江婷婷

摘要：指出了隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國沿海地區(qū)環(huán)境污染問題日趨嚴重。各類金屬的大量使用使得近岸生態(tài)系統(tǒng)備受壓力。近岸沉積物中檢測到了較高的金屬濃度，特別是在重工業(yè)密集區(qū)，金屬濃度相當高。工業(yè)和生活污水排放、礦業(yè)、冶煉業(yè)、電子垃圾回收是導致中國近岸金屬污染重要來源。對我國近岸環(huán)境的金屬污染情況以及存在問題進行了綜述。研究結(jié)果表明：近岸環(huán)境的金屬污染與加速的經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān)。我國近岸金屬污染增加了人類通過海產(chǎn)品消費而攝入金屬的風險，金屬的排放亟需得到更為嚴格的控制。

關(guān)鍵詞：金屬；近岸環(huán)境；污染現(xiàn)狀；存在問題

中圖分類號： X54

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06018203

1. 引言

沿海地區(qū)是人類生存發(fā)展的重要區(qū)域，然而往往也是人為污染的承泄區(qū)。過去的數(shù)十年里，沿海地區(qū)頻繁的人類活動使得近岸生態(tài)系統(tǒng)承受著巨大壓力。各種有毒污染物的輸入導致近岸生態(tài)系統(tǒng)退化，野生動物棲息地喪失，甚至危害人類健康[1～3]。

自然環(huán)境中的金屬含量因地理位置的差異而有所不同。有機污染物可以通過生物或者化學過程進行降解使毒性降低，而金屬污染物卻是不可降解污染物。它們可以在沉積物中大量聚集，也能從沉積物中釋放。金屬污染對環(huán)境和生物的影響多種多樣且長期持續(xù)。尤其是，有毒金屬被海洋生物吸收后進入食物鏈，逐漸傳遞給更高營養(yǎng)級，直至傳遞給人類食用的海鮮產(chǎn)品，給人類健康帶來巨大風險[4]。日本20世紀50年代的“水俁病”及60年代的“骨痛病”震驚世界，分別是由汞中毒和鎘中毒引起的，自此引起了人們對水環(huán)境金屬污染的廣泛關(guān)注。如今，我國也面臨著金屬污染的風險。2009年，中國環(huán)保局記錄了12起金屬污染事件，共計4035人血鉛超標，182人鎘超標[5]。頻繁的金屬污染事件遍及全國，為政府和公眾敲響了警鐘[6]。

我國的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）已超越日本，位居世界第二[7]。自1979年，改革開放基本國策落實后，國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，隨之而來的是環(huán)境問題。城市化和工業(yè)化進程中生產(chǎn)和使用了大量的金屬等化學品。工業(yè)排放導致的淡水污染事件非常普遍，廣闊的海洋環(huán)境因其巨大的稀釋作用，此類事故較少。然而，市政建設(shè)廢水和工業(yè)廢水通過河流進入海洋，并且在沿海地區(qū)聚集，使我國的沿海和河口生態(tài)系統(tǒng)面臨著巨大的金屬污染壓力。政府報告顯示面積為29720km2的沿海地區(qū)受到嚴重污染[8]。我國沿海資源豐富，珊瑚礁、紅樹林和海草生態(tài)系統(tǒng)孕育了豐富的海洋生物。我國海產(chǎn)品需求量增長迅猛，2005年人均消費約25kg，而1985年僅人均7kg[9]，海產(chǎn)品消費潛在風險加強。同時，我國是最大的海產(chǎn)品出口國。據(jù)估算，我國2002年的貝類出口量為960萬t[10]。對于出口產(chǎn)品是否被污染引起廣泛關(guān)注?？傊私馕覈董h(huán)境的金屬污染現(xiàn)狀和存在的問題對中國的海產(chǎn)品業(yè)、公眾健康，以及沿海環(huán)境管理的可持續(xù)發(fā)展都十分重要。

2 中國近岸環(huán)境金屬污染的來源

金屬進入海洋的幾種途徑主要包括河流輸入、大氣沉降和工業(yè)排放。其中又以陸源的徑流輸入為主，農(nóng)業(yè)化肥、采礦廢水、工業(yè)和市政建設(shè)污水被排入河流，隨之進入近岸地區(qū)。我國被譽為“世界工廠”，重工業(yè)化導致大量污染物釋放到環(huán)境中。據(jù)推算，2008年我國向水環(huán)境排放的工業(yè)廢水達2.4億t[11]。污染途徑也包括直接排入海洋。2004～2008年期間，每年都有超過13萬t的工業(yè)廢水直接進入海洋。

