1 引言
遼東灣位于渤海北部，是我國緯度最高的海域，有港灣多，入海河流多等特點.遼東灣平均水深為18 m，鹽度低于30，餌料極為豐富，該海域具有豐富的海洋漁業(yè)資源，是我國著名的魚類產(chǎn)卵場、育餌場和洄游通道.近年來，隨著石油開采和海上運輸?shù)陌l(fā)展，海上溢油事故不斷增加，尤其是2011年蓬萊19-3油田重大溢油事故造成的深遠影響，加之工業(yè)廢水和生活污水的排海，導(dǎo)致局部海域石油類污染物增加，石油類污染物通過生物鏈的傳遞，影響水產(chǎn)品質(zhì)量，進而危害人體健康.國內(nèi)已有一些關(guān)于海洋生物體內(nèi)石油烴污染調(diào)查方面的報道，宛立等于2007年對遼東灣北部海域水體表層石油類污染狀況進行了分析，王召會等于2013年遼東灣局部海域生物體內(nèi)石油烴污染狀況進行了分析，但對整個遼東灣海域生物體內(nèi)的石油烴含量研究甚少，本文根據(jù)2013年8月份對遼東灣海域進行的漁業(yè)資源底拖網(wǎng)調(diào)查獲取樣品，結(jié)合該海域歷史數(shù)據(jù)，全面分析該海域生物體內(nèi)石油類污染物的含量水平、分布特征和變化趨勢.
2 材料和方法
2.1 樣品采集與保存
于2013年8月份對遼東灣海域進行的漁業(yè)資源底拖網(wǎng)調(diào)查，調(diào)查海域水深5~30 m，共獲取15種野生主要經(jīng)濟生物，包括魚類7種67份樣品;軟體類4種18份樣品;甲殼類4種42份樣品，共計127份生物體.樣品每份生物樣本數(shù)量≥5個，樣品采集后，帶回實驗室即置-20 ℃冰柜冷藏保存.圖 1為樣品采集站位.
圖1 樣品采集站位
2.2 樣品的處理與測定
生物體樣品處理：將樣品在常溫下解凍，對于較大體型生物體取肌肉組織和內(nèi)臟組織分別測其石油烴含量，對于小型個體僅取其肌肉組織，魚類取其背部肌肉，蝦類取其腹部肌肉，蟹類取其第一鰲足肌肉，頭足類取其腕部肌肉，對同站位同種類樣品軟組織或肌肉組織混合勻漿待測.
石油烴測定：稱取(2±0.001)g樣品勻漿，于皂化瓶中加入20 mL濃度為6 mol · L-1的NaOH溶液，搖勻后避光室溫下(20 ℃)皂化12 h，然后加入20 mL無水乙醇，4 h后將皂化液與30.0 mL的NaCl飽和溶液和100 mL無油純水混合，用20.0 mL二氯甲烷分2次萃取，萃取液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在50 ℃水浴中將二氯甲烷蒸至近干，用氮氣將殘留二氯甲烷萃取液吹干，準確加入10.0 mL脫芳石油醚溶解殘留物.用日立F-2500型熒光分光光度計分析石油烴濃度，激發(fā)波長和發(fā)射波長分別為310 nm和360 nm，標準物質(zhì)采用國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心配制的油類標準物質(zhì).
2.3 數(shù)據(jù)分析
3種類別生物體中的石油烴含量數(shù)據(jù)的概率分布檢驗采用Kolmogorove-Smirnov檢驗法，并繪制頻數(shù)分布圖;同站位水體、沉積物和生物體中石油烴含量相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析法，以上分析方法均使用SPSS 19.0軟件進行.采用ArcGIS 10.0 Geostatistical Analyst模塊對典型定居性生物體內(nèi)石油烴含量區(qū)域平面分布特征進行分析，采用普通克里金插值方式，并繪制平面分布圖.
