天津港口疏浚淤泥懸浮物對海洋動物的急性毒性效應

陳永平+王娟娟+李兆千+王寶峰+易偉+繳建華

摘 要：研究了不同濃度的懸浮物對鱸魚和梭魚幼體的毒性效應。實驗結果表明：疏浚淤泥懸浮相對其效應明顯。21 ℃和24 ℃試驗水溫時，懸浮物對鱸魚幼苗的急性毒性實驗結果分別為：96 h LC50為1 711.2 mg/L、1 052.8 mg/L;安全濃度分別為：171.12、105.28 mg/L;懸浮物對梭魚幼苗的急性毒性實驗結果分別為：96 h LC50為453.6、168.1 mg/L;安全濃度分別為：45.36、16.81 mg/L。隨溫度、懸浮物濃度的升高，毒性效應呈增強趨勢。

關鍵詞：淤泥;懸浮物;急性毒性;海洋動物

近些年來，我國為緩解土地供求的矛盾，擴大社會生存和發(fā)展空間，拓展海洋資源利用，一時間從南到北，各地都在發(fā)生著“滄海桑田”的變遷。為使天津海洋經(jīng)濟科學發(fā)展和濱海新區(qū)開發(fā)開放，根據(jù)區(qū)劃，至2020年，天津建設用圍填海規(guī)模達到0.92萬公頃，大規(guī)模的圍填海活動，造成所填泥沙及海底沉積物上翻懸浮于海水中，導致近海水域懸浮物濃度猛增，海水水質(zhì)物理、化學環(huán)境發(fā)生變化，對魚、蝦等卵及幼體的攝食、呼吸、生長、發(fā)育產(chǎn)生負面影響[1]。受懸浮物影響最大的主要是水生生物的卵、稚仔和幼體[2-9]。天津近海主要經(jīng)濟魚類為鱸魚和梭魚，為進一步評估懸浮物對其造成損害的風險，本文通過研究懸浮物對鱸魚和梭魚幼體的毒性，為圍填海過程中導致海水中懸浮物濃度升高對主要經(jīng)濟魚類的影響評估提供理論依據(jù)，為海洋生態(tài)修復、生態(tài)補償及人工放流提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗魚 試驗鱸魚、梭魚幼魚采自天津市水產(chǎn)研究所淡水站，幼魚平均體長3.2 cm，平均體重0.025 g。暫養(yǎng)10 d，然后挑選體型健壯、整齊的鱸魚、梭魚幼體個體進行試驗。試驗開始前24 h停止投喂餌料。鱸魚、梭魚幼苗毒性試驗在50 cm×30 cm×22 cm塑料水箱中進行，試驗前箱體用高錳酸鉀消毒。

1.1.2 試驗設計 養(yǎng)殖塑料水箱放置盛海水15 L，分別放入鱸魚、梭魚幼苗20尾。試驗選擇在兩種不同水溫下進行，期間水溫變化范圍分別為（ 21±1） ℃和（ 24±1） ?℃。

1.1.3 實驗泥 實驗泥采集于天津圍填海近海海底，一次性采足400 kg，帶回實驗室在通風處攤開曬干，冷卻后研磨成粉末狀，于干燥器中低溫保存。

1.1.4 實驗海水 試驗海水采集于天津遠海，一次性采足1 000 L。

1.2 方法

1.2.1 懸浮物溶液的配置 將粉狀泥樣與海水按一定比例混合，充分攪拌后，靜止沉淀2 h，取上層溶液過400目篩絹，微波重量法測定其濃度。將其作為儲備液低溫保存。

1.2.2 懸浮物對鱸魚、梭魚的毒性實驗 試驗分為兩組，一組為（21±1） ℃條件下，每個水箱中放置20尾花鱸、梭魚幼苗，在養(yǎng)殖水箱中加入10 L配置好的懸浮液，其濃度分別為0、10、40、160、640、1 280和2 560 mg/L。另一組（24±1） ℃條件下進行。試驗前12 h每隔1 h時進行觀察和記錄，以后每隔12 h觀察和記錄。死亡標準為用細玻璃棒觸動其腹部，5 s內(nèi)沒有任何反應，則視其為死亡。每組設置一組平行， 每組2個空白對照。實驗重復一次。

