近年钦州沿海海水、沉积物及牡蛎重金属污染分析和评价

近年钦州沿海海水、沉积物及牡蛎重金属污染分析和评价作者：莫小荣管超毅罗良娟周雪瑶唐泽英李素霞来源：《南方农业学报》2019年第03期摘要：【目的】综合评价钦州沿海海水、沉积物及牡蛎重金属污染情况，为钦州沿海海域环境保护、牡蛎产业发展及其食用安全提供参考依据。

【方法】采用单项污染指数法、综合污染指数法和潜在生态危害指数法对近年钦州沿海海水、沉积物及牡蛎重金属污染进行分析和评价。

【结果】2009—2016年钦州沿海海水中Cu、Cd和As均未超标，而Pb和Hg超标较严重。

沉积物中仅2010年的Cd和Hg处于中污染程度，其余重金属元素均为低污染程度，各年份沉积物综合污染程度低;2010年Cd和Hg处于较高潜在生态风险，2014年Cd处于中潜在生态风险，沉积物综合潜在生态风险除2010年处于中风险外，其余年份均处于低风险。

根据《海洋生物质量标准》评价，钦州沿海牡蛎在2008、2010、2015和2016年受Cu和Cd重度污染;根据《食品安全国家标准食品中污染物限量》评价，牡蛎在2008年受Cd和As及2010年受Cd重度污染。

【结论】近来钦州沿海海水主要重金属污染元素是Pb和Hg;沉积物综合污染水平和综合潜在生态风险值低;牡蛎出现重金属污染现象，但污染程度呈下降趋势。

今后应加强对钦州沿海海域环境的监测和管理，避免影响海域水产养殖和引发食品安全问题。

关键词：重金属;水质;沉积物;牡蛎;评价;钦州沿海中图分类号： S953.2;X55; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）03-0554-080 引言【研究意义】牡蛎药食俱优，富含多种营养物质。

钦州是广西最大的牡蛎养殖区，被称为中国大蚝之乡。

近年来，随着北部湾经济区开放开发，大量污染物排放导致沿海海域重金属含量增加。

牡蛎是滤食性生物，极易受到环境污染物的危害，养殖海域环境质量直接关系到牡蛎食用安全和人体健康。

据钦州市2013—2014年海洋环境质量公报显示，2013和2014年排入沿海重金属共204 t，2014年发现牡蛎体中Cu、Cd和Hg含量超标。

因此，分析和评价近年来钦州沿海海水、沉积物及牡蛎重金属污染情况，对了解钦州沿海海域重金属污染现状、保护钦州海域环境、促进牡蛎养殖产业发展和维护牡蛎食用安全均具有重要意义。

【前人研究进展】目前，已有学者对钦州沿海海域环境重金属污染情况开展了相关研究。

张少峰等（2010）对钦州湾沉积物中重金属进行综合污染效应评价，得出沉积物综合效应为中污染。

杨斌等（2012）对钦州湾海域表层海水Hg、Cr、Pb和Cd进行污染评价，结果表明，重金属高值区主要分布在人口密集、工农业发达、航运频繁的近岸江口和港口区，受人为活动影响明显。

Gu等（2015）对钦州湾表层沉积物和浮游生物重金属污染进行评价，得出钦州湾表层沉积物不良生物效应发生率为21%，浮游生物Cr含量超出标准值的结论。

许尤厚等（2017）对钦州湾海域表层海水和浮游生物重金属污染进行分析，发现表层海水Cd超标，浮游生物对重金属具有很强的富集能力，重金属呈现出从水体向浮游生物迁移转化的规律，并随食物链传递危害高级生物。

赵鹏等（2017）对钦州港近江牡蛎进行污染分析，发现Cu超标率达89%，As超标率为11%，近江牡蛎对Zn、Cu、Cd和Cr具有很强的富集作用。

【本研究切入点】虽然已有关于钦州沿海海域重金属污染方面的研究报道，但系统分析近年来钦州海域海水、沉积物及牡蛎重金属污染的研究鲜见报道。

【拟解决的关键问题】结合近年来钦州沿海海域重金属污染研究数据及实地调研分析，系统了解近年钦州沿海海域重金属污染现状，为钦州沿海海域重金属污染防治研究、牡蛎产业发展及其食用安全提供参考依据。

1 材料与方法1. 1 样品采集与处理1. 1. 1 样品采集及数据来源根据钦州湾水文特征、地形特征及入海河分布特点布设6个采样点，采集钦州沿海2015年8月海水及2016年8月海水、沉積物和牡蛎样品。

表层海水采用有机玻璃采水器采集，用0.45 µm纤维滤膜过滤，并现场加入硝酸酸化过滤液;表层沉积物采用抓斗式采泥器采集并密封于双层聚乙烯袋中;牡蛎样品采集后，现场用陶瓷刀打开外壳取出软体组织并装入样品袋中。

采集样品均放入有冰袋的塑料箱中保存，运送至实验室冷藏备用。

样品采集、保存和运输按照GB 17378.3—2007《海洋监测规范第3部分：样品采集、贮存和运输》进行操作。

2009—2014年海水水质数据、2007—2014年沉积物质量数据，以及2008、2010和2015年牡蛎质量数据均来自文献资料，在数据引用处标注。

1. 1. 2 样品处理按照GB 17378.4—2007《海洋监测规范第4部分：海水分析》的方法，取出酸化过滤后的水样，混匀，制备待测液;按照GB 17378.5—2007《海洋监测规范第5部分：沉积物分析》的方法，取出待测沉积物盛于蒸发皿中，置于90 ℃烘箱烘干，清除杂质后用玛瑙研钵研磨成粉末，过160目尼龙筛，混匀，消化，制备待测液;按照GB 17378.6—2007《海洋监测规范第6部分：生物体分析》的方法，取出待测牡蛎样品置于冷冻干燥机冷冻干燥至恒重，用玛瑙研钵研磨成粉末，混匀，消化，制备待测液。