3 結(jié)果與討論
3.1 遼東灣海洋生物體肌肉組織內(nèi)石油烴含量水平
表 1為2013年8月份檢測的15種海洋生物體肌肉組織內(nèi)石油烴的含量統(tǒng)計.受測的軟體動物有4個種類，其肌肉組織測值范圍為5.08~41.81 mg · kg-1(鮮重，以下同)，均值為16.59 mg · kg-1，中位值為15.09 mg · kg-1，75%樣品石油烴含量水平集中在10~20 mg · kg-1之間;受測的甲殼類動物有4種，其肌肉組織測值范圍為3.15~25.70 mg · kg-1，均值為11.22 mg · kg-1，中位值為10.20 mg · kg-1;受測的魚類動物7種，其肌肉組織測值范圍為2.76~17.47 mg · kg-1，均值為9.56 mg · kg-1，中位值為9.19 mg · kg-1.通過上述分析可知，軟體類、甲殼類和魚類3類生物體肌肉組織內(nèi)石油烴含量均值和中位值分布均比較均勻(圖 2)，因此本文采用均值表征區(qū)域污染水平.
圖2 各類生物體肌肉組織內(nèi)石油烴含量頻數(shù)分布
軟體動物中扁玉螺肌肉組織內(nèi)石油烴含量最高，其范圍為5.08~41.81 mg · kg-1，均值為20.30 mg · kg-1，其樣本間波動范圍較大，標準偏差為15.52 mg · kg-1;其次為長蛸，石油烴含量范圍為15.10~18.14 mg · kg-1，均值為16.62 mg · kg-1，標準偏差為2.16 mg · kg-1;總體上，遼東灣海域軟體類生物體肌肉組織內(nèi)石油烴總量平均水平為：扁玉螺>長蛸>脈紅螺>火槍烏賊.甲殼類動物中日本蟳樣品肌肉組織內(nèi)石油烴含量最高，為16.43 mg · kg-1，口蝦蛄和葛氏長臂蝦次之，為11.43 mg · kg-1和8.25 mg · kg-1，日本鼓蝦最低，為8.14 mg · kg-1.總體上，遼東灣海域甲殼類生物體肌肉組織內(nèi)石油烴總量平均水平為：日本蟳>口蝦蛄>葛氏長臂蝦>日本鼓蝦.魚類為遼東灣主要的海洋漁業(yè)資源，本次調(diào)查魚類種類也最多為7種，其中方氏云鳚肌肉組織內(nèi)石油烴含量最高，為12.99 mg · kg-1.其次為焦氏舌鰨和許氏平鮋，其肌肉組織內(nèi)石油烴含量分別為10.76 mg · kg-1和10.71 mg · kg-1，孔鰩最低為6.52 mg · kg-1.總體上，遼東灣海域魚類生物體肌肉組織內(nèi)石油烴總量平均水平為：方氏云鳚>焦氏舌鰨>許氏平鮋>小黃魚>黃鮟鱇>矛尾鰕虎魚>孔鰩.
本次調(diào)查有3個站位囊括軟體類、甲殼類和魚類三大類樣品，具有相同棲息環(huán)境的同一站位不同種類生物體對比發(fā)現(xiàn)，37#站位生物體樣品肌肉組織內(nèi)石油烴含量分布特征為：扁玉螺>口蝦蛄>黃鮟鱇>孔鰩>小黃魚;35#站位生物體樣品肌肉組織內(nèi)石油烴含量分布特征為：口蝦蛄>扁玉螺>焦氏舌鰨>日本蟳>小黃魚>日本鼓蝦;7#站位生物體樣品肌肉組織內(nèi)石油烴含量分布特征為：長蛸>脈紅螺>矛尾鰕虎魚>口蝦蛄.