1.2.3 實驗數(shù)據(jù)的處理 以Lichfied-Wilcoxon法，計算懸浮物對梭魚幼魚的半致死濃度LC50及95%置信區(qū)間，采用目前比較普遍使用的計算安全質(zhì)量濃度公式96 h LC50×f計算安全質(zhì)量濃度。

2 結果與分析

2.1 配置懸浮物溶液分析

試驗配置的懸浮物溶液有害因子檢測結果見表1。其中，銅、鋅、汞和石油測定濃度結果超標。

2.2 受試生物在試驗液中的活動觀測

試驗開始前8 h，低濃度組試驗魚生命特征與空白對照組相似，試驗魚大多安靜，少數(shù)緩慢游動;而高濃度組試驗魚反應強烈，上下竄動，鰓呼吸加快。一段時間后，低濃度組試驗魚活動情況無多大變化，而高濃度組試驗魚身體逐漸失去平衡，側(cè)游、側(cè)翻的現(xiàn)象。隨著時間延長，高濃度組試驗魚均出現(xiàn)死亡，試驗魚死前均出現(xiàn)鰓蓋擴張，體表粘液大量分泌，鰓部有懸浮物顆粒。

2.3 不同溫度下懸浮物對鱸魚的毒性試驗

不同溫度下，懸浮物對鱸魚致死率結果見表2，3。 結果顯示，在同一溫度下，鱸魚的死亡率與懸浮物濃度之間呈現(xiàn)明顯的劑量效應關系，隨著懸浮物濃度升高，鱸魚的死亡率也升高。不同暴露時間下，懸浮物濃度與鱸魚死亡率的線性回歸方程和懸浮物對鱸魚的 24、48、72、96 h 半數(shù)致死濃度結果見表8。由表8可知，在相同溫度下，隨著染毒時間的延長，鱸魚對懸浮物的敏感性逐漸增強，即 24 h LC50>48 h LC50>72 h LC50>96 h LC50。 溫度可影響鱸魚對懸浮物的耐受能力，在21（±1） ℃溫度下，懸浮物對鱸魚 24、48、72、96 h LC50分別為11 147.7、8 939.3、5 178.0、1 7112mg/L;在 24（±1） ℃溫度下，懸浮物對鱸魚24、48、72、96 h LC50分別為8 709.1、4 596、2 722.8、1 052.8 mg/L。 在此兩個溫度下，質(zhì)量安全濃度分別為171.12 mg/L和105.28 mg/L。

2.4 懸浮物對梭魚的毒性試驗

不同溫度下，懸浮物對鱸魚致死率結果見表4，表5。結果顯示，在同一溫度下，梭魚的死亡率與懸浮物濃度之間呈現(xiàn)明顯的劑量效應關系，隨著懸浮物濃度升高，梭魚的死亡率也升高。不同暴露時間下，懸浮物濃度與鱸魚死亡率的線性回歸方程和懸浮物對鱸魚的 24、48、72、96 h 半數(shù)致死濃度結果見表6。由表 6 可知，在相同溫度下，隨著染毒時間的延長，梭魚對懸浮物的敏感性逐漸增強，即 24 h LC50>48 h LC50>72 h LC50>96 h LC50，結果與懸浮物對鱸魚毒性試驗結果一致。 溫度可影響梭魚對懸浮物的耐受能力，在（21±1） ℃溫度下，懸浮物對梭魚 24、48、72、96 h LC50分別為8 253.1、3 484.0、5 178.0、1 711.2 mg/L;在 （24±1）℃溫度下，懸浮物對梭魚24、48、72、96 h LC50分別為1 840.2、1 237.3、794.3、168.1mg/L。 在此兩個溫度下，質(zhì)量安全濃度分別為45.36 mg/L和16.81 mg/L。

