姜錦林，周軍英，劉仁彬,2，單正軍，王曉蓉

1. 國(guó)家環(huán)境保護(hù)農(nóng)藥環(huán)境評(píng)價(jià)與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042 2. 南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210009 3. 南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，南京 210023

我國(guó)正處于新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化快速發(fā)展階段，水污染防治任務(wù)繁重艱巨。水環(huán)境保護(hù)事關(guān)人民群眾切身利益，事關(guān)全面建成小康社會(huì)，事關(guān)實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)。為切實(shí)加大水污染防治力度，保障國(guó)家水安全，國(guó)務(wù)院于2015年4月正式發(fā)布“水十條”，明確提出全力保障水生態(tài)環(huán)境安全計(jì)劃，以及強(qiáng)化飲用水水源環(huán)境保護(hù)、保障飲用水源安全、深化重點(diǎn)流域污染防治的要求，其中，提出到2020年，太湖、巢湖和滇池富營(yíng)養(yǎng)化水平需有所好轉(zhuǎn)。因此，加強(qiáng)對(duì)太湖流域，尤其是太湖重點(diǎn)湖區(qū)和水源地重點(diǎn)污染物的調(diào)查研究十分重要。

自2007年太湖水危機(jī)事件發(fā)生以來(lái)，國(guó)家和江蘇省相繼編制了《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》和《江蘇省太湖流域水環(huán)境綜合治理實(shí)施方案》，同時(shí)，太湖流域各地市也根據(jù)以上政策的部署，結(jié)合自身流域的特點(diǎn)積極開(kāi)展了污染的藍(lán)藻巡檢和綜合治理工作，連續(xù)5年實(shí)現(xiàn)國(guó)務(wù)院提出的“兩個(gè)確?！钡哪繕?biāo)，即確保飲用水安全，確保不發(fā)生大面積湖泛。流域生態(tài)環(huán)境總體呈現(xiàn)出水質(zhì)持續(xù)改善、污染穩(wěn)定下降、生態(tài)逐步恢復(fù)的良好局面。但是太湖治理絕不是一個(gè)短期的過(guò)程，當(dāng)前太湖水環(huán)境形勢(shì)仍不容樂(lè)觀，雖然近幾年湖體富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)得到初步改善，但太湖藻型生境條件還沒(méi)有根本改變，一旦外部條件適宜，太湖仍會(huì)出現(xiàn)較大面積藍(lán)藻聚集，甚至發(fā)生湖泛。治理工作任重道遠(yuǎn)，需要確保湖體水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，尤其要確保飲用水源安全。藻毒素作為太湖富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華的重要特征污染物，其在太湖水體中的濃度監(jiān)測(cè)、時(shí)空分布和影響因素等在近些年的太湖治理工作中沒(méi)有得到重視，尤其是其經(jīng)食物鏈對(duì)人體健康的影響及相關(guān)治理對(duì)策研究較少，相關(guān)研究亟需開(kāi)展。

1 太湖及其水污染概況(The general situation of Lake Taihu and its water pollution)

1.1 太湖背景資料

太湖流域地處長(zhǎng)江三角洲南翼，北抵長(zhǎng)江，東臨東海，南濱錢(qián)塘江，西以天目山、茅山等山區(qū)為界。流域面積約3.69萬(wàn)km2，行政區(qū)劃分屬江蘇、浙江、上海和安徽3省1市。據(jù)2014年太湖流域水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)，2014年太湖流域總?cè)丝? 993萬(wàn)人，占全國(guó)總?cè)丝诘?.4%；GDP 63 055億元，占全國(guó)GDP的9.9%；人均GDP 10.4萬(wàn)元，是全國(guó)人均GDP的2.2倍。

太湖位于長(zhǎng)江三角洲的南緣，地處亞熱帶，古稱震澤、具區(qū)，又名五湖、笠澤，是中國(guó)五大淡水湖之一，界北緯30°55'40"～31°32'58"和東經(jīng)119°52'32"～120°36'10"之間，橫跨江、浙兩省，北臨無(wú)錫，南瀕湖州，西依宜興，東近蘇州。太湖湖泊面積2 427.8 km2，水域面積為2 338.1 km2，湖岸線全長(zhǎng)393.2 km。其西和西南側(cè)為丘陵山地，東側(cè)以平原及水網(wǎng)為主。太湖河港縱橫，河口眾多，有主要進(jìn)出河流50余條。太湖水系呈由西向東泄瀉之勢(shì)，平均年出湖徑流量為75億m3，蓄水量為44億m3。

