楊國(guó)歡，高 苑，宋之光，趙子科，孫省利

(1.廣東海洋大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東 湛江 524088；2.廣東海洋大學(xué)分析測(cè)試中心，廣東 湛江 524088)

汞(Hg)是一類重要的高毒性重金屬污染物[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人類生活水平的日益改善和對(duì)生活環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，環(huán)境污染已成為全球性問(wèn)題，得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。上世紀(jì)80年代以來(lái)，遠(yuǎn)離工業(yè)排放源的兩大酸沉降區(qū)(北歐、北美)以及更為遙遠(yuǎn)的南、北極脆弱生態(tài)系統(tǒng)，均發(fā)現(xiàn)了魚(yú)類及其它水生生物體汞含量超過(guò)世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)限制的現(xiàn)象[1]。汞污染成為當(dāng)前最重要的全球環(huán)境問(wèn)題之一[2]，其污染源主要來(lái)自工業(yè)污染[3]。水體中的汞可通過(guò)食物鏈在魚(yú)體中富集，富集量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。食品中汞污染的主要來(lái)源是水產(chǎn)品，如鯊魚(yú)等肉食性魚(yú)類體內(nèi)的汞含量最高。食用魚(yú)類和其他水產(chǎn)品是人類甲基汞暴露的主要途徑。Tetsuya等(2017)的研究表明，經(jīng)常食用鯨魚(yú)等大魚(yú)的消費(fèi)者頭發(fā)中氨基酸(Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Asx、Glx)的δ15N值隨著汞含量的增加而增加[4]。海洋環(huán)境是汞生物地球化學(xué)循環(huán)體系中的重要組成部分，基于人類對(duì)海洋漁業(yè)資源日漸增長(zhǎng)的攝食需求所可能帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)，亟待開(kāi)展海洋環(huán)境中汞生物地球化學(xué)循環(huán)的研究。

雷州半島位于廣東省西南部，東、西側(cè)分別為雷州灣、北部灣, 南側(cè)隔瓊州海峽與海南島相望，總面積為12 391 km2，為“中國(guó)三大半島”之一，其海岸線綿長(zhǎng)曲折，共1 321 km。雷州半島港灣眾多，有硇洲島、東海島、南三島等附屬島嶼，擁有珊瑚礁、紅樹(shù)林、海草床等獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)和豐富的海洋生物資源，但生態(tài)環(huán)境敏感性和脆弱性較大[5]。目前關(guān)于雷州半島海域的研究較少，主要集中在土壤、海水和生物調(diào)查方面[6-12]，海洋沉積物汞污染方面尚未見(jiàn)報(bào)道。

鲬魚(yú)(Platycephalusindicus)又叫牛尾魚(yú)、鞭子魚(yú)，為淺海底層魚(yú)類，行動(dòng)緩慢，生活于近海底層，喜棲息在淤泥海底，主食各種小型魚(yú)類和甲殼動(dòng)物等，是常見(jiàn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的食用魚(yú)類，廣泛分布于印度洋和西太平洋的暖、溫海域，中國(guó)沿海均有分布[13]。目前關(guān)于鲬魚(yú)的研究不多，主要集中在生物生態(tài)、育苗、魚(yú)肉酶解物方面[14-18]。本研究測(cè)定了環(huán)雷州半島海域海底表層沉積物和鲬魚(yú)的汞含量，分析比較了鲬魚(yú)不同部位汞含量的差異，并對(duì)沉積物和鲬魚(yú)的汞污染狀況進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，旨在為海灣生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 樣品采集與分析

1.1 樣品采集

沉積物樣品于2018年1月在廣東環(huán)雷州半島海域采集，共設(shè)置9個(gè)斷面，東、南、西部各3個(gè)斷面，每個(gè)斷面3個(gè)采樣點(diǎn)，共27個(gè)站位，由于底質(zhì)類型、水流、水深等原因，最終獲得樣品20個(gè)。鲬魚(yú)樣品采集于4號(hào)站附近，采用延釣方式，獲得樣品2尾。以上樣品均裝入樣品袋中密封冷凍保存待實(shí)驗(yàn)室處理。表層沉積物和鲬魚(yú)采樣站位如圖1所示。

