海上溢油對水生生物的影響研究

浙江省海洋水產(chǎn)研究所 嚴峻，張博

隨著國家“一帶一路”的實施，海上航運業(yè)務(wù)逐年增加。海洋航運船舶的增加，必定會使海上溢油事故發(fā)生的概率增加，而海上溢油事故一旦發(fā)生會對海洋環(huán)境造成污染?；诤Ｉ弦缬褪鹿识喟l(fā)，本文在已有研究的基礎(chǔ)上，對海上溢油對水生生物的影響做進一步分析，為海上突發(fā)溢油事故造成的影響提供技術(shù)依據(jù)。

一、溢油事故原因

根據(jù)統(tǒng)計，非船舶溢油、船舶撞擊溢油和其他船舶事故溢油是造成海上突發(fā)溢油事故的主要因素。非船舶溢油主要指船舶沉沒和管道泄漏導(dǎo)致溢油事故，船舶撞擊溢油曾是海上溢油事故中事故發(fā)生次數(shù)最多且溢油總量最大的部分。船舶撞擊引起的油品泄漏是船舶燃料油，另一種泄漏量較大的事故是油船泄漏事故，這類事故的主要泄漏物為成品油。

二、溢油事故影響途徑

海上突發(fā)溢油事故后，油品基本以膜的形式漂浮在海面，較小部分溶解到海水中，也可能會有碎片膜沉降到海底。

漂浮于海面的油膜、溶解于海水中的油類、沉降到海底的部分油膜都會對海域生態(tài)產(chǎn)生影響，其中影響主要體現(xiàn)在：

浮游生物：發(fā)生海上突發(fā)溢油事故后，對浮游生物的影響主要體現(xiàn)在泄漏入海的油品形成油膜遮蔽太陽光，進而影響浮游植物的光合作用，其次，油類毒性抑制影響浮游生物的生長繁殖。水中的石油類毒性可能會破壞浮游生物細胞組成，如葉綠素、線粒體等，從而影響生物細胞的光合作用、呼吸作用等代謝功能，進而影響細胞的生長。浮游動物通過掠食浮游植物或直接接觸泄漏的油品從而影響浮游動物的生長和繁衍。

魚卵、仔、稚魚：近岸海域中大部分常見經(jīng)濟魚類的魚卵都屬于浮性卵，魚卵、仔、稚魚多營浮游生活，因此它們不僅可能會受到海水中石油類的毒性影響，更易受海面油膜的影響。

研究表明，漂浮在海面的油膜會粘附在魚卵和仔、稚魚表面，使魚卵不能正常孵化，仔、稚魚喪失或減弱活動能力，影響正常行為和生理功能，使受污個體沉降并最終死亡。油類對魚卵、仔、稚魚的危害主要是對其生存環(huán)境的影響。魚卵、仔稚魚的幼體對油類的毒性相對敏感，這是因為它們的神經(jīng)中樞和呼吸器官都很接近其表皮，其表皮都很薄，有毒物質(zhì)容易侵入體內(nèi)。

底棲生物和潮間帶生物：一旦發(fā)生海上突發(fā)溢油事故，對底棲生物的影響主要是溶解在水體中的化學(xué)物質(zhì)小部分進入底層海域環(huán)境或碎片膜直接沉入海底，對底棲生物的生存環(huán)境造成影響，底棲生物進食毒性物質(zhì)或是被碎片膜覆蓋后，都會造成其難以生存。

對潮間帶生物的影響，主要是發(fā)生泄漏后不溶性的油膜隨潮流抵達岸邊后，很難離開，海涂或礁石上會覆蓋一層油膜。潮間帶環(huán)境受化學(xué)物質(zhì)的影響，環(huán)境惡化，必定導(dǎo)致資源量的減少，且可能會在生物體內(nèi)產(chǎn)生蓄積影響。

游泳生物：海洋生物的幼體，對化學(xué)品污染都十分敏感，這是因為它們的神經(jīng)中樞和呼吸器官都很接近其表皮，其表皮都很薄，有毒物質(zhì)容易侵入體內(nèi)，而且幼體運動能力較差，不能及時逃離污染區(qū)域。因此事故性泄漏一旦發(fā)生，在小范圍內(nèi)，海水中的化學(xué)品濃度將大大超過幼魚的安全濃度，可能對海區(qū)的游泳生物造成較大的影響?；瘜W(xué)物質(zhì)還可能在水產(chǎn)生物體內(nèi)蓄積，對水產(chǎn)品質(zhì)量安全造成影響。