沿海地區(qū)相較于內(nèi)陸地區(qū)，人口更多，人類活動更頻繁。我國城市的空間分布也符合這一規(guī)律，多集中于沿海地區(qū)，特別是長江三角洲、珠江三角洲和京津唐地區(qū)。市政建設(shè)污水年均排放量從2003年的4.5億t增長到2008年的5.7億t[12]。長江、珠江和閩江是污染物入海的三條主要河流。

大氣沉降是金屬進入大海的另一條途徑。例如，Zhang，et al.[13]估算我國的粉塵年均排放量為100萬t，其中50%經(jīng)過遠程傳輸?shù)搅颂窖笊踔粮h。東海位于亞洲沙塵暴的路徑上。因此，可推測大氣沉降可以向東海輸入大量的化學成分。有研究表明，大氣匯集的金屬（如銅）在長江河口和珠江河口含量增加[14]。

3 我國近岸沉積物中的金屬污染

排入環(huán)境中的金屬可分布于環(huán)境中的不同要素中，包括水、空氣、土壤、沉積物中和生物體內(nèi)。海洋環(huán)境中，沉積物里積累了大量的金屬，且這些金屬呈活性狀態(tài)，可以被生物利用，產(chǎn)生毒性效應，如不加以控制，會大范圍擴散[14]。沉積物中金屬的化學態(tài)與沉積物的成分相關(guān)，這決定了它的的遷移、生物利用性和毒性[15]。例如，綁定于沉積物可交換相的金屬更易被動物腸道吸收，而綁定在可還原相的金屬則呈現(xiàn)惰性，生物可利用性較低[4]。

3.1 我國北方近岸環(huán)境金屬污染

我國北方的水污染比南方嚴重。北方的遼河、海河、淮河和松花江都有不同程度的污染現(xiàn)象。近年來，渤海環(huán)境由于沿岸密集的污染源，而引起人們的高度重視。其77000km2面積的海域是重要的經(jīng)濟區(qū)和生態(tài)區(qū)。過去20年里，由于過度開采或捕撈、富營養(yǎng)化、以及嚴重的污染，渤海的漁業(yè)資源急速衰退，渤海被認為是我國污染最為嚴重的海域之一。

錦州灣是金屬污染的典型案例。它位于渤海西北部的遼東灣，是一塊平均水深3.5m，面積約為120km2的半封閉海域。沿岸分布著密集的工業(yè)區(qū)。自20世紀70年代末期，排入海中的金屬Zn，Pb，Cd，Hg濃度驟升[16]。葫蘆島的鉛鋅冶煉廠是亞洲最大的鉛鋅冶煉廠之一，周邊地區(qū)污染嚴重。Zheng，et al.[17]曾報道過附近河流沉積物中的Hg，Pb，Cd，Zn和Cu濃度分別為133，1551，1463，19789和1072mgkg-1。而錦州灣海水中的Cu，Pb，Zn和Cd濃度范圍分別為1.7～3.5，0.4～1.2，21.8～39.2和1.7～2.0μgL-1[18]。2006年，發(fā)現(xiàn)了濃度高達100μgL-1的Zn，而其它金屬濃度也相當高。這一地區(qū)Hg污染也十分嚴重。Wang，et al.[19]研究顯示，錦州灣沉積物和海水中的總汞（THg）濃度分別為0.5～64mgkg-1and 39～2700ngL-1，這一結(jié)果比背景濃度放大了1～3個數(shù)量級。最高的甲基汞（MeHg）濃度為3ngL-1。淡水水生植物中的THg和MeHg濃度為5.2～100μgkg-1和0.15-12μgkg-1。顯然，錦州灣的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)被金屬污染嚴重破壞。渤海灣西北部的居民有很高的金屬中毒風險[20]。

膠州灣是中國北方地區(qū)的另一個半封閉海灣，也遭受著嚴重的金屬污染。沿岸十余條河流匯聚入灣，同時也向灣中輸入了大量的工業(yè)和生活廢物。這一地區(qū)最大的金屬污染源是廢水排放。據(jù)估算，每年約23×107t的廢水排入膠州灣，其中40%為工業(yè)廢水[21]。Deng，et al.[22]的研究表明膠州灣東北部由于海水交換更弱，污染較重。李村河口和墨水河都發(fā)現(xiàn)了高濃度的Zn，Ni和Cd。被污染的河口沉積物中發(fā)現(xiàn)的Cu，Zn，Pb和Cd濃度高達600mgkg-1，950mgkg-1，195mgkg-1和27mgkg-1，證明了河流輸入了大量金屬。

3.2 我國南方近岸環(huán)境金屬污染

長江是世界第三大河，年徑流量29400m3/s，輸沙量500Mt/year[23]。長江中懸浮沉積物高于其它國家的河流[24]，說明有大量的金屬被輸入東海。杭州灣和東海大陸架發(fā)現(xiàn)了較高的金屬濃度，超過80%的金屬沉積于大陸架和長江河口地區(qū)。Lin，et al.[25]的研究顯示我國東南海域的溶解Pb（～128ngL-1）比太平洋高7倍，溶解Pb在表層海水的空間分布呈向深海增長趨勢，說明氣溶膠會影響表層溶解Pb。