太湖流域地區(qū)雖然水資源相對(duì)豐沛，但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早，積聚了大量人口、工業(yè)高度集中、農(nóng)業(yè)十分發(fā)達(dá)，區(qū)域水環(huán)境往往難以承受巨大的環(huán)境壓力。目前的水質(zhì)狀況雖有局部改善，但不容樂(lè)觀，河湖富營(yíng)養(yǎng)化狀況非常嚴(yán)重，同時(shí)太湖流域也存在許多重要的水源地，實(shí)施流域保護(hù)以滿足太湖流域內(nèi)供水、用水安全，具有十分重要的意義。

太湖近30年水質(zhì)變化趨勢(shì)如圖1所示，水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源于江蘇省環(huán)保廳環(huán)境狀況年度公報(bào)。從“七五”開(kāi)始到“十三五”的近30年期間，總氮一直呈現(xiàn)高位波動(dòng)，“十一五”以來(lái)有所下降，但一直處于劣Ⅴ類；而總磷從20世紀(jì)90年代初期起急劇上升，“九五”之后呈波段式下降趨勢(shì)。太湖富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)在“八五”末期從輕度轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸雀粻I(yíng)養(yǎng)化，一直持續(xù)到“十一五”中期，自2009年起已下降至輕度富營(yíng)養(yǎng)化水平。由此可見(jiàn)，近幾年湖體富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)已得到初步扭轉(zhuǎn)，但需要明確的是太湖藻型生境條件還沒(méi)有根本改變，一旦外部條件適宜，太湖仍會(huì)出現(xiàn)較大面積藍(lán)藻聚集，甚至發(fā)生湖泛。還需注意的是，近年來(lái)太湖水污染及藍(lán)藻監(jiān)測(cè)預(yù)警工作的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目基本集中在水溫、透明度、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、葉綠素a和藻類密度等。而對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)污染和藍(lán)藻水華的特征污染物，即不同類型的藻毒素含量的監(jiān)測(cè)均不涉及，個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)還僅來(lái)源于一些科研項(xiàng)目的開(kāi)展，相關(guān)數(shù)據(jù)的缺乏使得管理部門(mén)對(duì)藍(lán)藻水華的生態(tài)和健康危害缺乏深刻認(rèn)識(shí)。太湖西部和北部全年大部分時(shí)間都存在水華，即便是在冬季或者非水華期，也不能忽視微囊藻產(chǎn)毒能力的影響，Li等[1]對(duì)太湖南泉水域2009年5月至12月產(chǎn)毒微囊藻的環(huán)境豐度及其微囊藻毒素-LR產(chǎn)毒能力進(jìn)行研究，結(jié)果表明，太湖南泉水域全年大部分時(shí)間存在水華，產(chǎn)毒微囊藻為其優(yōu)勢(shì)藻，產(chǎn)毒微囊藻的環(huán)境豐度及其微囊藻毒素-LR產(chǎn)毒能力的動(dòng)態(tài)變化和水溫密切相關(guān)，但值得注意的是冬季產(chǎn)毒微囊藻產(chǎn)毒能力顯著增強(qiáng)，這提示在水華和非水華期內(nèi)對(duì)藍(lán)藻毒素的防治都應(yīng)予以重視。

圖1 太湖近30年水質(zhì)變化趨勢(shì)圖Fig. 1 Tendency chart of water quality in Lake Taihu in recent 30 years

一直以來(lái)，太湖流域的西部和西北部片區(qū)都是太湖污染防治的重中之重，入湖水量占太湖總?cè)牒康?0.9%，V類和劣V類入湖河流主要分布在這一區(qū)域，日趨嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重地制約這些區(qū)域的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。尤其是西北部的竺山湖、梅梁灣和五里湖等湖灣，水質(zhì)基本都劣于V類。由于污染，近30年來(lái)生物的多樣性發(fā)生了巨大變化，太湖的大型水生植物類群退化，浮游植物種群數(shù)量不斷減少，浮游動(dòng)物單位個(gè)數(shù)也不斷下降，底棲動(dòng)物種類明顯下降，而耐污的浮游和底棲動(dòng)物種類數(shù)量呈逐漸增加趨勢(shì)。在太湖的西部，河道污染物輸入是太湖主要的外源污染，是流域點(diǎn)源、非點(diǎn)源污染的綜合表現(xiàn)?；旧咸饔?5條主要入湖河流的污染負(fù)荷能占太湖入湖污染總負(fù)荷的80%以上，這些河流的入湖口絕大多數(shù)位于太湖西部和偏西北部。因此，保障西部湖區(qū)的水環(huán)境安全和水環(huán)境質(zhì)量，具有十分重要的意義。