三、溢油對水生生物的急性毒性

根據(jù)以上分析，溢油事故發(fā)生后會對以上分析的海洋水生生物產(chǎn)生急性、亞急性和慢性毒性的影響。

（一）急性毒性

燃料油是一種相對黏度高、含硫量高的成品油，其沸點為360～460℃，相對密度0.95～0.98，不溶于水，溶于醇等溶劑，常溫常壓下穩(wěn)定；柴油屬于輕質(zhì)成品油，其沸點為180℃～370℃，相對密度0.83～0.88，易燃易揮發(fā)，不溶于水，易溶于醇和其他有機溶劑。

燃料油、柴油也是海上突發(fā)溢油事故中最常見的溢油種類，多是由于船舶碰撞引起船舶自身油艙破裂，因此海上溢油對水生生物的影響主要考慮燃料油、柴油的急性毒性。

急性毒性實驗研究發(fā)現(xiàn)，常見380#、120#、180#燃料油對水生生物（蟹類）的96h LC50在12.989 mg/L～5497.525 mg/L之間，具體見表1；常見0#柴油對水生生物（蝦類）的96h LC50在0.17mg/L～0.95mg/L之間，對水生生物（魚類）的96h LC50在0.28mg/L～3.47mg/L之間，對水生生物（幼海膽）的96h LC50為11.4mg/L，具體見表2。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，船用燃料油可抑制小球藻的生長。上述數(shù)據(jù)說明，燃料油、柴油污染對海洋生物的幼體致死作用較強。

表1 燃料油對水產(chǎn)生物（蟹類）的 LC50 單位：mg/L

表2 柴油對水產(chǎn)生物的 LC50 單位：mg/L

（二）亞慢性及慢性毒性

燃料油可干擾黃海膽（Glyptocidaris crenularis）胚胎的生長發(fā)育。

0#柴油可引起縊蟶出現(xiàn)氧化損傷。同時，0#柴油可引起黑鯛血細胞DNA出現(xiàn)損傷，并影響黑鯛肝臟中谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GST）活性。研究發(fā)現(xiàn)，0#柴油水溶性成分可引起僧帽牡蠣鰓組織和消化腺出現(xiàn)DNA損傷。同時，0#柴油水溶性成分還可引起褐鯧鮋肝臟、脾臟和腎臟抗氧化能力降低。研究發(fā)現(xiàn)，扇貝暴露8天后不同軟組織對柴油的生物富集系數(shù)BCF表現(xiàn)為鰓（889.40mL/g～ 127.92mL/g、830.80mL/g～ 123.43mL/g）>內(nèi)臟 團（293.80mL/g～ 58.46mL/g、184.00mL/g～ 130.53mL/g）>肌肉（147.60mL/g～ 39.68mL/g、149.80mL/g～62.40mL/g），腮和內(nèi)臟對石油的富集能力強于肌肉。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，低劑量燃料油水溶液暴露可導(dǎo)致牙鲆（Paralichthys olivaceus）幼魚脂質(zhì)過氧化損傷，影響血細胞溶酶體膜的穩(wěn)定性，最終對生物產(chǎn)生遺傳損傷。上述數(shù)據(jù)說明，海洋環(huán)境成品油污染可導(dǎo)致貝類出現(xiàn)生物體蓄積效應(yīng)，同時，可導(dǎo)致魚類出現(xiàn)氧化脅迫和DNA損傷。

四、在水產(chǎn)生物體內(nèi)的蓄積性

燃料油、成品油均為石油產(chǎn)品，一旦發(fā)生泄漏，油品主要漂浮于海面，漂浮于海面的油品中所含的總石油烴和多環(huán)芳烴是主要的有害物質(zhì)，總石油烴和多環(huán)芳烴本身化學(xué)成分組成多樣、復(fù)雜，且遷移的過程變化多，溢油后生物的棲息環(huán)境遭到破壞，導(dǎo)致生物體生長異常。進入生物體內(nèi)的總石油烴和多環(huán)芳烴在其內(nèi)發(fā)生累積，進而通過食物鏈傳遞給人體，對人體的器官造成影響，且會對神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)等造成危害，長期食用受污染的生物體，會使人體組織細胞突變致癌，嚴重的甚至導(dǎo)致死亡。

