海洋水体重金属污染危害及生物监测

邹曙光 邹琰

摘 要：水体重金属污染会给水生动物、水生植物和人体健康带来危害，本文通过探讨用生物的敏感性对海洋水体重金属进行监测，该方法对于水体重金属物的监测具有精确性和灵活性特征，具有广阔发展前景。

关键词：海洋水体；重金属；污染危害；生物监测

随着城市化进程不断加快和工农业迅速发展，各种固体废弃物和废水渗出液直接排入水中，使得水体重金属元素含量不断加大，环境污染问题不断凸显。其中重金属具有毒性和移动性特征，逐渐成为水生生态系统中最危险物质之一。近些年来，海洋水体重金属污染日益严重，不但使社会经济遭受巨大经济损失，还会破坏海洋生态系统平衡，严重威胁人体健康。因此做好海洋水体重金属污染危害研究和监测工作具有重要现实意义。

1 海洋水体重金属污染危害

重金属污染是全球性环境问题，人类活动使得环境中重金属含量超标，造成环境质量恶化。各种工业废水和固体废弃物渗出液直接排放到海洋、湖泊、河流等水体中，会导致水体中的重金属含量增加。受到重金属污染水体，颜色和气温与正常水体无异，很难引起人们注意，易引发重金属污染事故。海洋水体重金属污染对水生动物、水生植物及人体均会产生不同程度危害，应引起相关部门重视。

（1） 对水生动物危害。

若海洋水体中存在大量重金属污染物，会对水生动物生理代谢和正常生长发育造成危害。如重金属物铜、锌、锰等会影响海洋中鱼类性别、身长。另外，海洋水体重金属超标也会对水生动物遗传表达产生影响，例如鲤鱼和罗非鱼蛋白基因表达会发生变化。

（2） 对水生植物危害。

藻类不仅是海洋水体中其它浮游动物的氧气和食物来源，在水生食物链和水生系统中也发挥着重要作用。研究表明，锌等重金属会对羊角月牙藻的蛋白质含量和ATP水平产生影响；铜、锰、新等会抑制月形藻、蛋白核小球藻内毒性，不同金属离子在藻细胞中会表现出不同亲和性。

（3） 对人体健康危害。

海洋水体重金属污染对人体危害主要表现为：其一是人类直接饮用被重金属污染的水体，危害人体健康；另外是利用对水产品和农产品污染，通过食物链来危害人体健康，同时会造成土壤二次污染。重金属对人体化学酶活性有抑制作用，造成细胞质中毒，危害人类神经系统。海洋水体重金属还会使人体组织中毒，危害人体肝、肾功能等。

2 海洋水体重金属污染的生物监测

（1） 水藻类。

海洋水体遭受重金属污染，水体理化性质、水体植物种类、数量及特征均会发生变化，甚至中毒。通过分析水生植物组成变化、生化反应、毒素积累等特点，可准确判断水体污染性质和程度，如海带被用来监测海洋水体重金属物。由于海带长期生长在水中，可以直接接触重金属，其体内会有重金属物积累，通过对海带抽样测定，不仅可获取水体重金属污染情况，极易推测出其富集的潜在影响，海带生长时间长短可反映出水体重金属污染变化。

（2） 浮游动物。

浮游动物对环境变化表现敏感，能积累和代谢一定污染物。相关研究表明，浮游动物组成、数量变化、种类及生物量分布，通过综合生物污染指数和生物多样性指数，可以对水体污染程度评价。如污染程度轻及清洁河段内的蜉蚴、石蚕数量较多，重金属污染水体主要栖息生物有石蚕和摇蚊虫，污染轻和清洁水体石蚕、扁蜉数量较多，而清洁水体中以长角石蚕为主。美、法、英等国使用牡蛎和贻贝作为指示生物对海洋水体监测；香港附近水体重金属污染生物监测主要选取釉蚝、翡翠贻贝、蚌等浮游生物，这类生物生存范围较广、可有效富集重金属，再加上是重要海产品，不仅可以作为水体重金属生物监测指示生物，还能推测对消费者潜在影响。现阶段，因水体污染造成鱼类大量死亡现象下降，说明水体重金属污染情况得到有效遏制。

（3） 微生物监测。

生物种群数量可以表征重金属污染特征，通过观测微生物群落结构和功能等各种参数预测水体质量的变化。同时，微生物群落也在室内毒性试验中得到广泛应用，可有效预防废水和重金属对水体微生物的毒性，另外也可以用水体重金属监测，也就是发光细菌法，发光细菌属非致病菌，在正常生理条件下可以发出400纳米的蓝绿可见光，表征了细菌新陈代谢过程，对细胞呼吸、生长等生理过程产生干扰或破坏的有毒物质都可以通过发光变化测定，监测水体重金属污染。

3 海洋水体重金属污染的防治对策

（1） 从源头控制水体重金属污染。

一旦重金属污染海洋水体，会对整个海洋生态系统运行产生影响，治理水体污染也会消耗大量人力、物力和财力，应从源头上控制水体重金属污染，采取有针对性措施预防水体污染。首先，应加大法制建设，严格加强水资源管理，认真查明各种污染源，且对排污总量严格限制，可有效抑制水资源恶化，尤其是要对冶金部门、采矿点等严格控制、监督，积极督促其改善生产工艺，结合科学有效工艺流程，有效控制重金属用量和废水流失量。

（2） 物理法和化学法。

物理和化学方法中的离子交换法、活性炭吸附工艺、天然沸石吸附法、沉淀法、整合树脂法等都可以处理废水中重金属，这些方法周期短、净化效率高，但有一定缺点，如整合树脂法被禁止使用在饮用水处理和食品工业中；膜技术选择性小，需要事先处理浓度较高的废水。同时，这些方法需投入较高经费，流程工艺多、操作不足等，有很大弊端。

（3） 生物处理法。

鉴于物理和化学方法的缺点，因此人们开始选择简单易行、价格低廉的生物处理法来防治水体重金属污染。如水体中水生植物凤眼莲、水芹菜、香蒲等可有效吸收水体中重金属元素，起到净化水体作用。另外一种是湿地植物，例如印度芥菜苗中根瘤可以积聚和过滤水体中重金属。由于生物处理法价格低廉、广泛等特点，具有广阔发展前景。

4 结论

水体重金属污染具有普遍性和严重性特征，阻碍生态系统正常运行，同时还威胁人类身体健康，所以应做好海洋水体重金属监测和防治。在实际监测中，生物监测法優越性突出，不仅可以监测出水体重金属污染程度，还能推测出其富集的潜在影响。随着生物技术不断进步，生物监测在水体重金属监测中应用会更加深入。

参考文献：

[1]史志进.浅析水体重金属污染的危害及生物监测方法[J].科技向导，2011（6）.

[2]张玲.水体重金属污染的危害及生物监测[J].江西化工，2017（3）.

作者简介：邹曙光（1963），男，汉族，山东威海人，本科，工程师，从事海洋水文气象观测、海洋污染监测工作。