1.2 太湖湖庫(kù)型飲用水源地分布和常規(guī)水質(zhì)現(xiàn)狀

太湖流域經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)和治理，尤其是2007年以后，流域內(nèi)各省市根據(jù)《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》、《太湖流域水資源綜合規(guī)劃》以及《太湖流域綜合規(guī)劃》等規(guī)劃，進(jìn)一步調(diào)整和完善流域飲用水水源地布局，初步形成了以長(zhǎng)江、太湖一太浦河一黃浦江、山丘區(qū)水庫(kù)及東苕溪為主，多源互補(bǔ)、互備的流域供水水源總體格局，提高了以太湖、長(zhǎng)江和太浦河等優(yōu)質(zhì)水源作為取水水源的集中式飲用水水源地供水比重。其中，太湖湖庫(kù)型水源地主要包括貢湖水源地、太湖金墅港水源地、太湖漁洋山水源地和太湖廟港水源地等。具體飲用水源地分布和水廠情況如表1所示，近2年太湖飲用水源地水質(zhì)常規(guī)指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況如表2所示。

1.3 太湖藻毒素污染現(xiàn)狀

太湖水華特征污染物為微囊藻毒素(MCs)，其對(duì)人類健康的影響引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。水體中藻類的生長(zhǎng)和死亡均可引起藻毒素的釋放，其中最常見(jiàn)的毒素為微囊藻毒素-LR(MC-LR)和微囊藻毒素-RR(MC-RR)。MC-LR作為迄今已發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的促肝癌劑，主要作用于肝臟的肝細(xì)胞和肝巨噬細(xì)胞，較低劑量就可導(dǎo)致肝臟損傷[2-5]。有流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)江蘇海門(mén)、廣西福綏等地原發(fā)性肝癌的高發(fā)均與飲用水中MC-LR有密切關(guān)系；飲用水中MCs污染與漁民肝臟血清酶的增高可能存在正相關(guān)。還有研究表明，太湖地區(qū)飲用水中MCs污染與小學(xué)生肝功能損傷之間具有正相關(guān)性[5-7]。太湖作為環(huán)太湖城市主要飲用水水源地，了解其水體中MCs的污染狀況顯得尤為重要。

周偉杰等[7]于2009年7月—2010年6月期間，檢測(cè)無(wú)錫、蘇州和湖州三城市水源水及出廠水中MC-LR的含量，結(jié)果顯示，水源水中MC-LR的濃度為(0.0739±0.0588) μg·L-1，檢出率為60.0%(72/120)，均顯著高于出廠水的(0.0459±0.0437) μg·L-1和28.8%(45/156)。水源水和出廠水中MC-LR含量的高峰均出現(xiàn)在10月份前后。無(wú)錫市水源水中MC-LR的含量和檢出率均最高，其次是蘇州市，湖州市最低，但三城市出廠水中MC-LR的含量均未超標(biāo)。衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)表明，自2005年以來(lái)，太湖貢湖灣每年有大面積藍(lán)藻水華覆蓋，尤其是2007年以后發(fā)生水華的頻率明顯增加。2009年7、8月在貢湖灣發(fā)生大面積藍(lán)藻水華。2009年在貢湖灣研究區(qū)域內(nèi)測(cè)得總磷(TP)最高達(dá)0.269 mg·L-1，水華暴發(fā)時(shí)的Chl a最高達(dá)703.04 μg·L-1。2009年3月至2010年2月水源地水柱中溶解態(tài)微囊藻毒素濃度范圍為ND～0.554 μg·L-1[8]。本研究團(tuán)隊(duì)從2015年開(kāi)始，定期監(jiān)測(cè)太湖中竺山湖南、竺山湖中、百瀆港、椒山和雅浦港等特定點(diǎn)位的溶解性總MCs濃度，結(jié)果如表3所示，可見(jiàn)竺山湖和西部湖區(qū)椒山點(diǎn)位溶解性總MCs含量相對(duì)較高。

