陳夢云，靳非，王瑩，叢藝，林忠勝，穆景利,*

(1．閩江學(xué)院海洋研究院，福建 福州 350108；2．國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 大連 116023)

隨著陸源排污監(jiān)管力度的加大，有毒、有害污染物的評價(jià)和控制已逐漸成為我國水污染治理和污水排放管理工作的重要內(nèi)容。目前，河北省現(xiàn)行的陸源入海排污管理執(zhí)行的是《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)，該標(biāo)準(zhǔn)對于監(jiān)督排污單位、控制污染物排放、改善水環(huán)境質(zhì)量、維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡和保障人體健康等多個(gè)方面發(fā)揮了重要作用。但現(xiàn)有研究表明，僅利用常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)不能客觀準(zhǔn)確地評價(jià)污水的安全性[1-2]。生物毒性檢測技術(shù)是通過評價(jià)污水或物質(zhì)對生物的影響以綜合評估其毒性的方法[3]，是污水尤其是工業(yè)污水水質(zhì)安全評價(jià)的重要手段，不僅可以評估污水中未知有毒、有害污染物對生物的影響，也可反映污水中眾多污染物間復(fù)雜的相互作用和污染物的生物可利用性[4-6]。因此，在控制和評估污水中污染物濃度的同時(shí)，重視污水生物毒性管理和排放削減，建立基于毒性控制的污水水質(zhì)安全評價(jià)和陸源排污監(jiān)管體系，對有效控制陸源污水入海排污，改善近岸海洋環(huán)境質(zhì)量，保障水環(huán)境安全具有重要意義。

生物毒性檢測技術(shù)在不同國家所處的發(fā)展階段，與各國關(guān)注的毒性指標(biāo)類型和技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)。美國、德國等國家，以及國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)等已建立了大量的生物毒性檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指南[7-10]，而我國生物毒性檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指南仍以急性毒性為主，且將其納入常規(guī)的污水排放監(jiān)控中也剛剛起步[5-6]。從毒性檢測技術(shù)類型看，其關(guān)注點(diǎn)呈“急性毒性—慢性毒性/遺傳毒性—內(nèi)分泌干擾性”的發(fā)展方向。急性毒性檢測技術(shù)被許多國家和組織列入標(biāo)準(zhǔn)方法，慢性毒性/遺傳毒性檢測技術(shù)則被美國、德國等少數(shù)國家和組織列入標(biāo)準(zhǔn)方法[6]，而內(nèi)分泌干擾性檢測技術(shù)則僅在美國被列入指南[9-10]。從毒性檢測的受試生物類別看，魚類毒性檢測法和蚤類毒性檢測法因其方法較為成熟，且受試生物類別在水生生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，而被較多國家和組織列入標(biāo)準(zhǔn)和指南[6]。

目前，毒性檢測通常只評價(jià)污水對少數(shù)受試生物的毒害作用。美國環(huán)保總署(U.S.EPA)要求受試生物種類較多，但也僅要求不少于3種[6]。我國海域廣闊，生物多樣性豐富，各地區(qū)水生生物種類眾多且差異較大，污水對各地不同種生物的危害作用也各不相同。即使同一種水生生物，在不同地區(qū)的生長繁殖特性也不同，污水對其的毒害作用存在差異。因此，需要根據(jù)我國水生生物環(huán)境的生物類別、污水污染物的毒性特征和控制技術(shù)水平等因素，研究和制定符合我國國情的污水毒性指標(biāo)和毒性控制限值[11]?，F(xiàn)對河北省秦皇島市15個(gè)典型入海排污口的污水進(jìn)行生物毒性檢測，通過4種不同生物的毒性效應(yīng)測試，初步分析了該市陸源排海污水的生物毒性，并提出污水監(jiān)測評價(jià)建議。

1 研究方法

1.1 排海污水采樣

于2015年5月(枯水期)和8月(豐水期)，分別對秦皇島市15條陸源排海污水口進(jìn)行生物效應(yīng)監(jiān)測，涉及的排污口類型包括工業(yè)、市政、排污河和其他混合排污口等，各排污口信息見表1。水樣的采集按照文獻(xiàn)[12]規(guī)定執(zhí)行。水樣置于棕色采樣瓶中，常溫條件下應(yīng)在24 h內(nèi)進(jìn)行測試，否則水樣須保存在2～6 ℃條件下運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，并在48 h內(nèi)進(jìn)行測試。

表1 2015年秦皇島市陸源排海污水口信息

1.2 污水生物毒性檢測

生物毒性檢測使用的生物包括發(fā)光細(xì)菌、中肋骨條藻、鹵蟲、海水青鳉幼魚4種，涵蓋了微生物、藻類、甲殼類和魚類4個(gè)不同營養(yǎng)級物種，測試終點(diǎn)均只考慮短期急性毒性[13]。測試方法見表2。