在所調(diào)查的遼東灣15種海洋生物體肌肉組織內(nèi)石油烴含量顯示：軟體腹足綱>甲殼動物蟹類>軟體頭足類>甲殼動物蝦類>魚類，不同類別的海洋動物間的石油烴含量的差異，反映了它們積累和代謝石油烴能力的差異，一般石油烴含量具有軟體類>甲殼類>魚類的特征規(guī)律，這與山東半島南部海域、浙江沿岸、珠江口附近海域和深圳海域海洋生物體的石油烴含量的研究結(jié)果相同.有研究表明，海洋動物具有代謝、轉(zhuǎn)化一定范圍的石油烴化合物的酶學(xué)功能，而海洋軟體類似乎例外，其缺乏或僅具有極有限的代謝石油烴類化合物的能力，海洋軟體動物和甲殼動物比魚類具有較高的積累石油烴的能力，并且其代謝和釋放石油烴的能力遠小于魚類.同時，也與它們的生活習(xí)性、棲息環(huán)境和運動能力有關(guān)，本文軟體動物涉及腹足綱和頭足綱，腹足綱脈紅螺和扁玉螺營底棲生活，肉食種，以蟹類或貝殼內(nèi)的營養(yǎng)液為食.頭足綱火槍烏賊體具流線型，適應(yīng)于快速行動結(jié)構(gòu)，善做長距離游泳，生活習(xí)性偏向于魚類，蛸類則以各腕交替動作，在海底爬行或吸住他物，掠食性動物，食性廣，浮游、底棲和游泳動物都是它的捕食對象.甲殼類的蟹喜棲沙灘或巖石底質(zhì)，運動方式為爬行，雜食性或腐食性.對蝦則偏好顆粒大小為62~100 μm粒徑的砂質(zhì)底質(zhì)，運動方式為游泳或后躍.運動能力強的魚類、蝦類和軟體類的火槍烏賊由于其躲避惡劣環(huán)境的能力強，所以對污染物富集能力相對較弱，而游泳能力較弱的甲殼蟹類和軟體類的腹足綱則很難及時躲避突發(fā)污染，故其對污染物的富集能力要高得多.因此軟體類中火槍烏賊石油烴含量最低，甲殼類中日本蟳石油烴含量卻最高，而整體卻有軟體類>甲殼類>魚類的特征規(guī)律.魚類中，黃鮟鱇、矛尾鰕虎魚和孔鰩為深水底棲魚，以底棲動物為食;小黃魚為近海洄游魚類，喜棲于淺海軟泥或泥沙底海區(qū)，以小型魚類和蝦為食;許氏平鮋，常棲于近岸巖礁附近海域，以魚類、甲殼類和頭足類為食;焦氏舌鰨棲息于近岸泥沙海底，以甲殼類和軟體類為食.以高石油烴含量的甲殼類和軟體類為食的焦氏舌鰨和許氏平鮋體內(nèi)石油烴含量明顯高于以魚類為食的小黃魚，棲息于石油烴含量較高的近岸海域的焦氏舌鰨石油烴含量明顯高于棲息于深海的黃安康、矛尾蝦虎魚和孔鰩.
表1 不同生物體石油烴含量
3.2 生物體不同組織間石油烴含量對比分析
對于較大型的生物個體，取肌肉組織和內(nèi)臟組織分別進行石油烴含量檢測，并分析同一個體中兩部位內(nèi)石油烴含量差異性和相關(guān)性，貝類樣品的肌肉組織取同一站位樣品的腹足部位肌肉混合勻漿，內(nèi)臟組織取同一站位個體內(nèi)臟囊混合勻漿，包括心臟、腎臟、胃、腸、消化腺和生殖腺等內(nèi)臟器官.魚類樣品內(nèi)臟取同一站位個體心、肝、胃、脾、腎等臟器混合勻漿.由表 1可知，除脈紅螺外，其他種類內(nèi)臟組織中石油烴含量明顯高于肌肉組織，方氏云鳚內(nèi)臟組織內(nèi)石油烴含量最高為38.01 mg · kg-1，超肌肉組織石油烴含量近2倍;其次孔瑤內(nèi)臟組織石油烴含量為29.01 mg · kg-1，超肌肉組織石油烴含量近3.4倍;魚類中焦氏舌鰨內(nèi)臟組織與肌肉組織含量差異最小，但其內(nèi)臟石油烴含量仍超肌肉組織59.5%.頭足類長蛸內(nèi)臟組織石油烴含量超肌肉組織32.9%，貝類脈紅螺肌肉組織石油烴含量略高于內(nèi)臟組織.圖 3為不同種類樣品中石油烴在肌肉和內(nèi)臟器官內(nèi)含量范圍，由圖可知焦氏舌鰨、矛尾鰕鯱 魚和小黃魚內(nèi)臟組織內(nèi)石油烴含量波動范圍較大.
