引文:
[1] 廉雪琼,王运芳,陈群英.广西近岸海域海水和沉积物及生物体中的重金属[J].海洋环境科学,2001,20(2):59 61.
[2] 陆超华.南海北部海域经济水产品的重金属污染及其评价[J].海洋环境科学,1995,14(2):12 19.
[3] LIUSM,ZHANGJ,YANGX,etal.AstudyonheavymetalsinthebivalvesofftheShandongcoast[J].JournalofOceanUniversityofQindao,1999,29(1):67 74.
[4] 阮金山,许翠娅,罗冬莲.福建兴化湾海水、沉积物及水产生物体内重金属的分析与评价[J].热带海洋,2000,19(1):52 57.
[5] 刘现明,吴世培.辽宁沿岸海域重金属和石油污染的生物指示种初步研究[J].黄渤海海洋,1995,13(3):40 46.
[6] 冯志权,马明辉,关春江,等.长江以北毛蚶体内Hg、Cd、Pb、As残留量研究[J].海洋环境科学,2000,19(2):50 53.
[7] 陈 蓉,徐忠贤,张 琳,等.湛江港海域经济水产品重金属含量及评价[J].黄渤海海洋,1998,16(4):54 59.
[8] 赵瑞生,朱夏娣,颜金良.象山港、三门湾菲律宾蛤仔重金属含量初步分析[J].海洋渔业,1996,18(4):155 156.
[9] 洪丽玉,洪华生,徐 立.闽江口-马祖海域表层沉积物及沿岸养殖区生物体中Cu,Pb,Zn,Cd的含量分布[J].厦门大学学报(自然科学版),2000,39(1):89 95.
[10] 孙平跃,陆健健.长江口湿地资源生物的可持续利用[J].长江流域资源与环境,1998,7(4):330 336.
[11] 戴国梁.长江河口南岸污染对底栖生物的影响[J].海洋环境科学,1989,8(3):32 35.
[12] 姚野梅,金有坤.长江口水质污染及生物残毒状况调查[J].水产学报,1995,19(3):280 287.
[13] 国家海洋局.海洋监测规范[Z].北京:海洋出版社,1991.417 465.
[14] 甘居利,贾晓平.中国浅海经济鱼类重金属的卫生质量状况[J].海洋通报,1997,16(4):88 93.
[15] 蔡福龙,陈 英,许丕安,等.放射性核素在海水、底质及海洋生物间的转移Ⅲ.核素在生物体内分布的生态学意义[J].环境科学学报,1985,5(4):429438.
[16] 王正方,姚龙奎,樊安德,等.长江口海域锌的存在形式及其分布规律的初步探讨[J].海洋学报,1982,4(3):315 323.
[17] 黄华瑞,庞学忠.长江及其河口区铬的形态[J].海洋科学集刊,1986,27:115 123.
[18] 邵秘华,王正方.长江口海域悬浮颗粒物中铜、铅、镉的化学形态及分布特征研究[J].海洋与湖沼,1992,23(2):144 149.
[19] 《上海市海岛资源综合调查》编写组.上海市海岛资源综合调查报告[R].上海:上海科学技术出版社,1996.
[20] 广东省海岸带和海涂资源综合调查大队,广东省海岸带和海涂资源综合调查领导小组.广东省海岸带和海涂资源综合调查报告[R].北京:海洋出版社,1987.74
全文:
在过去的一二十年中,国内学者对我国沿海一些海洋生物的重金属含量及受污情况已作了较多的报道[1~8]。相比各海区,对河口区生物的重金属积累过程报道还很少[9]。长江口是我国最大的河口区,蕴含了丰富的生物资源[10]。在以往的近20a内,不少研究者对该区域重金属的地球化学过程已做了许多报道,但有关重金属在该区域中的生物过程还少有研究[11,12]。本文以长江河口湿地生态系统中一种习见的大型底栖动物无齿相手蟹为研究对象,根据野外材料的实测数据分析了Zn、Cu和Pb在无齿相手蟹体内的积累和分布特性,并对动物体内的重金属含量作了污染评价,以便为利用河口区的生物资源及进行环境管理提供基础信息。1 材料与方法1.1 材料来源及预处理于1997年9月下旬至10月上旬分别从崇明岛东滩、横沙岛东滩、九段沙上沙和芦潮港港区(图1)采集无齿相手蟹Sesarmde haani若干。材料于当日带回实验室(九段沙2d内),用清水冲洗活蟹体表以除去泥垢及植物碎片等附着物。每一个体分鳃、螯肢、步足、内脏(含头胸甲)和肌肉5个部分,另加排泄物作为本研究的待测样品,同一样点所有个体的同一部分合并成一组。