2.5 水溫對鱸魚、梭魚幼苗半致死濃度的影響

不同水溫條件下懸浮物溶液對鱸魚、梭魚幼魚的急性毒性試驗結果見表6、7。實驗結果表明，隨水溫的升高，鱸魚、梭魚幼魚的LC50逐漸降低。分析原因，當溫度升高時，一方面，海水中溶解氧含量降低造成幼魚窒息而死亡。另一方面，溫度較高時，各種重金屬、石油等有害因子活性增強，也可能造成幼魚中毒死亡。

3 討論

實驗結果表明，在21 ℃條件下，鱸魚幼苗48和96 h LC50 （95% 可信限） 分別為8 939.3和1 711.2，SC為 171.12 mg/L，梭魚幼魚48和96 h LC50 ?（ 95% 可信限） 分別為3 484.0和453.6 mg/L，SC為 45.36 mg/L;在24 ℃條件下，鱸魚幼苗48和96 h LC50 ?（95% 可信限） 分別為4 596和1 052.8 mg/L，SC為105.28 mg/L，梭魚幼魚48和96 h LC50 ?（95% 可信限） 分別為1 237.3和221.1 mg/L，SC為22.11 mg/L;隨溫度升高，兩種生物的96 h半致死濃度逐漸降低，這與李純厚等，周勇等[1]研究懸浮物對鱗鯔魚、半滑舌鰨胚胎和初孵仔魚的毒性效應結果一致。兩種生物48和96 h LC50 與半滑舌鰨幼苗有較大差異，這可能與生物種類不同存在差異，也可能與水中各種重金屬、石油、有機物等有害物質(zhì)的不同導致48和96 h LC50 差異較大。鱸魚較梭魚幼苗48和96 h LC50均較大，這可能與鱸魚生物體對懸浮物毒性適比梭魚具有較強的拮抗性，這與金彩杏等研究的三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗結果相一致[10]。

造成疏浚地區(qū)海洋生物死亡的原因較多。一是懸浮物對海洋生物體呼吸器官產(chǎn)生堵塞;二是懸浮物中的有機質(zhì)分解使水體中溶解氧降低。不同的海區(qū)環(huán)境其懸浮物質(zhì)對海洋生物的毒害程度也是不同的，圍填海所填介質(zhì)含有害因子的性質(zhì)、含量及當前海域的海水流動、交換速度直接影響懸浮物的毒害效應。因此，在進行懸浮物對海洋生物毒性評估時，應綜合考慮圍填海海域環(huán)境等因素。

參考文獻：

[1]

周勇，馬紹賽，曲克明，等.懸浮物對半滑舌鰨稚魚的急性毒性效應[J].海洋環(huán)境科學，2010，29（2），229-230

[2] Xu ZL，Xu JW，Yuan Q，JiangM，Chen YQ.Impact of suspension and oozing solutionfrom the dredging sediment on hydrobios in the Changiiang estuary[J].JFish Sci China，1999a，6 （5）：29-32

[3] Xu ZL，Yi CP，Shen XQ ，Cao Z，Wang YL，Chen YQ.Effects of suspended dredging sediment on growth of species of phytop lankton inthe Changjiang estuary[J].J Fish Sci China，1999b，6（5）：33-36

[4] Wang YL，Chen YX，Xu ZL ，ChenYQ.Effects of suspended dredging sediment and its dissolved Zn2+ on the spawn and early development of Chinese crab Eroicheir sinensis in the Changiiang estuary[J].J Fish Sci China，1999，6 （5）：24-28

[5] 宋強，方建光，劉慧，等.沉積再懸浮顆粒物對3種濾食性貝類攝食生理的影響[J].海洋水產(chǎn)研究，2006，27（4）：21-28

[6] Bisson，P.A..Avoidance of suspendeds ediment by juvenile CohoSalm on.Nor.Am.J.Fish Manag[J].1982，2： 371-374

[7] Cordone，A.J.The infuences of inorganic sediment on the aquatic file of streams [J].Cal.Fish Game.1949，47： 189-228

[8] 馬明輝，宮強，劉述錫，等.懸浮物對蝦夷扇貝致死效應的研究[J].海洋環(huán)境科學，2004，23（3）：46-48

[9] 李純厚，林燕棠，楊美蘭，等.南海海港疏浚淤泥懸浮物對海洋動物的急性毒性效應[J].中國環(huán)境科學，1997，17（ 6）：550-553

[10] 金彩杏，丁躍平，劉士忠，等.三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗[J].水產(chǎn)科技情報，2002，29（4）：156-158