2 藻毒素時(shí)空分布特征、環(huán)境影響因子及其遷移轉(zhuǎn)化研究進(jìn)展(Research progress on spatio-temporal distribution, migration and transformation of algal toxins, and its environmental factors)

太湖屬于大型淺水湖泊，藍(lán)藻水華發(fā)生受一系列因素影響，如溫度、日光、水體擾動(dòng)、pH值和水體氮磷濃度等[9]。到目前為止，人類活動(dòng)和藍(lán)藻發(fā)生之間的關(guān)系并沒(méi)有被清楚認(rèn)識(shí)。王經(jīng)結(jié)等[10]采用高效液相色譜法(HPLC)對(duì)太湖水體中溶解態(tài)微囊藻毒素(MC-LR和MC-RR)濃度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，MCs表底層濃度基本一致，在一天之內(nèi)的變化沒(méi)有明顯規(guī)律；冬季MCs濃度較高；位于竺山灣和西部沿岸地區(qū)的2個(gè)點(diǎn)的MCs濃度在一年之中變動(dòng)較大；MC-LR濃度一般大于MC-RR，但在8、9兩月出現(xiàn)相反的結(jié)果；水中溶解性MCs與總氮呈顯著正相關(guān)，與總磷無(wú)顯著相關(guān)性；在藍(lán)藻暴發(fā)期，MC-LR與總氮、總磷、懸浮固體(SS)、總有機(jī)碳和藍(lán)藻生物量呈顯著正相關(guān)。魏代春等[11]于2013年6—10月間分析水體中3種微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR和MC-YR)與總氮、總磷、Chl-a和高錳酸鹽指數(shù)等富營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的相關(guān)性，結(jié)果表明，太湖MCs污染較嚴(yán)重，其濃度的空間分布特征為：梅梁灣>貢湖、西部沿岸區(qū)>湖心區(qū)>胥湖區(qū)、南部湖區(qū)，并以MC-LR濃度最高；MC-LR、MC-RR、MC-YR及MCs均與高錳酸鹽指數(shù)、總氮、總磷、Chl-a呈顯著正相關(guān)；結(jié)合飲用水中MC-LR和MCs的標(biāo)準(zhǔn)限值分析得出，太湖Chl-a的閾值是12.26 mg·m-3。為評(píng)估太湖營(yíng)養(yǎng)率和營(yíng)養(yǎng)限制的關(guān)系，Ma等[12]研究了太湖近無(wú)錫處常量營(yíng)養(yǎng)元素富集對(duì)浮游植物生物量和生長(zhǎng)率的影響，發(fā)現(xiàn)同時(shí)添加N和P比單獨(dú)添加N或P使浮游植物生長(zhǎng)率更高，且N為試驗(yàn)期間太湖浮游植物生長(zhǎng)的限制性因子。研究表明，當(dāng)TN∶TP≤18.9～56.7時(shí)，N為限制性因子；而當(dāng)TN∶TP>18.9～56.7時(shí)，P為浮游植物生長(zhǎng)限制性因子。

表1 太湖飲用水源地分布情況Table 1 The distribution of drinking water sources in Lake Taihu

表2 2014年和2015年太湖飲用水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況Table 2 Water quality of Lake Taihu drinking water source in 2014 and 2015

表3 2015年和2016年上半年太湖特定點(diǎn)位溶解性總藻毒素(MCs)濃度(μg·L-1)監(jiān)測(cè)情況Table 3 The concentration (μg·L-1) of total soluble microcystins (MCs) at specific sites in Lake Taihu in 2015 and the first half of 2016

注：a，2015年12個(gè)月的數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差形式表示。

Note: a, the annual average of 2015 expresses as the mean value ± standard deviation.