每组样品(除排泄物)用蒸馏水冲洗后,吸水纸吸干称鲜重,然后置于LG100B型理化干燥箱中于(75±5)℃烘干至恒重。用MD100 2型电子天平称得干重,精确至0.1mg。不同样点无齿相手蟹的平均体重见表1。所有干样经玛瑙研钵充分磨碎,除内脏因有机质含量过高,其余样品均过60目筛。每种样品用电子天平准确称取两份置于25mL瓷坩埚中,在马福炉内于500℃下进行24h灰化以去除有机质。样品灰分重量为冷却后坩埚重量减去坩埚底重。灰化过程中所有称量均精确至0.1mg。1.2 样品消化采用HNO3 HClO4消化法处理样品,体积比为5∶1。消化试剂HNO3(70%)、HClO4图1 采样地点Fig.1 Samplingsites表1 不同样点无齿相手蟹的平均体重Tab.1 AverageweightofSesarmdehaanifromdifferentsamplingsites样点采样时间样本数平均体重/gA1997 10 043217.50±1.098.51~36.98B1997 09 231514.94±1.768.72~30.10C1997 09 224312.23±0.805.05~21.25D1997 09 272324.71±2.014.85~39.13(60%)、HCl(31%)皆为优级纯。实验所用的玻璃和塑料器皿在消化前皆用1∶3稀HNO3溶液浸泡24h[13],蒸馏水冲洗干净后备用。用电子天平准确称取适量的灰分(约为1g左右)于150mL锥形瓶中,加几滴纯水湿润样品,缓慢加入30mL浓HNO3,瓶口覆以玻璃漏斗,把样品置于通风橱内室温下消化过夜[13],然后置于电热板上进行消化。电热板温度用变压器控制,控压范围125~175V。加热过程中使溶液一直保持微沸状态,历时5~6h。待溶液蒸至近干时冷却锥形瓶,加入5mLHClO4继续微沸加热,至瓶内冒大量白烟时取下漏斗,任白烟逐渐冒尽,补加1mLHClO4继续加热,待溶液蒸至近干结束消化。冷却锥形瓶,加入用亚沸水配制的1%HCl溶液少许(5mL左右),同时冲洗玻璃漏斗,冲洗液并入消化液中。轻轻摇晃锥形瓶以加速溶解残留物,把溶液全量转入50mL容量瓶。继续冲洗锥形瓶3~4次,冲洗液一并转入容量瓶中。用1%HCl溶液定容至标线,充分摇匀,静止24h取上清液测定。分析空白随样品消化液一起制备。标样母液购自上海计量测试研究院,亚沸水用SYZ A型石英亚沸高纯水蒸馏器制备。1.3 样品测定Cu和Zn的消化液分别于324.754nm和213.856nm波长处用Plasma 2000电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP AES)(美国44Perkin Elmer公司生产)测定,检出限分别为10×10-9和30×10-9。因消化液中Pb的浓度低于Pb的ICP AES检出限(400×10-9),故本研究Pb消化液用Hitachi180 50石墨炉原子吸收光谱仪(GAAS)(日本Hitachi公司生产)进行测定,所有测量误差均控制在10%以内。测量结果经定容体积、样品重量及灰分含量等校正后换算成单位干样(dryweight DW)的重金属含量,数值单位均为×10-6DW。为了与评价标准进行比较,把整蟹的重金属含量转化为以单位湿重表示。2 结果与讨论2.1 各部位对Zn的积累两因子方差分析结果表明,无齿相手蟹不同部位对Zn的积累存在着非常显著的差异(F5,15=10.77,p<0.01),而不同样点间没有显著的差异(F3,15=1.01,p>0.05)(图2)。合并处理不同样点的数据,可以发现无齿相手蟹对Zn积累能力最强的部位是鳃,其次是肌肉,最弱的部位是内脏,积累量的平均值分别为142.47、102.23和44.42(×10-6DW)(表2)。图2 无齿相手蟹各部位的Zn含量Fig.2 ZnconcentrationsineachpartofS.dehaani表2 无齿相手蟹各部位的重金属含量Tab.2 ConcentrationsofheavymetalsineachpartofS.dehaani组织器官样本数c/×10-6DWZnCuPb鳃4142.47±23.74287.47±42.481.03±0.47111.55~212.50173.73~367.190.20~2.35内脏444.42±2.85128.13±15.920.32±0.0439.66~52.31103.02~172.390.22~0.42肌肉4102.23±4.7169.40±2.690.34±0.0393.62~115.1364.23~74.450.26~0.39步足466.22±2.1053.38±5.640.59±0.0660.71~70.5342.46~69.000.43~0.72螯肢466.40±1.4549.70±3.870.69±0.0764.39~70.6940.87~59.240.50~0.82排泄物490.61±8.1857.59±7.593.54±0.9978.38~114.6636.72~71.501.47~5.55 表中数据用平均值±标准误及范围表示。