圖1 2018年1月環(huán)雷州半島表層沉積物及鲬魚(yú)采樣站位

1.2 樣品處理與分析

魚(yú)類樣品選取鰓、肝臟、背部肌肉(去掉皮、骨)，用蒸餾水清洗后用勻漿機(jī)攪碎，稱取3.0～5.0 g到消解罐中，加入5 mL HNO3(體積分?jǐn)?shù)為65%，下同)和1 mL H2O2(30%)進(jìn)行消解，消解液用超純水定容至25 mL，待測(cè)；沉積物樣品經(jīng)冷凍干燥后磨成粉末，稱取0.1～0.2 g進(jìn)行消解。消解步驟如下：每個(gè)樣品加入5 mL稀王水(50%)，于100 ℃水浴鍋中消解1 h，每隔10 min搖勻1次，最后用超純水定容至25 mL。所有樣品使用北京金索坤技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司的SK-銳析AFS型原子熒光光譜儀進(jìn)行總汞的測(cè)定。采用近海海洋沉積物成份分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW07314，自然資源部第二海洋研究所)、生物樣品標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[大蝦(GBW10050)，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所]、空白和重復(fù)樣進(jìn)行質(zhì)量控制。標(biāo)準(zhǔn)樣品回收率分別為114.2 %、92.7 %，平行樣相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10.0 %，達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

本研究選擇單因子污染指數(shù)(Pi)法[19]對(duì)沉積物、魚(yú)類污染進(jìn)行評(píng)價(jià)，其公式如下：

Pi=Ci/Si

(1)

式(1)中:Ci為樣品中重金屬i的實(shí)測(cè)含量(×10-6，為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)；Si為重金屬i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值(×10-6)。

沉積物樣品采用《中華人民共和國(guó)海洋沉積物質(zhì)量》[20]作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)Pi≤1.00，重金屬含量符合標(biāo)準(zhǔn)，污染程度低；當(dāng)Pi>1.00，重金屬含量超過(guò)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，污染程度高[19，21]。對(duì)于生物體污染狀況的評(píng)價(jià)，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)權(quán)威的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[22]?？紤]到涉及汞的我國(guó)海洋生物污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中重金屬的限值[23]以及世界衛(wèi)生組織制定的魚(yú)體中的最大限值[24]較舊，而《無(wú)公害食品水產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)限量》[25]標(biāo)準(zhǔn)中的汞是甲基汞非總汞，故以《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無(wú)公害水產(chǎn)品安全要求》[26]作為參考評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)污染指數(shù)結(jié)果可將魚(yú)體重金屬的污染水平分為4個(gè)等級(jí)：Pi≤0.20，無(wú)污染；0.20

2 結(jié)果與討論

2.1 環(huán)雷州半島海域表層沉積物的汞含量

對(duì)環(huán)雷州半島海域表層沉積物的測(cè)定可知，其汞含量范圍為0.005×10-6～0.359×10-6，平均值為0.081×10-6，各站位含量變化較大，但大多數(shù)站位的汞含量都在0.100×10-6以下(表1)。最大值和最小值都出現(xiàn)在離岸最遠(yuǎn)的站位，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)離岸越近濃度越高的規(guī)律。整體上看，雷州半島東部海域的汞含量高于南部和西部海域。

表1 環(huán)雷州半島海域表層沉積物的汞含量

2.2 鲬魚(yú)的汞含量

對(duì)鲬魚(yú)不同部位的汞含量測(cè)定(表2)可知，鰓的汞含量范圍為0.032×10-6～0.034×10-6，平均值為0.033×10-6，兩尾樣品的含量很接近；肌肉的汞含量范圍為0.065×10-6～0.080×10-6，平均值為0.073×10-6；肝臟的汞含量范圍為0.228×10-6～0.270×10-6，平均值為0.249×10-6。Xu等(2018)對(duì)不同魚(yú)體器官富集汞的能力做了研究，發(fā)現(xiàn)肌肉>心臟>肝臟>魚(yú)鰾>鰓的規(guī)律，認(rèn)為肌肉具有較高的汞富集能力[28]；也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)亞馬遜石脂鯉(Bryconamazonicus)中的汞含量為鰓>肝臟>心臟>肌肉[29]，或是雙棘石斑魚(yú)(Epinephelusdiacanthus)和遮目魚(yú)(Chanoschanos)中汞含量為肝臟>鰓>肌肉的順序[30]。但在本研究中，兩尾樣品的汞含量都呈現(xiàn)了肝臟>肌肉>鰓，與以上學(xué)者的發(fā)現(xiàn)差別較大。有研究認(rèn)為肝臟中汞含量會(huì)高于肌肉[31-32]，另外有研究表明汞在鰓中通常含量較高[29]，也有學(xué)者認(rèn)為肌肉中的汞幾乎不會(huì)排出，而鰓、肝臟和腸道都會(huì)有相當(dāng)?shù)呐懦雎是易罱K都會(huì)轉(zhuǎn)移到肌肉，因此肌肉中的汞含量最高[33]。本研究的結(jié)果與肝臟中汞含量較其它器官高的觀點(diǎn)較吻合。