太湖中宇宙研究表明，由風(fēng)力帶來(lái)的水力擾動(dòng)(turbulence)對(duì)太湖產(chǎn)毒微囊藻競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)MCs能力有顯著影響，可能增加水體MCs暴露風(fēng)險(xiǎn)。在擾動(dòng)條件下，水體總毒素濃度和胞外溶解性毒素含量顯著增加，比平靜水體相關(guān)毒素濃度增加3～4倍。并且短期的擾動(dòng)有利于產(chǎn)毒微囊藻種群增長(zhǎng)，生物量的累積同時(shí)也增加了MCs的積累。更甚者，強(qiáng)力的擾動(dòng)增加微囊藻團(tuán)體的機(jī)械損傷，增加了細(xì)胞裂解，導(dǎo)致更多的胞內(nèi)毒素泄露[13]。

前期研究表明，太湖所有產(chǎn)MCs藻基因型全部屬于微囊藻(Microcystis)，水華期間產(chǎn)毒微囊藻基因型比非水華期間更加多樣化[14]。李大命等[15]應(yīng)用熒光定量PCR對(duì)冬季太湖不同湖區(qū)底泥表面有毒微囊藻和總微囊藻種群豐度進(jìn)行調(diào)查，并基于PCR-DGGE技術(shù)對(duì)底泥中有毒微囊藻群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，微囊藻在太湖底泥表面分布廣泛，所有采樣點(diǎn)都檢測(cè)到有毒微囊藻存在，冬季太湖不同湖區(qū)表層底泥中有毒微囊藻群落結(jié)構(gòu)相似性較高，綜合分析定量PCR結(jié)果和底泥中葉綠素a和藻藍(lán)素濃度的測(cè)定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)2010年冬季太湖藍(lán)藻越冬主要集中在梅梁灣、竺山灣、貢湖灣和湖心。

MCs的一個(gè)重要環(huán)境歸趨與沉積物密切相關(guān)[16]，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)MCs可以結(jié)合在沉積物顆粒表面的特定位點(diǎn)時(shí)，發(fā)生吸附行為。沉積物的MCs吸附能力已有不少研究報(bào)道，至少約7%～10%的MCs可被水中的懸浮顆粒物吸附[17]。沉積物對(duì)MCs在一定程度上的解毒行為對(duì)于太湖這樣典型的淺水型湖泊非常有意義，因?yàn)榇嬖谔烊坏膹?qiáng)湖水-沉積物交互行為。但是太湖沉積物對(duì)溶解性MCs去除的具體貢獻(xiàn)值和影響因素，至今尚未明確。其中還牽涉到沉積物中微生物對(duì)藻毒素的降解，過(guò)程非常復(fù)雜。

天然水體中，MCs的另一個(gè)重要降解途徑為生物降解[18]，湖水中藻毒素的細(xì)菌降解已被眾多研究學(xué)者報(bào)道，同時(shí)，多株具備藻毒素降解能力的細(xì)菌已從太湖水體、沉積物等多種環(huán)境介質(zhì)中分離獲得。強(qiáng)化毒素降解能力工程菌的篩選，是未來(lái)降低湖泊水體藻毒素生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的一條可行措施，但目前相關(guān)研究還僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段，尚未獲得工程應(yīng)用。

3 藻毒素健康風(fēng)險(xiǎn)研究進(jìn)展(Research progress on health risk of algal toxin)

3.1 藻毒素飲用水安全性評(píng)估

飲用水是供給居民生活的用水，是水資源的一種；水源地的作用是涵養(yǎng)與供給水源，包括一定的水域和陸域，是水依托的生態(tài)環(huán)境。飲用水水源地的范圍一般較小，其功能主要是提供飲用用水。城市化進(jìn)程的加快和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來(lái)了很多水環(huán)境問(wèn)題，水環(huán)境問(wèn)題制約部分地區(qū)的社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。其中飲用水水源地水安全問(wèn)題在水環(huán)境問(wèn)題中尤為突出。對(duì)水源地做出合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有利于水源地的保護(hù)，有利于水源地的管理。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(USEPA)選取15個(gè)指標(biāo)組成指標(biāo)體系(Indexing System)，其中包括7個(gè)飲用水源狀況(condition)指標(biāo)，8個(gè)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性(vulnerabihty)指標(biāo)，對(duì)流域內(nèi)飲用水源的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。國(guó)內(nèi)已有水源地安全相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要包括水量、水質(zhì)和生態(tài)三個(gè)方面。目前太湖飲用水源地微囊藻毒素安全性評(píng)估開(kāi)展較少，幾個(gè)水源地均有藻毒素檢出，但經(jīng)過(guò)自來(lái)水廠常規(guī)處理(曝氣、過(guò)濾和加氯殺菌等)后，能去除約80%的溶解性毒素。但低濃度藻毒素長(zhǎng)期暴露對(duì)人體健康的風(fēng)險(xiǎn)，尚未清楚認(rèn)識(shí)，加之當(dāng)前太湖水環(huán)境形勢(shì)仍不容樂(lè)觀，因此，大力開(kāi)展太湖典型水源地藻毒素含量的水環(huán)境安全評(píng)估，意義重大。