2.2 无齿相手蟹各部位对Cu的积累无齿相手蟹体内不同部位的Cu含量也有极显著的差异(F5,15=24.91,p<0.01),而对Cu的积累不同样点间没有显著的差异(F3,15=1.28,p>0.05)(图3)。合并处理同一部位不同样点的数据,结果表明无齿相手蟹的鳃对Cu的积累能力最强、其次是内脏,螯肢对Cu的积累能力最弱。这些部位Cu的积累量分别为287.47、128.13和49.70(×10-6DW)(表2)。2.3 各部位对Pb的积累与Zn和Cu的情况类似,无齿相手蟹对Pb的积累在部位间也存在着显著差异(F5,15=6.99,p<0.01),而在样点间差异不明显54图3 无齿相手蟹各部位的Cu含量Fig.3 CuconcentrationsineachpartofSesarmdehaani(F3,15=0.59,p>0.05)(图4)。无齿相手蟹各部位对Pb的积累量总体上都很低。排泄物中的Pb含量显著高于其他各部位,为3.54(×10-6DW)(表2)。图4 无齿相手蟹各部位的Pb含量Fig.4 PbconcentrationsineachpartofS.dehaani 从结果可知,无齿相手蟹各部位对Pb的积累少但排泄多。这是因为Pb是一种非生命必需元素,且对生物有很强的毒害作用[14],生物对Pb没有明显的选择吸收作用,所以与Zn、Cu等一些生命必需元素相比,无齿相手蟹各部位对Pb的积累量都要低得多。相似的结果在鱼类中也有报道,非生命必需元素Cs(134Cs和137Cs)在罗非鱼排泄物中的含量明显高于其他各组织器官[15]。2.4 体内重金属含量的污染评价单项质量指数Pi值的大小能反映出生物体内某种重金属元素的含量是否已超过该元素的污染评价标准。从表3可知,无齿相手蟹Zn、Cu和Pb的Pi值均小于1,说明这3种元素在动物体内的积累量都没有超过它们的污染评价标准。这3种重金属Pi值的大小依次为Cu>Zn>Pb,Cu的Pi值分别是Zn和Pb的1.6和2.7倍,说明无齿相手蟹对Cu的积累趋势比另外两种元素更为明显。本文用超标率来揭示超过生物污染评价标准的样点个数。从表3可知,这3种重金属元素超标率均为0,由此可知本研究4个样点区的无齿相手蟹都还没有受到Zn、Cu和Pb的污染。这一结果在一定程度上也揭示了本研究区的环境质量还没有受到这3种重金属的明显污染,这与以往的研究结果有相似之处。以往的研究曾揭示长江河口区水体中Zn、Cu、Pb、Cd和Cr的含量均未超标[16~18];长江口三岛潮间带滩涂的环境质量也较好[19]。此外,比较本文的测定结果与甲壳动物人体消费卫生标准,所有样点无齿相手蟹Zn、Cu和Pb的含量均未超过人体消费卫生标准(表3)。3 结 论(1)无齿相手蟹不同部位对Zn、Cu和Pb的积累都存在着显著的差异,但不同样点对该动物积累重金属没有明显的影响。(2)无齿相手蟹对Zn和Cu积累能力最强的部位都是鳃,最弱的部位分别是内脏和螯肢。内脏对Cu具有明显的选择性吸收作用。(3)无齿相手蟹各部位对Pb的积累量都很低,其中排泄物的Pb含量显著地高于其他各组织器官,说明该动物对Pb的排泄大于吸收。(4)无齿相手蟹体内的重金属含量都明显小于各自的污染评价标准和人体消费卫生标准,说明本研究各样点的无齿相手蟹都还没有64表3 无齿相手蟹体内重金属含量的污染评价Tab.3 ContaminationassessmentofheavymetalsinSesarmdehaani样本数ZnCuPb整蟹重金属含量/×10-6WW422.42±0.6024.44±0.570.17±0.0120.72~23.5423.32~26.000.15~0.20生物污染评价标准[20]/×10-6WW1501002.0Pi40.15±0.0040.24±0.0060.09±0.0040.14~0.160.23~0.260.08~0.10超标率/(%)000人体消费卫生标准[20]/×10-6WW1501001.5 Pi=ci/si。其中ci为蟹体内某种重金属的浓度,si为某种重金属的生物污染评价标准。受到Zn、Cu和Pb的污染。致谢:在样品测试过程中,华东师范大学河口海岸国家重点实验室孙振斌和周菊珍老师以及该校分析测试中心陈奕卫老师给予我们热情的帮助,谨致谢意!Zn、Cu和Pb在无齿相手蟹体内的积累和分布@孙平跃$宁波大学生命科学与生物工程学院!浙江 宁波 315211