Influence of the suspended substances

on marine organisms in the port Tianjin

CHEN Yong-ping，WANG Juan-juan，LI Zhao-qian，

Wang Bao-feng，YI-wei，JIAO Jian-hua

（Quality of Fishery Environment and Aquatic Products Supervision and Testing

Center Tianjin，Ministry of Agriculture，Tianjin 300221，China）

Abstract：Studies on the toxic effects of suspended substances （SS） on the bass larvae and pike larvae were conducted in laboratory.The results are reported as follows：The acute toxic effects of the sludge suspended solution to crustacean plankton are very clear.When the test temperature is 21.0，24.0 ℃，The results showed that the 96 h LC50 were 1 711.2 mg/L，1052.8 mg/L to the bass larvae，and the safe concentrations were 171.12、105.28 mg/L，respectively，the 96 h LC50 is 453.6、168.1 mg/L to the pike larvae，and the safe concentrations were 45.36，16.81mg/L.The acute toxicity increased with the test temperature or suspension concentration going up.

Key words： sludge，suspension，the acute toxicity，marine organisms

（收稿日期：2014-10-16;修回日期：2014-11-17）

2.5 水溫對鱸魚、梭魚幼苗半致死濃度的影響

不同水溫條件下懸浮物溶液對鱸魚、梭魚幼魚的急性毒性試驗結果見表6、7。實驗結果表明，隨水溫的升高，鱸魚、梭魚幼魚的LC50逐漸降低。分析原因，當溫度升高時，一方面，海水中溶解氧含量降低造成幼魚窒息而死亡。另一方面，溫度較高時，各種重金屬、石油等有害因子活性增強，也可能造成幼魚中毒死亡。

3 討論

實驗結果表明，在21 ℃條件下，鱸魚幼苗48和96 h LC50 （95% 可信限） 分別為8 939.3和1 711.2，SC為 171.12 mg/L，梭魚幼魚48和96 h LC50 ?（ 95% 可信限） 分別為3 484.0和453.6 mg/L，SC為 45.36 mg/L;在24 ℃條件下，鱸魚幼苗48和96 h LC50 ?（95% 可信限） 分別為4 596和1 052.8 mg/L，SC為105.28 mg/L，梭魚幼魚48和96 h LC50 ?（95% 可信限） 分別為1 237.3和221.1 mg/L，SC為22.11 mg/L;隨溫度升高，兩種生物的96 h半致死濃度逐漸降低，這與李純厚等，周勇等[1]研究懸浮物對鱗鯔魚、半滑舌鰨胚胎和初孵仔魚的毒性效應結果一致。兩種生物48和96 h LC50 與半滑舌鰨幼苗有較大差異，這可能與生物種類不同存在差異，也可能與水中各種重金屬、石油、有機物等有害物質(zhì)的不同導致48和96 h LC50 差異較大。鱸魚較梭魚幼苗48和96 h LC50均較大，這可能與鱸魚生物體對懸浮物毒性適比梭魚具有較強的拮抗性，這與金彩杏等研究的三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗結果相一致[10]。

造成疏浚地區(qū)海洋生物死亡的原因較多。一是懸浮物對海洋生物體呼吸器官產(chǎn)生堵塞;二是懸浮物中的有機質(zhì)分解使水體中溶解氧降低。不同的海區(qū)環(huán)境其懸浮物質(zhì)對海洋生物的毒害程度也是不同的，圍填海所填介質(zhì)含有害因子的性質(zhì)、含量及當前海域的海水流動、交換速度直接影響懸浮物的毒害效應。因此，在進行懸浮物對海洋生物毒性評估時，應綜合考慮圍填海海域環(huán)境等因素。

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[3] Xu ZL，Yi CP，Shen XQ ，Cao Z，Wang YL，Chen YQ.Effects of suspended dredging sediment on growth of species of phytop lankton inthe Changjiang estuary[J].J Fish Sci China，1999b，6（5）：33-36