1.3 結(jié)果評價(jià)與數(shù)據(jù)處理

各排海污水生物毒性檢測的評價(jià)結(jié)果以同一批次樣品所測試物種中毒性效應(yīng)最大的為準(zhǔn)。各生物種類的毒性測試結(jié)果表示如下：發(fā)光細(xì)菌以費(fèi)歇爾弧菌15 min半數(shù)發(fā)光抑制率IC50表示；藻類以中肋骨條藻24 h半數(shù)生長抑制率IC50表示；甲殼類以鹵蟲的72 h半數(shù)活動抑制率EC50或半數(shù)致死率LC50表示；魚類以海水青鳉幼魚的96 h半數(shù)致死率LC50表示。生物毒性與污水理化因子的相關(guān)性分析采用皮爾森(Pearson)相關(guān)系數(shù)法，通過SPSS軟件(PASW Statistics 18)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 排海污水的生物毒性效應(yīng)

2015年5月(枯水期)和8月(豐水期)秦皇島市排海污水毒性效應(yīng)的監(jiān)測結(jié)果見圖1(a)(b)。由圖1可知，5月枯水期時(shí)，編號1，4，5，15這4個(gè)排污口污水具有較高毒性，對海水青鳉幼魚和鹵蟲這2種受試生物的毒性效應(yīng)均>50%，占總排污口的27%；8月豐水期時(shí)，除1號的排污口外，其余排污口污水對受試生物的毒性效應(yīng)均<50%。由圖1可見，海水青鳉魚幼魚對污水最為敏感，其次為鹵蟲和中肋骨條藻，費(fèi)歇爾弧菌敏感性最低。

為進(jìn)一步分析各受試生物的敏感性，結(jié)合全國100個(gè)重點(diǎn)排污口污水的監(jiān)測結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)[17-20]，對不同受試生物的污水敏感性進(jìn)行分析(圖2)。由圖2可見，海水青鳉幼魚的敏感性強(qiáng)于中肋骨條藻、鹵蟲和費(fèi)歇爾弧菌，因此，魚類幼體可作為排海污水毒性測試及控制的優(yōu)先測試物種。

圖2 排海污水對不同物種的敏感性分析

2.2 排海污水毒性的影響因素

排海污水的毒性與排污口類型有關(guān)。從污水來源看，排污河的毒性相對較高，其次為市政，工業(yè)排污毒性相對較低(圖3)。工業(yè)排污毒性較低的原因可能與秦皇島市夏季工業(yè)排污關(guān)停整治有關(guān)，排污河毒性較高可能與混合排污有關(guān)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)銨鹽和酚類等有機(jī)物濃度過高，可能是造成毒性較高的主要因子。

圖3 秦皇島市不同類型排海污水毒性比較

此外，各排污口的毒性在8月(豐水期)均呈下降趨勢(圖4)?？梢?，排海污水的毒性大小易受雨水稀釋影響，因此對排海污水口的生物效應(yīng)監(jiān)測應(yīng)考慮監(jiān)測時(shí)間和監(jiān)測頻次。

圖4 2015年5月和8月秦皇島市排海污水毒性評價(jià)結(jié)果

2.3 排海污水的毒性與理化指標(biāo)的相關(guān)性

秦皇島市5月排海污水毒性評估結(jié)果與各理化指標(biāo)的相關(guān)性分析見表3。由表3可知，污水毒性水平與污水中溶解氧(DO)、總氮(TN)、銨鹽和部分重金屬具有顯著的相關(guān)性，其中與銨鹽的相關(guān)性最高，達(dá)到0.904，但與COD、磷酸鹽和石油類等沒有明顯的相關(guān)性，這表明污水的生物毒性并不完全取決于這些污染物，可能與某些未被檢測的一個(gè)或多個(gè)污染物的復(fù)合效應(yīng)有關(guān)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，污水毒性水平與部分有毒、有害污染物(如重金屬)的濃度呈顯著相關(guān)，表明重金屬等有毒、有害污染物可通過生物毒性檢測與評價(jià)進(jìn)行監(jiān)管。相關(guān)性結(jié)果也進(jìn)一步證明，僅僅依靠理化指標(biāo)來評估污水的環(huán)境影響具有局限性，并不能真實(shí)反映出污水潛在的生物毒性及生態(tài)危害等信息。

表3 秦皇島市5月排海污水毒性評估結(jié)果與各理化指標(biāo)的相關(guān)性分析①

3 結(jié)論

(1)4種測試生物對秦皇島排污口污水的敏感程度排序?yàn)椋汉Ｋ圜氂佐~對污水最為敏感，其次為鹵蟲和中肋骨條藻，費(fèi)歇爾弧菌敏感性最低；

(2)秦皇島市豐水期排海污水的毒性較枯水期呈下降趨勢，毒性大小易受雨水稀釋影響；

(3)秦皇島市排海污水中排污河的綜合毒性最大，其次為市政排污口，引起毒性增加的原因可能與污水中銨鹽和酚類等有機(jī)物濃度過高有關(guān)。

建議今后將生物毒性指標(biāo)和理化指標(biāo)相結(jié)合，對排海污水的達(dá)標(biāo)排放進(jìn)行監(jiān)管。