@王斌$国家海洋局海洋环境保护司监督管理处!北京 100860重金属;;无齿相手蟹;;积累;;分布;;污染评价以长江河口湿地生态系统中一种习见的大型底栖动物无齿相手蟹Sesarmdehaani为研究对象,分析了Zn、Cu和Pb在该动物体内的积累和分布特性。结果表明,无齿相手蟹对这3种重金属的积累在不同部位间均存在着显著的差异,而在不同样点间差异都不显著。动物对Zn和Cu积累能力最强的部位都是鳃,最弱的部位分别是内脏和螯肢。无齿相手蟹各部位对Pb的积累均很低,且对Pb的排泄明显大于吸收。污染评价表明,本研究所有样点的无齿相手蟹均还没有受到Zn、Cu和Pb的污染。[1] 廉雪琼,王运芳,陈群英.广西近岸海域海水和沉积物及生物体中的重金属[J].海洋环境科学,2001,20(2):59 61.
[2] 陆超华.南海北部海域经济水产品的重金属污染及其评价[J].海洋环境科学,1995,14(2):12 19.
[3] LIUSM,ZHANGJ,YANGX,etal.AstudyonheavymetalsinthebivalvesofftheShandongcoast[J].JournalofOceanUniversityofQindao,1999,29(1):67 74.
[4] 阮金山,许翠娅,罗冬莲.福建兴化湾海水、沉积物及水产生物体内重金属的分析与评价[J].热带海洋,2000,19(1):52 57.
[5] 刘现明,吴世培.辽宁沿岸海域重金属和石油污染的生物指示种初步研究[J].黄渤海海洋,1995,13(3):40 46.
[6] 冯志权,马明辉,关春江,等.长江以北毛蚶体内Hg、Cd、Pb、As残留量研究[J].海洋环境科学,2000,19(2):50 53.
[7] 陈 蓉,徐忠贤,张 琳,等.湛江港海域经济水产品重金属含量及评价[J].黄渤海海洋,1998,16(4):54 59.
[8] 赵瑞生,朱夏娣,颜金良.象山港、三门湾菲律宾蛤仔重金属含量初步分析[J].海洋渔业,1996,18(4):155 156.
[9] 洪丽玉,洪华生,徐 立.闽江口-马祖海域表层沉积物及沿岸养殖区生物体中Cu,Pb,Zn,Cd的含量分布[J].厦门大学学报(自然科学版),2000,39(1):89 95.
[10] 孙平跃,陆健健.长江口湿地资源生物的可持续利用[J].长江流域资源与环境,1998,7(4):330 336.
[11] 戴国梁.长江河口南岸污染对底栖生物的影响[J].海洋环境科学,1989,8(3):32 35.
[12] 姚野梅,金有坤.长江口水质污染及生物残毒状况调查[J].水产学报,1995,19(3):280 287.
[13] 国家海洋局.海洋监测规范[Z].北京:海洋出版社,1991.417 465.
[14] 甘居利,贾晓平.中国浅海经济鱼类重金属的卫生质量状况[J].海洋通报,1997,16(4):88 93.
[15] 蔡福龙,陈 英,许丕安,等.放射性核素在海水、底质及海洋生物间的转移Ⅲ.核素在生物体内分布的生态学意义[J].环境科学学报,1985,5(4):429438.
[16] 王正方,姚龙奎,樊安德,等.长江口海域锌的存在形式及其分布规律的初步探讨[J].海洋学报,1982,4(3):315 323.
[17] 黄华瑞,庞学忠.长江及其河口区铬的形态[J].海洋科学集刊,1986,27:115 123.
[18] 邵秘华,王正方.长江口海域悬浮颗粒物中铜、铅、镉的化学形态及分布特征研究[J].海洋与湖沼,1992,23(2):144 149.
[19] 《上海市海岛资源综合调查》编写组.上海市海岛资源综合调查报告[R].上海:上海科学技术出版社,1996.
[20] 广东省海岸带和海涂资源综合调查大队,广东省海岸带和海涂资源综合调查领导小组.广东省海岸带和海涂资源综合调查报告[R].北京:海洋出版社,1987.74