3.2 藻毒素的水生生物累積風(fēng)險(xiǎn)

在有毒藍(lán)藻出現(xiàn)的水體中，MCs在水生生物體內(nèi)的累積，特別是在魚(yú)體內(nèi)各種器官(組織)中的分布與累積及其季節(jié)變化特征，直接關(guān)系到人類的食品安全。在太湖流域，淡水水產(chǎn)品占日常食物消費(fèi)總量較大，且有毒藍(lán)藻水華頻繁發(fā)生，因此，水產(chǎn)品的MCs污染對(duì)人類健康的影響不容忽視[5]。Zhang等[19]在2005年6月至11月期間于太湖梅梁灣捕獲了分屬不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的6種魚(yú)類，研究了其不同組織器官中MCs的含量，發(fā)現(xiàn)MCs (MC-RR+MC-YR+MC-LR)在魚(yú)體肝臟和腸道中的含量從高到低排序?yàn)椋簽V食性魚(yú)類>雜食性魚(yú)類>肉食性魚(yú)類；肌肉中含量排序?yàn)椋弘s食性魚(yú)類>濾食性魚(yú)類>肉食性魚(yú)類。其中，鯉魚(yú)肌肉中的MCs含量超過(guò)了世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定的0.04 μg MC-LR·kg-1BW的每日可耐受攝入量(TDI)限值。

Chen等[20]于2005年8月測(cè)定了太湖藍(lán)藻水華湖區(qū)獲得的多種脊椎生物(魚(yú)、龜、野鴨和水鳥(niǎo))中MCs的累積情況，濾食性魚(yú)類白鰱腸道中MCs含量達(dá)到了235 μg·g-1DW，但其他生物腸道中MCs含量均未超過(guò)0.1 μg·g-1DW。鯽魚(yú)肝臟中檢測(cè)出最高的MCs含量(150 μg·g-1DW)，其次是白鰱和翹嘴鲌，鯉魚(yú)中最低(3 μg·g-1DW)。龜、野鴨和水鳥(niǎo)肝臟中MCs濃度為18～30 μg·g-1DW。值得注意的是，夜鷺和綠頭鴨性腺、鳥(niǎo)蛋蛋黃和蛋白中檢測(cè)出了較高濃度的MCs，顯示出MCs對(duì)水鳥(niǎo)和野鴨胚胎的潛在毒性。

軟體動(dòng)物(蚌、螺)是重要的底棲動(dòng)物，主要攝食水體中懸浮的或基質(zhì)表面附著的藻類，因而，在發(fā)生有毒藍(lán)藻水華的水體中，容易攝取和累積MCs。軟體動(dòng)物是底棲動(dòng)物食性魚(yú)類(如鯉魚(yú)、青魚(yú)等)的餌料，MCs可通過(guò)食物鏈傳遞給魚(yú)類。在太湖流域，螺、蚌類和魚(yú)類被廣泛食用，因此，軟體動(dòng)物MCs污染導(dǎo)致的食品安全問(wèn)題不容忽視；此外，含MCs的軟體動(dòng)物還可被鳥(niǎo)類食用而危及生態(tài)安全。2003年和2004年對(duì)太湖梅梁灣中4種淡水蚌(背角無(wú)齒蚌、背瘤麗蚌、三角帆蚌和褶紋冠蚌)體內(nèi)各種器官的3種MCs(MC-LR、MC-YR和MC-RR)的季節(jié)變化特征研究后發(fā)現(xiàn)，所有蚌體內(nèi)各器官中的MCs含量的季節(jié)變化很大，而肝胰腺和腸道中MCs含量均在7、8月份出現(xiàn)明顯的高峰值。在分析的28個(gè)蚌足樣品中，有15個(gè)(54%)超過(guò)WHO建議的TDI值(每日0.04 μg MC-LR·kg-1BW)，表明了太湖藍(lán)藻水華區(qū)軟體動(dòng)物食用風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。值得慶幸的是，由于MCs的親水性很強(qiáng)，暫未發(fā)現(xiàn)MCs在水生態(tài)系統(tǒng)中有生物放大作用。