[4] Wang YL，Chen YX，Xu ZL ，ChenYQ.Effects of suspended dredging sediment and its dissolved Zn2+ on the spawn and early development of Chinese crab Eroicheir sinensis in the Changiiang estuary[J].J Fish Sci China，1999，6 （5）：24-28

[5] 宋強，方建光，劉慧，等.沉積再懸浮顆粒物對3種濾食性貝類攝食生理的影響[J].海洋水產(chǎn)研究，2006，27（4）：21-28

[6] Bisson，P.A..Avoidance of suspendeds ediment by juvenile CohoSalm on.Nor.Am.J.Fish Manag[J].1982，2： 371-374

[7] Cordone，A.J.The infuences of inorganic sediment on the aquatic file of streams [J].Cal.Fish Game.1949，47： 189-228

[8] 馬明輝，宮強，劉述錫，等.懸浮物對蝦夷扇貝致死效應的研究[J].海洋環(huán)境科學，2004，23（3）：46-48

[9] 李純厚，林燕棠，楊美蘭，等.南海海港疏浚淤泥懸浮物對海洋動物的急性毒性效應[J].中國環(huán)境科學，1997，17（ 6）：550-553

[10] 金彩杏，丁躍平，劉士忠，等.三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗[J].水產(chǎn)科技情報，2002，29（4）：156-158

Influence of the suspended substances

on marine organisms in the port Tianjin

CHEN Yong-ping，WANG Juan-juan，LI Zhao-qian，

Wang Bao-feng，YI-wei，JIAO Jian-hua

（Quality of Fishery Environment and Aquatic Products Supervision and Testing

Center Tianjin，Ministry of Agriculture，Tianjin 300221，China）

Abstract：Studies on the toxic effects of suspended substances （SS） on the bass larvae and pike larvae were conducted in laboratory.The results are reported as follows：The acute toxic effects of the sludge suspended solution to crustacean plankton are very clear.When the test temperature is 21.0，24.0 ℃，The results showed that the 96 h LC50 were 1 711.2 mg/L，1052.8 mg/L to the bass larvae，and the safe concentrations were 171.12、105.28 mg/L，respectively，the 96 h LC50 is 453.6、168.1 mg/L to the pike larvae，and the safe concentrations were 45.36，16.81mg/L.The acute toxicity increased with the test temperature or suspension concentration going up.

Key words： sludge，suspension，the acute toxicity，marine organisms

（收稿日期：2014-10-16;修回日期：2014-11-17）

2.5 水溫對鱸魚、梭魚幼苗半致死濃度的影響

不同水溫條件下懸浮物溶液對鱸魚、梭魚幼魚的急性毒性試驗結果見表6、7。實驗結果表明，隨水溫的升高，鱸魚、梭魚幼魚的LC50逐漸降低。分析原因，當溫度升高時，一方面，海水中溶解氧含量降低造成幼魚窒息而死亡。另一方面，溫度較高時，各種重金屬、石油等有害因子活性增強，也可能造成幼魚中毒死亡。

3 討論

實驗結果表明，在21 ℃條件下，鱸魚幼苗48和96 h LC50 （95% 可信限） 分別為8 939.3和1 711.2，SC為 171.12 mg/L，梭魚幼魚48和96 h LC50 ?（ 95% 可信限） 分別為3 484.0和453.6 mg/L，SC為 45.36 mg/L;在24 ℃條件下，鱸魚幼苗48和96 h LC50 ?（95% 可信限） 分別為4 596和1 052.8 mg/L，SC為105.28 mg/L，梭魚幼魚48和96 h LC50 ?（95% 可信限） 分別為1 237.3和221.1 mg/L，SC為22.11 mg/L;隨溫度升高，兩種生物的96 h半致死濃度逐漸降低，這與李純厚等，周勇等[1]研究懸浮物對鱗鯔魚、半滑舌鰨胚胎和初孵仔魚的毒性效應結果一致。兩種生物48和96 h LC50 與半滑舌鰨幼苗有較大差異，這可能與生物種類不同存在差異，也可能與水中各種重金屬、石油、有機物等有害物質(zhì)的不同導致48和96 h LC50 差異較大。鱸魚較梭魚幼苗48和96 h LC50均較大，這可能與鱸魚生物體對懸浮物毒性適比梭魚具有較強的拮抗性，這與金彩杏等研究的三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗結果相一致[10]。

