有關(guān)。不同粒徑的沉積物與石油類物質(zhì)的結(jié)合能力不同，細顆粒物質(zhì)更易吸附石油類[9]。

圖4 東山灣沉積物石油類平面分布

統(tǒng)計結(jié)果表明，東山灣沉積物和海水中石油類含量的相關(guān)關(guān)系不顯著(r=-0.508)，主要與沉積物中石油類的含量分布受水動力條件、沉積物類型等因素的影響有關(guān)。這與袁騏等[18]對長江口及鄰近海域油污染的研究結(jié)果相一致。

2.1.3 養(yǎng)殖貝類體中石油烴的分布特征

東山灣海域7種養(yǎng)殖貝類體石油烴含量水平范圍為5.20～14.4 mg/kg，平均值為8.67 mg/kg。養(yǎng)殖貝類體石油烴含量在種類間存在一定的差異，其含量由高到低的依次排列為：菲律賓蛤仔(14.4 mg/kg)、華貴櫛扇貝(10.1 mg/kg)、僧帽牡蠣(10.0 mg/kg)、雜色鮑(7.70 mg/kg)、波紋巴菲蛤(7.00 mg/kg)、泥蚶(6.30 mg/kg)、縊蟶(5.20 mg/kg)。其中菲律賓蛤仔的石油烴含量最高，高萍等[19]研究亦表明，菲律賓蛤仔對石油烴具有顯著的富集能力。不同貝類積累和代謝石油烴能力的差異，與其養(yǎng)殖周期、生活方式以及體內(nèi)脂肪含量的多少有關(guān)[3，20]。軟體雙殼類以水管或腮濾食生活，其濾水率的大小直接影響生物對海水中石油烴的吸收和累積[20]。

2.2 海洋生態(tài)環(huán)境中石油烴類的污染程度及評價

文章分別以《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[21](GB 3097-1997)一類標(biāo)準(zhǔn)、《海洋沉積物質(zhì)量》[22](GB 18668-2002)一類標(biāo)準(zhǔn)和《海洋生物質(zhì)量》[23](GB 18421-2001)一類標(biāo)準(zhǔn)作評價標(biāo)準(zhǔn)，采用單因子污染指數(shù)評價法對東山灣海水、表層沉積物和養(yǎng)殖貝類體進行評價。單因子污染指數(shù)1.0作為該因子是否對環(huán)境產(chǎn)生污染的基本分界線，小于0.5為生態(tài)環(huán)境未受該因子沾污；介于0.5～1.0之間為生態(tài)環(huán)境受到該因子沾污；大于1.0表明生態(tài)環(huán)境已受到該因子污染。

2.2.1 海水中石油類的污染評價

東山灣海水中石油類的污染指數(shù)在0.20～1.20之間，平均值為0.53，說明東山灣海水總體已受到石油類沾污，且其占樣品總數(shù)的4.2%。

表1為國內(nèi)不同海域海水中的石油類含量對比。與1998年東山灣的監(jiān)測數(shù)據(jù)相比，本次研究海水中石油類的含量較高，說明近年來東山灣石油類含量呈逐步增加之勢。東山灣水體中石油類的平均含量稍低于膠州灣、湄洲灣和內(nèi)伶仃洋，遠低于點源水污染嚴(yán)重的山東近海和經(jīng)濟較為發(fā)達的珠江口。可以看出，東山灣海水與國內(nèi)主要海域相比，受石油類污染處于較低水平，海水質(zhì)量良好。

表1 不同海域海水中的石油類含量 mg/L

2.2.2 沉積物中石油類的污染評價

東山灣表層沉積物中石油類的污染指數(shù)為0.025～0.25，平均值為0.12。結(jié)果表明東山灣表層沉積物未受石油類沾污。沉積物中石油類含量均符合《海洋沉積物質(zhì)量》一類標(biāo)準(zhǔn)。

本調(diào)查結(jié)果與1998年王憲等[10]的監(jiān)測結(jié)果比較可知，前者石油類含量的平均值高于后者約2倍，表明東山灣表層沉積物中石油類含量近年來有所增加。表2給出了調(diào)查海域表層沉積物中石油類含量與其他海域的比較。東山灣表層沉積物中石油類平均含量高于湄洲灣和溫州近岸，低于經(jīng)濟發(fā)達的長江口、珠江口和廈門港。

表2 不同海域表層沉積物中的石油類含量 mg/kg

2.2.3 養(yǎng)殖貝類中石油烴的污染評價

東山灣養(yǎng)殖貝類體石油烴的污染指數(shù)為0.35～0.96，平均值為0.58。表明東山灣養(yǎng)殖貝類總體受到石油類沾污。養(yǎng)殖貝類體石油烴含量均符合海洋生物質(zhì)量一類標(biāo)準(zhǔn)。

該研究將數(shù)據(jù)結(jié)果與2007年東山灣養(yǎng)殖貝類體石油烴的含量進行對比。2007年于東山灣海域采集的3種養(yǎng)殖貝類體石油烴含量水平范圍為7.68 ～40.6 mg/kg，平均值為20.1 mg/kg。其含量由高到低依次排列為：縊蟶(40.6 mg/kg)、巴非蛤(12.0 mg/kg)、太平洋牡蠣(7.68 mg/kg)。由此可見，除了牡蠣，縊蟶和巴非蛤均明顯低于2007年的調(diào)查結(jié)果。說明近年來貝類受石油烴污染有減輕之勢。

3 結(jié)束語

(1)東山灣表層海水中石油類含量變化范圍為0.010 0～0.059 8 mg/L，平均值為0.026 4 mg/L。除個別站位，其含量均符合國家第一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。東山灣海水總體已受到石油類沾污。春季東山灣海水中石油類的平面分布由灣內(nèi)向灣外呈降低之勢。夏季石油類的平面分布呈灣口高灣內(nèi)低的格局。春季東山灣海水中石油類含量與Chl-a呈顯著相關(guān)關(guān)系。

(2)東山灣表層沉積物中石油類含量變化范圍為12.5 ～127.0 mg/kg，平均值為61.5 mg/kg，其含量均符合沉積物質(zhì)量一類標(biāo)準(zhǔn)。東山灣表層沉積物未受到石油類沾污。東山灣沉積物中石油類含量分布呈現(xiàn)灣口高灣內(nèi)低、中部高西部低的格局。東山灣沉積物和海水中石油類含量的相關(guān)性較差。

(3)東山灣海域養(yǎng)殖貝類體石油烴含量水平范圍為5.20～14.4 mg/kg，平均值為8.67 mg/kg，其含量均符合海洋生物質(zhì)量一類標(biāo)準(zhǔn)。東山灣養(yǎng)殖貝類體總體已受到石油烴沾污。其含量由高到低依次排列為：菲律賓蛤仔、華貴櫛扇貝、僧帽牡蠣、雜色鮑、波紋巴菲蛤、泥蚶、縊蟶。與2007年的調(diào)查結(jié)果相比，東山灣貝類受石油烴污染有減輕之勢。

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福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點實驗室的國家海洋局海洋公益性行業(yè)科研專項“東南沿海半封閉海灣對人類活動干擾的響應(yīng)評價、生態(tài)重構(gòu)技術(shù)和示范”(201005012)；“東山灣受損生境修復(fù)生態(tài)工程和效果評價技術(shù)集成與示范”(201305043-4)；福建省省屬公益類科研院所基本科研專項“石油烴對中肋骨條藻的毒性效應(yīng)及其蛋白質(zhì)遺傳網(wǎng)絡(luò)的研究”(2013R001-2).

X8；P7

A

1005-9857(2015)10-0073-05