1. 2 测定项目及方法海水、沉积物和牡蛎样品的检测分析均按照GB 17378—2007《海洋监测规范》，Cu、Pb、Zn和Cd采用火焰原子吸收分光光度计（AA-240FS，美国瓦里安技术有限公司）测定，Hg和As采用原子荧光光度计（AFS-9230，北京吉天仪器有限公司）测定。

1. 3 评价方法海水和牡蛎采用单项污染指数进行评价，沉积物采用单项污染指数、综合污染指数和潜在生态危害指数进行评价。

1. 3. 1 单项污染指数法计算公式（李杰等，2008）为：C[if]=C[is] /C[in]。

式中，C[if]为第i种重金属污染系数，C[is]为该重金属含量实测值，C[in]为该重金属含量的标准限值。

采用单项污染指数法对牡蛎的食用安全性进行评价：C[if] <0.2，表明重金属浓度处于正常背景值范围内;0.2≤C[if] ≤0.6，为轻污染水平;0.6<C[if] <1.0，为中度污染水平;C[if] ≥1.0时为重污染水平（宋忠魁，2011）。

1. 3. 2 沉积物中多种重金属的综合污染效应沉积物中多种重金属的综合污染效应采用综合污染指数Cd表征，计算公式（张勇和刘树函，2007）为：Cd=[i=1mCif]。

式中，m为重金属元素数量，本研究为6。

1. 3. 3 潜在生态危害指数法潜在生态危害指数法（Häkanson，1980）既考虑到单因子法得出的重金属污染系数，又引入重金属的毒性响应系数，二者综合评价重金属对生态环境的危害，简便、快速且较准确，还顾及背景值的地域分异性（张鑫等，2005）。

单个重金属的潜在生态风险指数（E[ir]）计算公式：E[ir]=T [if]×C[if]。

式中，T [if]为重金属的毒性响应系数，反映重金属的毒性水平和生物对其污染的敏感程度（黄宏等，2004）。

各重金属的毒性响应系数（陈静生和周家义，1992）见表1。

多个重金属的综合潜在生态风险指数（ERI）计算公式：ERI=[i=1mEir]。

C[if] 、Cd、E[ir]和ERI所对应的污染程度及潜在生态风险分级（黄宏等，2004）见表2。

1. 4 统计分析采用Excel 2010进行数据整理，Origin 8.6进行数据统计分析。

2 结果与分析2. 1 钦州沿海海水重金属污染评价结果2009—2016年钦州沿海海域水体中Cu、Pb、Zn、Cd、As和Hg 6种重金属含量均值分布特征。

以GB 3097—1997《海水水质量标准》为评价标准，2009—2016年的海水中Cu、Cd和As均未超标;Zn仅于2009年略微超标;Pb于2009年及2012—2016年均超标，超标最高倍数达4.75倍;Hg于2012—2014年和2016年超标，超标最高倍数为1.74倍。

超标重金属元素中，Pb 超标程度最大且超标年份最多。

重金属超标集中出现在2012—2016年，是由于近年来钦州沿海工农业、养殖业和海上运输业较发达，生产生活等人类活动向海湾排放大量的污水所造成。

2. 2 钦州沿海沉积物重金属污染评价结果2. 2. 1 钦州沿海沉积物综合污染评价以GB 18668—2002《海洋沉积物质量标准》为评价标准，对钦州沿海沉积物进行污染评价。

从表3可看出，2007—2016年（由于目前关于钦州沿海沉积物研究中缺少2009和2015年相关数据，因此表3和表4缺少这两年的评价结果）钦州沿海沉积物重金属单项污染指数中，处于中污染水平的重金属元素仅有2010年的Cd和Hg，其余均为低污染程度;单项污染指数均值排序为As>Cd>Cu>Zn>Hg>Pb，As、Cd和Cu是主要污染元素。

同时，沉积物的重金属综合污染指数均处于低污染水平，各年份综合污染程度排序为2010年>2014年>2013年>2016年>2012年>2008年>2011年>2007年，综合污染存在年际波动。

可见，As、Cd和Cu是近十年来钦州沿海沉积物的主要重金属污染元素，钦州沿海沉积物受6种重金属的综合污染程度较低。

2. 2. 2 钦州沿海沉积物潜在生态风险评价从表4可看出，2007—2016年（2009和2015年除外）钦州沿海沉积物重金属单因子潜在生态风险指数中，2010年的Cd和Hg处于较高风险，2014年的Cd处于中风险，其余重金属元素均处于低风险;沉积物中各重金属元素的潜在生态风险排序为Cd>Hg>As>Cu>Pb>Zn，主要风险因子是Cd、Hg和As。

綜合潜在生态风险指数中，仅2010年沉积物处于中风险，其余年份均处于低风险;各年份的综合潜在生态风险排序为2010年>2014年>2012年>2013年>2016年>2008年>2011年>2007年，综合潜在生态风险存在年际波动。

综上得出，Cd、Hg和As是近十年来钦州沿海沉积物的主要潜在生态风险因子，钦州沿海沉积物生态系统受6种重金属的危害性较低。

2. 3 钦州沿海牡蛎重金属污染评价结果近年来，综合分析钦州沿海牡蛎中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As 6种重金属元素含量的研究较少，部分研究仅对牡蛎中少数或个别重金属元素进行分析，通过对比近年研究，筛选与本研究重金属元素相近的文献，并按照不同标准采用单项污染指数法对元素含量进行分析评价，结果如表5所示。