與國(guó)內(nèi)外其他海域的海魚(yú)(表2)相比，此次采集的鲬魚(yú)肌肉樣品汞含量高于渤海灣、地中海海域的魚(yú)類，與永興島附近、舟涌附近、Cispata灣海域的魚(yú)類相近，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于海南珊瑚礁區(qū)、流沙灣和亞得里亞海海域的魚(yú)類。造成這種現(xiàn)象的原因，一方面是由于各海域魚(yú)的種類有差異，各種魚(yú)富集汞的能力各不相同；另一方面，魚(yú)鰓的一個(gè)重要功能是通過(guò)吸收海水和吸附懸浮顆粒物與周?chē)h(huán)境進(jìn)行汞的交換[37]，而各個(gè)區(qū)域的海洋環(huán)境受汞污染的程度不同，導(dǎo)致吸收到魚(yú)體的汞的含量也不盡相同。

表2 本研究與其它地區(qū)魚(yú)類肌肉的汞含量

2.3 環(huán)雷州半島海域表層沉積物和鲬魚(yú)的汞污染評(píng)價(jià)

環(huán)雷州半島海域表層沉積物和鲬魚(yú)中各部位的汞含量見(jiàn)表1、2。對(duì)于表層沉積物，除站位9外，其它站位的表層沉積物均符合海洋沉積物質(zhì)量第一類標(biāo)準(zhǔn)(小于等于0.20×10-6)，表明沉積物質(zhì)量良好。對(duì)于鲬魚(yú)樣品來(lái)說(shuō)，兩尾樣品所有部位的汞含量均低于標(biāo)準(zhǔn)[27]規(guī)定的魚(yú)體中汞元素的最大限值，鲬魚(yú)1、2肌肉的Pi值分別為0.27、0.22，表明鲬魚(yú)受到汞的輕度污染。

本研究中海底表層沉積物、鲬魚(yú)肌肉汞的單因子污染指數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 環(huán)雷州半島海域表層沉積物、鲬魚(yú)肌肉汞單因子污染指數(shù)

從表3中環(huán)雷州半島海域表層沉積物汞的單因子污染指數(shù)來(lái)看，絕大多數(shù)的采樣點(diǎn)均未受到汞的污染，僅有站位9的Pi值(1.79)大于1.00，而其它站位的Pi值均小于1.00，超標(biāo)率僅為5%。這說(shuō)明雷州半島東部海域存在汞污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，而南部、西部海域尚未受到汞污染的威脅。由于雷州半島區(qū)域無(wú)汞礦等產(chǎn)業(yè)，東部海域汞污染可能來(lái)自農(nóng)村地區(qū)生活垃圾處置不當(dāng)、含汞化肥和農(nóng)藥的施用以及廢水廢渣的排放。另外，大氣輸送的汞也可能是來(lái)源之一。雷州半島居民日常生活大量使用燃煤，由于煤炭中含有一定量的汞，在燃燒過(guò)程中大部分汞以飛灰等形式進(jìn)入大氣中，通過(guò)干濕沉降進(jìn)入水體和沉積物中。

3 結(jié)論

本研究對(duì)2018年1月在廣東環(huán)雷州半島近海海域采集的海底表層沉積物和鲬魚(yú)樣品進(jìn)行了汞含量的測(cè)定，分析比較了鲬魚(yú)不同部位汞含量的差異，并采用單因子污染指數(shù)法對(duì)沉積物和鲬魚(yú)的汞污染狀況進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，獲得了如下結(jié)論：

(1)雷州半島海域表層沉積物汞含量范圍為0.005×10-6～0.359×10-6，平均值為0.081×10-6，半島東部海域表層沉積物汞含量高于南部和西部海域。

(2)鲬魚(yú)鰓的汞含量范圍為0.032×10-6～0.034×10-6，平均值為0.033×10-6；肌肉的汞含量范圍為0.065×10-6～0.080×10-6，平均值為0.073×10-6；肝臟的汞含量范圍為0.228×10-6～0.270×10-6，平均值為0.249×10-6。鲬魚(yú)樣品的汞含量都呈現(xiàn)了肝臟>肌肉>鰓。

(3)單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，雷州半島海域鲬魚(yú)受到汞的輕微污染，表層沉積物汞污染的站位超標(biāo)率為5%，東部海域存在汞污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，而南部、西部海域尚未受到汞污染的威脅。