造成疏浚地區(qū)海洋生物死亡的原因較多。一是懸浮物對海洋生物體呼吸器官產(chǎn)生堵塞;二是懸浮物中的有機質(zhì)分解使水體中溶解氧降低。不同的海區(qū)環(huán)境其懸浮物質(zhì)對海洋生物的毒害程度也是不同的，圍填海所填介質(zhì)含有害因子的性質(zhì)、含量及當前海域的海水流動、交換速度直接影響懸浮物的毒害效應。因此，在進行懸浮物對海洋生物毒性評估時，應綜合考慮圍填海海域環(huán)境等因素。

參考文獻：

[1]

周勇，馬紹賽，曲克明，等.懸浮物對半滑舌鰨稚魚的急性毒性效應[J].海洋環(huán)境科學，2010，29（2），229-230

[2] Xu ZL，Xu JW，Yuan Q，JiangM，Chen YQ.Impact of suspension and oozing solutionfrom the dredging sediment on hydrobios in the Changiiang estuary[J].JFish Sci China，1999a，6 （5）：29-32

[3] Xu ZL，Yi CP，Shen XQ ，Cao Z，Wang YL，Chen YQ.Effects of suspended dredging sediment on growth of species of phytop lankton inthe Changjiang estuary[J].J Fish Sci China，1999b，6（5）：33-36

[4] Wang YL，Chen YX，Xu ZL ，ChenYQ.Effects of suspended dredging sediment and its dissolved Zn2+ on the spawn and early development of Chinese crab Eroicheir sinensis in the Changiiang estuary[J].J Fish Sci China，1999，6 （5）：24-28

[5] 宋強，方建光，劉慧，等.沉積再懸浮顆粒物對3種濾食性貝類攝食生理的影響[J].海洋水產(chǎn)研究，2006，27（4）：21-28

[6] Bisson，P.A..Avoidance of suspendeds ediment by juvenile CohoSalm on.Nor.Am.J.Fish Manag[J].1982，2： 371-374

[7] Cordone，A.J.The infuences of inorganic sediment on the aquatic file of streams [J].Cal.Fish Game.1949，47： 189-228

[8] 馬明輝，宮強，劉述錫，等.懸浮物對蝦夷扇貝致死效應的研究[J].海洋環(huán)境科學，2004，23（3）：46-48

[9] 李純厚，林燕棠，楊美蘭，等.南海海港疏浚淤泥懸浮物對海洋動物的急性毒性效應[J].中國環(huán)境科學，1997，17（ 6）：550-553

[10] 金彩杏，丁躍平，劉士忠，等.三唑磷農(nóng)藥對鱸魚等魚類的急性毒性試驗[J].水產(chǎn)科技情報，2002，29（4）：156-158

Influence of the suspended substances

on marine organisms in the port Tianjin

CHEN Yong-ping，WANG Juan-juan，LI Zhao-qian，

Wang Bao-feng，YI-wei，JIAO Jian-hua

（Quality of Fishery Environment and Aquatic Products Supervision and Testing

Center Tianjin，Ministry of Agriculture，Tianjin 300221，China）

Abstract：Studies on the toxic effects of suspended substances （SS） on the bass larvae and pike larvae were conducted in laboratory.The results are reported as follows：The acute toxic effects of the sludge suspended solution to crustacean plankton are very clear.When the test temperature is 21.0，24.0 ℃，The results showed that the 96 h LC50 were 1 711.2 mg/L，1052.8 mg/L to the bass larvae，and the safe concentrations were 171.12、105.28 mg/L，respectively，the 96 h LC50 is 453.6、168.1 mg/L to the pike larvae，and the safe concentrations were 45.36，16.81mg/L.The acute toxicity increased with the test temperature or suspension concentration going up.

Key words： sludge，suspension，the acute toxicity，marine organisms

（收稿日期：2014-10-16;修回日期：2014-11-17）