3.3 藻毒素在農(nóng)作物中的累積風(fēng)險(xiǎn)

近年來(lái)，富營(yíng)養(yǎng)化湖區(qū)經(jīng)常將含藍(lán)藻水華的水用于農(nóng)業(yè)灌溉，而且藍(lán)藻資源化還田行為也日益增多，1995年Kós等[21]首次報(bào)道MC-LR及藍(lán)藻粗提物能夠抑制薺菜幼苗的生長(zhǎng)，因此，藍(lán)藻毒素對(duì)作物的危害及其健康風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)始引起研究者的興趣，但是從已有的研究報(bào)道來(lái)看，不同作物對(duì)微MCs的耐受度和響應(yīng)情況并不一致，還沒(méi)有研究報(bào)道對(duì)此給出明確的解釋[22]，鑒于此，針對(duì)MCs在農(nóng)作物中的累積及其毒性效應(yīng)和健康風(fēng)險(xiǎn)的研究，能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中尋找合理的應(yīng)對(duì)措施提供理論支持，以保證農(nóng)產(chǎn)品安全。

我國(guó)的滇池、巢湖和太湖等地區(qū)，由于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，會(huì)有大量的MCs隨著農(nóng)業(yè)灌溉用水進(jìn)入農(nóng)田。目前已有學(xué)者對(duì)水稻、菠菜、萵苣、油菜和白菜等在MCs暴露下的相關(guān)毒理效應(yīng)進(jìn)行了初步研究[22-27]，但對(duì)毒性機(jī)理的研究還不夠深入，且劑量效應(yīng)關(guān)系的研究結(jié)果有時(shí)也有出入。大部分研究多關(guān)注MCs暴露下毒素在植物組織中的累積以及對(duì)植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和光合作用的毒性效應(yīng)和機(jī)理，如MCs暴露導(dǎo)致葉綠素含量下降、Chl a/Chl b比值改變、葉綠體超微結(jié)構(gòu)受到一定損傷等[26-27]，但對(duì)水華頻發(fā)區(qū)域的藻毒素經(jīng)農(nóng)作物對(duì)人體造成的健康風(fēng)險(xiǎn)關(guān)注不夠。

3.4 藻毒素對(duì)人類健康的危害

除了在水產(chǎn)品中累積，MCs還具有其他人體暴露途徑。有研究表明，在經(jīng)常接觸藍(lán)藻水華的35位巢湖漁民血清中檢測(cè)到MCs，平均濃度0.39 ng·mL-1，相當(dāng)于巴西血透析事件死亡病人的1/87，其日攝入量為2.2～3.9 μg MC-LR equivalent，可見(jiàn)MCs污染已不容小覷[3]。目前，研究較少涉及MCs對(duì)太湖流域人群健康的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，已有的研究結(jié)果差異也較大，鑒于目前太湖MCs的污染情況，科學(xué)評(píng)估太湖水源地MCs的健康風(fēng)險(xiǎn)已迫在眉睫。

有研究發(fā)現(xiàn)，相同MCs劑量下，水華浮沫中提取的物質(zhì)比MCs標(biāo)準(zhǔn)品的毒性更強(qiáng)，一般認(rèn)為這是由于混合提取物中有協(xié)助MCs進(jìn)入生物體的物質(zhì)，增強(qiáng)了MCs的生物利用率。因此，僅通過(guò)MCs標(biāo)準(zhǔn)品得出的毒性評(píng)估結(jié)果往往低于實(shí)際的暴露情景。1998年，WHO采納了Fawell等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他們進(jìn)行了為期13周的小白鼠MC-LR毒性試驗(yàn)，得出最大無(wú)作用劑量(NOAEL)為40 μg·kg-1，TDI為0.04 μg MC-LR·kg-1BW，飲用水中MC-LR質(zhì)量濃度指導(dǎo)值為1 μg·L-1[9]。而利用該評(píng)估模型對(duì)NOAEL進(jìn)行推導(dǎo)的過(guò)程中，只考察了肝的病理變化以及相關(guān)酶的活性，僅適用于肝的慢性損傷及癌前病變，并未涉及其他器官。而許多研究都證明MCs對(duì)腎臟、心臟、生殖系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等有損傷作用，因此，需要進(jìn)一步全面研究MCs對(duì)人體的毒性效應(yīng)，以得出MCs真實(shí)的安全劑量。