香港地區(qū)也遭受著金屬污染威脅。吐露港和維多利亞灣由于封閉的自然條件和高金屬輸入，沿岸沉積物中發(fā)現(xiàn)了高濃度的金屬。臺風庇護所發(fā)現(xiàn)了極高濃度的Cu（>6gkg-1）和Cr（>1.3gkg-1）[26]。盡管香港的許多工廠已向內(nèi)陸搬遷，對污染物排放的控制也更加嚴格，但香港一些地區(qū)沉積物的金屬濃度仍然保持相當高的濃度。

Ip，et al.[3]發(fā)現(xiàn)珠江河口的Cu，Pb和Zn自20世紀70年代后顯著增加。濱海沉積物中的Cd、Zn和Ni濃度范圍分別為2.8～4.7、239～346和25～122mgkg-1。并且，大部分（35%～47%）Pb、Cd和Zn與可交換相密切相關(guān)，意味著這些金屬有較強的生物利用性和遷移性[27]。深圳灣位于珠江河口的東部，其沉積物中發(fā)現(xiàn)了濃度高達566mgkg-1的Zn。Gao，et al.[28]對大亞灣核電站周圍的沉積物進行了研究，結(jié)果表明表層沉積物還沒有被金屬污染。近期的研究顯示深圳和廈門地區(qū)的紅樹林沉積物都被Zn污染，兩地區(qū)Zn濃度分別為252mgkg-1和194mgkg-1。我國東南沿海紅樹林表層沉積物中的THg濃度范圍為2.3～903μgkg-1，平均值89μgkg-1。

4 我國近岸環(huán)境污染的危害

我國近岸海域正受到污染的嚴重威脅，沿海經(jīng)濟發(fā)展與海洋環(huán)境保護的矛盾日益尖銳。我國擁有約300萬km2的海域，其中近岸海域約為37萬km2。由于受陸地影響最為直接，隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和海洋資源開發(fā)，部分近岸海域污染程度日益加劇，整體環(huán)境質(zhì)量不斷下降。近岸海域不同程度受到各種有害污染物的污染，其中以渤海、東海最為嚴重。

陸源污染是近岸海域污染的元兇。據(jù)統(tǒng)計，我國陸源污染物占入海污染物總量的80%以上，20世紀90年代初每年排海污水為80億t，以年均3億t遞增，近年來，入海污水超過100億t，各種有害污染物達180萬t。大量無機氮、活性磷酸鹽、石油類、化學需氧量和重金屬污染物，使近岸海域海水超四類（含四類）水質(zhì)占46.5%，達一類海水水質(zhì)僅占14.7%[29]。污染使我國赤潮發(fā)生頻率急劇上升，且面積越來越大，持續(xù)時間越來越長。據(jù)統(tǒng)計，20世紀60年代，我國海域僅發(fā)生過3次赤潮，進入90年代，記錄到的赤潮達200多次，平均每年20多次。

5 結(jié)語

沿海地區(qū)為人類的生存和發(fā)展提供了各種資源。然而，因其地理位置的特殊性—海陸交錯，沿海地區(qū)遭受了來自海陸兩方的污染壓力。在眾多的污染物中，金屬污染對沿海環(huán)境的影響尤為嚴重。重金屬被海洋生物吸收后進入食物鏈，直接或間接地傳遞給人類食用的海鮮產(chǎn)品，給人類健康帶來巨大風險。

我國近岸地區(qū)由于金屬污染，正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)的金屬濃度與當?shù)氐墓I(yè)化水平相一致。也就是說工業(yè)化程度越高，其金屬污染狀況就可能越嚴重。然而，盡管對于金屬污染的防治，相關(guān)部門已經(jīng)采取相關(guān)措施。例如對污水排放的限制等，但是其污染狀況仍沒有得到有效的遏制，一些水生生物體內(nèi)的金屬含量仍超過安全范圍?？紤]到海產(chǎn)品生產(chǎn)和公共衛(wèi)生問題，對近岸環(huán)境的金屬污染，我們應給予更多的關(guān)注。應采取更嚴格的環(huán)境保護措施來控制人為來源的金屬排放。此外，提高公眾海洋環(huán)境保護意識對于保持近岸環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展也至關(guān)重要。

參考文獻：

[1]MORTON B，BLACKMORE G.South China Sea[J].Marine Pollution Bulletin，2001，42（12）：1236～63.

[2]FUNG C，LAM J，ZHENG G，et al.Mussel-based monitoring of trace metal and organic contaminants along the east coast of China using Perna viridis and Mytilus edulis[J].Environmental Pollution，2004，127（2）：203～16.