水生生物對石油烴的富集并非一個主動的過程，往往是一個被動的過程，水生生物未知狀態(tài)下掠食受污染的食物后，在體內(nèi)造成有害物質(zhì)的富集。各類水生物（魚類、貝類和甲殼類）富集石油烴的能力存在差異。不同種類的水生生物對石油烴的累積程度差異較大，一般呈雙殼類>頭足類>甲殼類>魚類的趨勢。此外不同型號的油品對生物的石油烴富集也不一樣。不同油品的生物富集動力學(xué)特征差異，可能與其成分組成、含量差異以及處理方式相關(guān)。芳香烴是石油烴的重要組分，與烷烴、烯烴等其他組分相比，具有更高的溶解度和更強的親脂能力，也更容易在貝類脂質(zhì)中積累。柴油中的芳香烴質(zhì)量分數(shù)為5%～25%，而原油中的芳香烴質(zhì)量分數(shù)為15%～40%。黃南建研究了南海LH原油和0#柴油對菲律賓哈仔富集系數(shù)，結(jié)果表明，菲律賓蛤仔對南海LH原油和0#柴油均有較強的生物蓄積能力。因此，總體而言，石油烴在水產(chǎn)生物中具有一定的蓄積作用，且肌肉>內(nèi)臟，不同油品、不同生物種類蓄積能力也有所差別。

燃料油、柴油中多環(huán)芳烴含量在1%～6%之間，是海上突發(fā)溢油污染事故的毒性效應(yīng)主要來源。多環(huán)芳烴不易降解，極易在魚、貝等常被人食用的水產(chǎn)品中濃縮，會通過食物鏈轉(zhuǎn)移給人體而危及人類健康。不過健康風(fēng)險評估表明11種海洋生物的多環(huán)芳烴終生癌癥風(fēng)險(ILCR)在 5.22×10-10至 9.94×10-7之間，低于美國環(huán)保局建議的ILCR可接受風(fēng)險值1.0×10-6，說明通過食用海洋生物對人體造成的健康風(fēng)險較低。李揚等通過實驗室暴露，系統(tǒng)研究了180#燃料油中多環(huán)芳烴在斑馬魚體內(nèi)的生物富集作用，結(jié)果表明(1)低濃度實驗組較高濃度實驗組不易引起斑馬魚對多環(huán)芳烴的富集；(2)雌雄斑馬魚不同器官、組織對多環(huán)芳烴的富集能力具有相似性，不同組織內(nèi)多環(huán)芳烴富集濃度總體趨勢為：肝臟＞性腺＞腸道＞肌肉；(3)萘、菲和蔥是富集占比較高的多環(huán)芳烴組分；(4)斑馬魚各組織主要是富集低分子量環(huán)多環(huán)芳烴（二環(huán)、三環(huán)），高分子量（四五環(huán)及以上）多環(huán)芳烴的富集相對較少（四五環(huán)及以上）。因此，總體而言，油類中的多環(huán)芳烴對水生生物具有一定蓄積性，且具有高毒性等特點，危害水產(chǎn)生物質(zhì)量安全，存在通過食物鏈危害人類健康的潛在風(fēng)險。

五、對水產(chǎn)品質(zhì)量安全影響評價

燃料油、成品油等一旦發(fā)生泄漏，石油烴和多環(huán)芳烴常作為污染程度評價指標。當(dāng)海水中石油類含量達到一定濃度時，會造成水產(chǎn)品中DNA甲基化改變，對水產(chǎn)品的產(chǎn)卵會產(chǎn)生一定程度的影響；也可能會影響水產(chǎn)品的可食性，如散發(fā)石油烴異味。此外，食用海鮮上的油類物質(zhì)進入人體會衍生出致癌物質(zhì)，直接危害人體健康。而多環(huán)芳烴具有一定蓄積性、高毒性等特點，危害水產(chǎn)品質(zhì)量安全，人類食用受污染的水產(chǎn)品存在潛在的健康風(fēng)險。

六、結(jié)束語

本文對海上溢油對水生生物的影響進行了探討，先簡單對溢油事故進行了簡單分析，再對海上突發(fā)溢油事故可能造成的影響進行了分析，最后對溢油事故對水生生物的毒性及生物蓄積進行了研究。通過對海上溢油事故造成的水生生物的影響分析，為海洋環(huán)境保護提供技術(shù)依據(jù)。