天津港口疏浚淤泥悬浮物对海洋动物的急性毒性效应

陈永平，王娟娟，李兆千，王宝峰，易伟，缴建华

(农业部渔业环境及水产品质量监督检验测试中心(天津)，天津 300221)

摘要：研究了不同浓度的悬浮物对鲈鱼和梭鱼幼体的毒性效应。实验结果表明：疏浚淤泥悬浮相对其效应明显。21 ℃和24 ℃试验水温时，悬浮物对鲈鱼幼苗的急性毒性实验结果分别为：96 h LC50为1 711.2 mg/L、1 052.8 mg/L；安全浓度分别为：171.12、105.28 mg/L；悬浮物对梭鱼幼苗的急性毒性实验结果分别为：96 h LC50为453.6、168.1 mg/L；安全浓度分别为：45.36、16.81 mg/L。随温度、悬浮物浓度的升高，毒性效应呈增强趋势。

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关键词 ：淤泥；悬浮物；急性毒性；海洋动物

近些年来，我国为缓解土地供求的矛盾，扩大社会生存和发展空间，拓展海洋资源利用，一时间从南到北，各地都在发生着“沧海桑田”的变迁。为使天津海洋经济科学发展和滨海新区开发开放，根据区划，至2020年，天津建设用围填海规模达到0.92万公顷，大规模的围填海活动，造成所填泥沙及海底沉积物上翻悬浮于海水中，导致近海水域悬浮物浓度猛增，海水水质物理、化学环境发生变化，对鱼、虾等卵及幼体的摄食、呼吸、生长、发育产生负面影响[1]。受悬浮物影响最大的主要是水生生物的卵、稚仔和幼体[2-9]。天津近海主要经济鱼类为鲈鱼和梭鱼，为进一步评估悬浮物对其造成损害的风险，本文通过研究悬浮物对鲈鱼和梭鱼幼体的毒性，为围填海过程中导致海水中悬浮物浓度升高对主要经济鱼类的影响评估提供理论依据，为海洋生态修复、生态补偿及人工放流提供技术支撑。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1实验鱼试验鲈鱼、梭鱼幼鱼采自天津市水产研究所淡水站，幼鱼平均体长3.2 cm，平均体重0.025 g。暂养10 d，然后挑选体型健壮、整齐的鲈鱼、梭鱼幼体个体进行试验。试验开始前24 h停止投喂饵料。鲈鱼、梭鱼幼苗毒性试验在50 cm×30 cm×22 cm塑料水箱中进行，试验前箱体用高锰酸钾消毒。

1.1.2试验设计养殖塑料水箱放置盛海水15 L，分别放入鲈鱼、梭鱼幼苗20尾。试验选择在两种不同水温下进行，期间水温变化范围分别为( 21±1) ℃和( 24±1) ℃。

1.1.3实验泥实验泥采集于天津围填海近海海底，一次性采足400 kg，带回实验室在通风处摊开晒干，冷却后研磨成粉末状，于干燥器中低温保存。

1.1.4实验海水试验海水采集于天津远海，一次性采足1 000 L。

1.2方法

1.2.1悬浮物溶液的配置将粉状泥样与海水按一定比例混合，充分搅拌后，静止沉淀2 h，取上层溶液过400目筛绢，微波重量法测定其浓度。将其作为储备液低温保存。

1.2.2悬浮物对鲈鱼、梭鱼的毒性实验试验分为两组，一组为(21±1) ℃条件下，每个水箱中放置20尾花鲈、梭鱼幼苗，在养殖水箱中加入10 L配置好的悬浮液，其浓度分别为0、10、40、160、640、1 280和2 560 mg/L。另一组(24±1) ℃条件下进行。试验前12 h每隔1 h时进行观察和记录，以后每隔12 h观察和记录。死亡标准为用细玻璃棒触动其腹部，5 s内没有任何反应，则视其为死亡。每组设置一组平行， 每组2个空白对照。实验重复一次。

1.2.3实验数据的处理以Lichfied-Wilcoxon法，计算悬浮物对梭鱼幼鱼的半致死浓度LC50及95%置信区间，采用目前比较普遍使用的计算安全质量浓度公式96 h LC50×f计算安全质量浓度。

2结果与分析

2.1配置悬浮物溶液分析

试验配置的悬浮物溶液有害因子检测结果见表1。其中，铜、锌、汞和石油测定浓度结果超标。

2.2受试生物在试验液中的活动观测

试验开始前8 h，低浓度组试验鱼生命特征与空白对照组相似，试验鱼大多安静，少数缓慢游动；而高浓度组试验鱼反应强烈，上下窜动，鳃呼吸加快。一段时间后，低浓度组试验鱼活动情况无多大变化，而高浓度组试验鱼身体逐渐失去平衡，侧游、侧翻的现象。随着时间延长，高浓度组试验鱼均出现死亡，试验鱼死前均出现鳃盖扩张，体表粘液大量分泌，鳃部有悬浮物颗粒。