4 太湖重污染湖區(qū)和飲用水源地主要環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題(Major environmental risks in heavily polluted lake area and drinking water source of Lake Taihu)

(1)富營(yíng)養(yǎng)化形勢(shì)嚴(yán)峻，水質(zhì)仍需進(jìn)一步改善。目前，太湖水源地水質(zhì)普遍呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，藍(lán)藻時(shí)有暴發(fā)。貢湖水源地的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度(主要指總磷、總氮)仍偏高，只要溫度、水流和光照等生境條件適宜，藍(lán)藻依舊可能暴發(fā)，這一現(xiàn)象即使在采取非常嚴(yán)格的治理措施的情況下，仍會(huì)延續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。金墅港水源地、漁洋山水源地總氮濃度超過(guò)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(1.0 mg·L-1)。太湖V類和劣V類入湖河流主要分布在太湖西部區(qū)域，日趨嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重制約這些區(qū)域的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，尤其是竺山湖等地，水質(zhì)基本都劣于V類。

(2)太湖水污染及藍(lán)藻預(yù)警監(jiān)測(cè)注重常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)，而對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)污染和藍(lán)藻水華的特征污染物藻毒素的含量缺乏持續(xù)性暴露評(píng)估，也缺乏復(fù)雜介質(zhì)中痕量藻毒素的定性定量測(cè)定技術(shù)。日常巡檢監(jiān)測(cè)項(xiàng)目基本集中在水溫、透明度、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、葉綠素a和藻類密度等，對(duì)不同類型的藻毒素含量的監(jiān)測(cè)嚴(yán)重不足，個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)還僅來(lái)源于一些科研項(xiàng)目的開(kāi)展，監(jiān)管的缺乏使得管理部門(mén)對(duì)藍(lán)藻水華的生態(tài)和健康危害的評(píng)估缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(3)缺乏對(duì)太湖藍(lán)藻水華主要衍生污染物的形成機(jī)理、影響因子和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究。對(duì)太湖重污染區(qū)域和水源地，迫切需要開(kāi)展水體藻毒素的污染程度、分布特征和環(huán)境過(guò)程的研究。結(jié)合常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，分析其產(chǎn)生和變化與各種環(huán)境因子之間的關(guān)系，揭示太湖重點(diǎn)區(qū)域藻毒素分布的時(shí)空差異性原因。

(4)對(duì)太湖水源地藻毒素的水環(huán)境安全仍缺乏有效評(píng)估，需要開(kāi)展水源地水質(zhì)安全和人類健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。太湖有毒藍(lán)藻水華仍頻繁發(fā)生，雖然，目前對(duì)水華藍(lán)藻的藻毒素研究較多，但對(duì)水質(zhì)安全的威脅認(rèn)識(shí)不足。漁產(chǎn)品中的MCs含量普遍較高甚至很高，其對(duì)人類健康的潛在威脅不容忽視，產(chǎn)毒藍(lán)藻及死亡分解過(guò)程中所產(chǎn)生的MCs在水生動(dòng)物體內(nèi)的累積及食用風(fēng)險(xiǎn)急需評(píng)估，此外，嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化區(qū)域農(nóng)作方式導(dǎo)致藻毒素在糧食作物中殘留，由此造成的人類健康風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。

(5)飲用水源地突發(fā)水華污染事件的應(yīng)急處置機(jī)制尚需進(jìn)一步完善，多部門(mén)聯(lián)動(dòng)和上下城市間的信息溝通也有待加強(qiáng)。管理和監(jiān)測(cè)部門(mén)需要進(jìn)一步強(qiáng)化水華主要衍生污染物的監(jiān)測(cè)和快速有效處置，保證飲用水安全。建立完善的藍(lán)藻水華預(yù)警體系與專家決策支持，提升應(yīng)急能力，采取有效的藍(lán)藻消減工程措施均是太湖水源地取水安全的重要保障。