[3]IP C，LI X，ZHANG G，et al.Over one hundred years of trace metal fluxes in the sediments of the Pearl River Estuary，South China[J].Environmental Pollution，2004，132（1）：157～72.

[4]WANG W-X.Interactions of trace metals and different marine food chains[J].Marine ecology Progress series，2002（243）：295～309.

[5]WANG Q.China cracks down on heavy metal pollution[N].China Daily，2009.

[6]FENG X.Mercury pollution in China—an overview[M].Dynamics of Mercury Pollution on Regional and Global Scales.Springer.2005：657～78.

[7]BARBOZA D.China passes Japan as second-largest economy[N].The New York Times，2010.

[8]國家海洋局.海洋環(huán)境信息[R].北京：國家海洋局，2008.

[9]LINDKVIST K B，WANG Z，HANSEN G H，et al.The Chinese seafood industry：structural changes and opportunities for Norwegians[J].2005.

[10]WANG R，ZHENG X.Progress of marine shellfishes culture in China and its prospect[J].Journal of Ocean University of China（Natural Science），2003，34（5）：775～80.

[11]國家海洋局.海洋環(huán)境質(zhì)量報告[R].北京：國家海洋局，2008.

[12]ZHANG X Y，ARIMOTO R，AN Z S.Dust emission from Chinese desert sources linked to variations in atmospheric circulation[J].Journal of Geophysical Research：Atmospheres（1984～2012），1997，102（D23）：28041～7.

[13]國家海洋局.海洋環(huán)境信息[R].北京：國家海洋局，2009.

[14]LUOMA S N，RAINBOW P S，LUOMA S.Metal contamination in aquatic environments：science and lateral management[M].Cambridge University Press，2008.

[15]CAMPBELL P G，TESSIER A.Ecotoxicology of metals in the aquatic environment： geochemical aspects[J].Ecotoxicology：A hierarchical treatment，1996：11～58.

[16]XU B，YANG X，GU Z，et al.The trend and extent of heavy metal accumulation over last one hundred years in the Liaodong Bay， China[J].Chemosphere，2009，75（4）：442～6.

[17]ZHENG N，WANG Q，LIANG Z，et al.Characterization of heavy metal concentrations in the sediments of three freshwater rivers in Huludao City，Northeast China[J].Environmental Pollution，2008，154（1）：135～42.

[18]WAN L，WANG N，LI Q，et al.Distribution of dissolved metals in seawater of Jinzhou Bay，China[J].Environmental Toxicology and Chemistry，2008，27（1）：43～8.

[19]WANG S，JIA Y，WANG S，et al.Total mercury and monomethylmercury in water，sediments，and hydrophytes from the rivers，estuary，and bay along the Bohai Sea coast，northeastern China [J].Applied Geochemistry，2009，24（9）：1702～11.

[20]ZHENG N，WANG Q，ZHANG X，et al.Population health risk due to dietary intake of heavy metals in the industrial area of Huludao city，China[J].Science of the Total Environment，2007，387（1）：96～104.

[21]ZHANG L，WANG Q.Preliminary study on health risk from mercury exposure to residents of Wujiazhan town on the Dier Songhua river，Northeast China[J].Environmental geochemistry and health，2006，28（1～2）：67～71.

[22]DENG B，ZHANG J，ZHANG G，et al.Enhanced anthropogenic heavy metal dispersal from tidal disturbance in the Jiaozhou Bay，North China[J].Environmental monitoring and assessment，2010，161（1～4）：349～58.

[23]ZHANG J.Geochemistry of trace metals from Chinese river/estuary systems：an overview[J].Estuarine，Coastal and Shelf Science，1995，41（6）：631～58.

[24]M LLER B，BERG M，YAO Z P，et al.How polluted is the Yangtze river？Water quality downstream from the Three Gorges Dam[J].Science of the total environment，2008，402（2）：232～47.

[25]LIN F-J，HSU S-C，JENG W-L.Lead in the southern East China Sea[J].Marine Environmental Research，2000，49（4）：329～42.

[26]TANNER P A，LEONG L S，PAN S M.Contamination of heavy metals in marine sediment cores from Victoria Harbour，Hong Kong[J].Marine Pollution Bulletin，2000，40（9）：769～79.

[27]LI Q，WU Z，CHU B，et al.Heavy metals in coastal wetland sediments of the Pearl River Estuary，China[J].Environmental Pollution，2007，149（2）：158～64.

[28]GAO X，ARTHUR C，WANG G，et al.Environmental status of Daya Bay surface sediments inferred from a sequential extraction technique[J].Estuarine，Coastal and Shelf Science，2010，86（3）：369～78.

[29]國家海洋局.海洋環(huán)境質(zhì)量報告[R].北京：國家海洋局，2013.