通過Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，貝類和頭足類肌肉和內(nèi)臟石油烴含量不存在顯著相關(guān)性，而魚類的肌肉和內(nèi)臟組織內(nèi)石油烴含量存在顯著的正相關(guān)，即當肌肉組織內(nèi)石油烴含量越高時，內(nèi)臟組織內(nèi)石油烴含量則越高.海洋生物體內(nèi)的脂肪含量對有機污染物的蓄積起到了主要作用，有研究發(fā)現(xiàn)魚體中有機污染物的蓄積水平隨魚體的脂肪含量的增加而提高，因此脂肪含量較高的內(nèi)臟組織石油烴含量高于肌肉組織.
3.3 生物體內(nèi)石油烴含量區(qū)域分布特征分析
選取樣品量充足、活動范圍狹窄、具有指示性和代表性的物種進行區(qū)域石油烴含量分布特征分析，本文選取口蝦蛄和焦氏舌鰨，口蝦蛄肌肉內(nèi)石油烴含量區(qū)域分布不均勻，出現(xiàn)多個分散的高值區(qū)和低值區(qū)，高值區(qū)主要出現(xiàn)在遼東灣西部沿岸和西北部沿岸海域;而焦氏舌鰨高值區(qū)出現(xiàn)在遼東灣北部海域和金州灣南部海域，低值區(qū)出現(xiàn)在長興島北部和復(fù)州灣鄰近海域，整體呈由中央海域向南北梯度遞增的變化趨勢.
3.4 水體、沉積物和生物體三介質(zhì)內(nèi)石油烴含量相關(guān)性分析
對相同站位的水體、沉積物和生物體三介質(zhì)內(nèi)石油烴含量進行相關(guān)性分析，其中生物體選取游泳能力弱、活動范圍較狹窄的甲殼類和底棲性魚類，對同一站位不同種類生物石油烴含量取其平均值，水質(zhì)和沉積物石油烴數(shù)據(jù)選取2013年8月份同站位調(diào)查數(shù)據(jù)，其中水體包括表層和底層數(shù)據(jù).遼東灣海域表層水質(zhì)石油烴均值為0.025 mg · L-1，標準偏差為0.007 mg · L-1，底層石油烴均值為0.022 mg · L-1，標準偏差為0.005 mg · L-1，該海域表底層石油烴含量波動范圍均比較小.水質(zhì)表層石油烴與生物體內(nèi)石油烴含量不存在顯著相關(guān)性，底層水質(zhì)石油烴與矛尾鰕虎魚體內(nèi)石油烴含量存在高度相關(guān)性.沉積物含量與相對應(yīng)站位不同種類石油烴含量均存在一定相關(guān)性，其中與矛尾鰕虎魚體內(nèi)石油烴含量存在高度相關(guān)性.污染物進入生物體內(nèi)一般通過兩種方式：一種是生物體通過與水相交換的直接方式，另一種是生物捕食受污染食物的間接方式.所以生物體內(nèi)污染物的殘留量與其生存的水環(huán)境、沉積環(huán)境有密切的聯(lián)系，因不同地理位置，其水質(zhì)、沉積環(huán)境具有明顯的差異，故生物體內(nèi)污染物殘留量也具有區(qū)域差異性. 另外海洋水體具有很強的流動性，本文采用的水體石油烴含量僅能反映采樣時該海域石油烴的瞬時含量，而沉積物相對而言則穩(wěn)定的多，其分析結(jié)果更能反映當時該海域一段時間內(nèi)石油烴污染狀況和變化趨勢，因此在與生物體石油烴含量的相關(guān)性分析中，水體中石油烴顯然弱于沉積物.