2.3不同温度下悬浮物对鲈鱼的毒性试验

不同温度下，悬浮物对鲈鱼致死率结果见表2，3。 结果显示，在同一温度下，鲈鱼的死亡率与悬浮物浓度之间呈现明显的剂量效应关系，随着悬浮物浓度升高，鲈鱼的死亡率也升高。不同暴露时间下，悬浮物浓度与鲈鱼死亡率的线性回归方程和悬浮物对鲈鱼的 24、48、72、96 h 半数致死浓度结果见表8。由表8可知，在相同温度下，随着染毒时间的延长，鲈鱼对悬浮物的敏感性逐渐增强，即 24 h LC50＞48 h LC50＞72 h LC50＞96 h LC50。 温度可影响鲈鱼对悬浮物的耐受能力，在21（±1） ℃温度下，悬浮物对鲈鱼 24、48、72、96 h LC50分别为11 147.7、8 939.3、5 178.0、1 711.2mg/L；在 24（±1） ℃温度下，悬浮物对鲈鱼24、48、72、96 h LC50分别为8 709.1、4 596、2 722.8、1 052.8 mg/L。 在此两个温度下，质量安全浓度分别为171.12 mg/L和105.28 mg/L。

2.4悬浮物对梭鱼的毒性试验

不同温度下，悬浮物对鲈鱼致死率结果见表4，表5。结果显示，在同一温度下，梭鱼的死亡率与悬浮物浓度之间呈现明显的剂量效应关系，随着悬浮物浓度升高，梭鱼的死亡率也升高。不同暴露时间下，悬浮物浓度与鲈鱼死亡率的线性回归方程和悬浮物对鲈鱼的 24、48、72、96 h 半数致死浓度结果见表6。由表 6 可知，在相同温度下，随着染毒时间的延长，梭鱼对悬浮物的敏感性逐渐增强，即 24 h LC50＞48 h LC50＞72 h LC50＞96 h LC50，结果与悬浮物对鲈鱼毒性试验结果一致。 温度可影响梭鱼对悬浮物的耐受能力，在（21±1） ℃温度下，悬浮物对梭鱼 24、48、72、96 h LC50分别为8 253.1、3 484.0、5 178.0、1 711.2 mg/L；在 (24±1）℃温度下，悬浮物对梭鱼24、48、72、96 h LC50分别为1 840.2、1 237.3、794.3、168.1mg/L。 在此两个温度下，质量安全浓度分别为45.36 mg/L和16.81 mg/L。

2.5水温对鲈鱼、梭鱼幼苗半致死浓度的影响

不同水温条件下悬浮物溶液对鲈鱼、梭鱼幼鱼的急性毒性试验结果见表6、7。实验结果表明，随水温的升高，鲈鱼、梭鱼幼鱼的LC50逐渐降低。分析原因，当温度升高时，一方面，海水中溶解氧含量降低造成幼鱼窒息而死亡。另一方面，温度较高时，各种重金属、石油等有害因子活性增强，也可能造成幼鱼中毒死亡。

3讨论

实验结果表明，在21 ℃条件下，鲈鱼幼苗48和96 h LC50 (95% 可信限) 分别为8 939.3和1 711.2，SC为 171.12 mg/L，梭鱼幼鱼48和96 h LC50 ( 95% 可信限) 分别为3 484.0和453.6 mg/L，SC为 45.36 mg/L；在24 ℃条件下，鲈鱼幼苗48和96 h LC50 (95% 可信限) 分别为4 596和1 052.8 mg/L，SC为105.28 mg/L，梭鱼幼鱼48和96 h LC50 (95% 可信限) 分别为1 237.3和221.1 mg/L，SC为22.11 mg/L；随温度升高，两种生物的96 h半致死浓度逐渐降低，这与李纯厚等，周勇等[1]研究悬浮物对鳞鲻鱼、半滑舌鳎胚胎和初孵仔鱼的毒性效应结果一致。两种生物48和96 h LC50 与半滑舌鳎幼苗有较大差异，这可能与生物种类不同存在差异，也可能与水中各种重金属、石油、有机物等有害物质的不同导致48和96 h LC50 差异较大。鲈鱼较梭鱼幼苗48和96 h LC50均较大，这可能与鲈鱼生物体对悬浮物毒性适比梭鱼具有较强的拮抗性，这与金彩杏等研究的三唑磷农药对鲈鱼等鱼类的急性毒性试验结果相一致[10]。

造成疏浚地区海洋生物死亡的原因较多。一是悬浮物对海洋生物体呼吸器官产生堵塞；二是悬浮物中的有机质分解使水体中溶解氧降低。不同的海区环境其悬浮物质对海洋生物的毒害程度也是不同的，围填海所填介质含有害因子的性质、含量及当前海域的海水流动、交换速度直接影响悬浮物的毒害效应。因此，在进行悬浮物对海洋生物毒性评估时，应综合考虑围填海海域环境等因素。

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