表2 各介質(zhì)石油烴含量相關(guān)系數(shù)
3.5 遼東灣海域生物體石油烴含量變化趨勢
表 3為遼東灣海域2007年10月、2012年3月和2013年8月生物體石油烴含量均值，其中2012年3月為蓬萊溢油跟蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)(王召會等，2014)，對比分析發(fā)現(xiàn)，2012年3月份的扁玉螺、脈紅螺和口蝦蛄體內(nèi)石油烴含量明顯高于2007年和2013年的測試結(jié)果，其中扁玉螺2012年石油烴含量為2007年的4.5倍，為2013年的2.1倍，口蝦蛄2012年石油烴含量為2007年的3.5倍，為2013年近2倍.矛尾鰕虎魚和許氏平鮋近7年含量變化不大，焦氏舌鰨呈逐年小幅上升的變化趨勢.日本蟳體內(nèi)石油烴含量2013年較2012年略有上升，葛氏長臂蝦和日本蝦蛄2013年較2012年均明顯下降，其中日本蝦蛄下降率超50%.整體來說，遼東灣魚類體內(nèi)石油烴含量比較穩(wěn)定，2007年到2013年之間的3次監(jiān)測石油烴含量變化不大，而定居性的軟體類和活動范圍較狹窄的甲殼類生物則在2012年的監(jiān)測中整體出現(xiàn)明顯高值，表明2012年3月份之前調(diào)查海域出現(xiàn)明顯的石油類輸入.2011年6月份蓬萊19-3油田溢油事故，在遼寧綏中岸灘發(fā)現(xiàn)油污，油樣經(jīng)油指紋分析鑒定，與蓬萊19-3油田溢油油指紋一致，表明溢油污染已擴散到遼東灣海域，2012年3月份軟體類和甲殼類生物體石油烴含量偏高可能由此造成.具體參見污水寶商城資料或http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
表3 不同年份遼東灣生物體石油烴含量均值
3.6 與其他海域生物體內(nèi)石油烴含量的比較
表 4列出了國內(nèi)不同海域海洋生物體內(nèi)的石油烴含量，分析方法均為熒光分光光度法.對比結(jié)果表明，遼東灣海域魚類體內(nèi)石油烴的含量低于山東半島南部海域，明顯高于浙江沿海、珠江口海域;甲殼類的石油烴含量低于山東半島南部海域，高于浙江沿岸、珠江口和天津海域;軟體類的石油烴含量低于山東半島南部海域和浙江沿海，高于天津海域和珠江口海域.總體來說，遼東灣海域海洋生物體的石油烴含量低于山東半島南部等海域，但明顯高于浙江沿岸、珠江口等大部分海域，處于較高的含量水平.比較所引用的文獻與本研究采樣的時間最多相差20余年，生物體內(nèi)石油烴含量隨著時間變化可能有所不同.
表4 不同海域海洋生物體內(nèi)石油烴含量
4 結(jié)論
1)調(diào)查海域軟體類、甲殼類和魚類三類生物體內(nèi)石油烴含量均值和中位值分布比較均勻，整體呈軟體腹足綱>甲殼動物蟹類>軟體頭足>甲殼動物蝦類>魚類的特點;除脈紅螺外，其他種類內(nèi)臟組織中石油烴含量明顯高于肌肉組織，其中貝類和頭足類肌肉和內(nèi)臟石油烴含量不存在顯著相關(guān)性，而魚類的肌肉和內(nèi)臟組織內(nèi)石油烴含量存在顯著的正相關(guān)，即當肌肉組織內(nèi)石油烴含量越高時，內(nèi)臟組織內(nèi)石油烴含量則越高.
2)口蝦蛄肌肉組織內(nèi)石油烴含量區(qū)域分布不均勻，出現(xiàn)多個分散的高值區(qū)和低值區(qū)，無明顯變化趨勢.而焦氏舌鰨高值區(qū)出現(xiàn)在遼東灣北部海域和金州灣南部海域，低值區(qū)出現(xiàn)在長興島北部和復(fù)州灣鄰近海域，整體呈由遼東灣中央海域向南北梯度遞增的變化趨勢.
3)遼東灣魚類肌肉組織內(nèi)石油烴含量比較穩(wěn)定，2007年到2013年之間的3次監(jiān)測石油烴含量變化不大，而定居性的軟體類和活動范圍較狹窄的甲殼類生物則在2012年的監(jiān)測中整體出現(xiàn)明顯高值，通過水體、沉積物石油烴含量與定居性生物體肌肉組織內(nèi)石油烴含量相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，底層水體石油烴與矛尾鰕虎魚肌肉組織內(nèi)石油烴含量存在高度相關(guān)性，沉積物含量與相對應(yīng)站位不同種類生物體肌肉組織內(nèi)石油烴含量均存在一定相關(guān)性，綜合表明2012年3月份之前調(diào)查海域出現(xiàn)明顯的石油類輸入.
4)遼東灣海域海洋生物體的石油烴含量低于山東半島南部等污染較為嚴重的海域，但明顯高于浙江沿岸、珠江口等大部分海域，處于較高的含量水平.
