[科普中国]-海洋污染生物学

研究海洋生物与受污染的海洋环境之间相互作用规律的科学，是海洋生物学的一门新兴学科，也是海洋环境科学的一个重要组成部分。其研究的主要内容是运用海洋环境科学和生物学的新技术、理论，系统地研究各种污染物质人海后的生物学过程，从分子到生态系统不同层次上阐明污染物对海洋生物作用的规律和机制，为开发海洋、保护海洋环境及海洋的可持续发展提供理论依据。 随着工农业生产、海水养殖业的发展，生活垃圾、工业废物、养殖废水Et益增多，而海洋是这些废物的最终落脚点。海洋具有一定的自净能力，但当污染物超过海洋环境容纳量时，就会造成严重的污染。海洋污染包括石油污染、化工污染、放射性污染及生物污染等。只有弄清污染物性质，才能有效地治理污染。目前，通过净化处理工业废水及生活污水，可适当减轻海洋环境污染状况。1

海洋污染生态调查研究七十年代初期，沿海部分省、市在调查其近岸海域的污染状况时，就已进行了部分海洋生物生态调查研究。一九七四年以后，在各系统进行的近海污染状况调查中，都把生物生态调查列为正式调查项目。调查内容包括浮游生物和底栖生物的种类组成、生物量、群落结构及区系分布等方面。另外，各有关部门和沿海省、市还先后开展了某些海湾、河口、重点海区的污染生态调查研究，积累了大量资料，取得了一些很有参考价值的成果。例如，一九七四至一九七五年对青岛附近潮间带生物生态调查发现，该区域的生物群落结构，已受到严重的污染破坏，潮间带生物种数，从一九三五年的151种左右，减少到一九七五年的28种左右，比原有种类减少了80%以上。

一九七五至一九八。年期间，国家海洋局第三海洋研究所对杭州湾北岸软相潮间带生态学的调查研究工作，不仅阐述了该潮问带底栖动物种类、数量和垂直分布等方面的变化，而且应用生物学指数值、群落系数和群落百分数相似性进行数理统计，对调查区域各断面多年的变化进行了分析比较。由于当地石油化工污水的大量排放，携带来大量有害物质，水体中的有机物和无机还原性物质明显增多，致使该潮问带底栖动物的群落结构发生了较大幅度的变化。在生物种类组成上，出现了多毛类逐渐增多和甲壳类逐渐减少的趋势。同时，相继出现一些耐有机污染的种类。

中国科学院海洋研究所从一九七六年开始的胶州湾烃类氧化菌的分离、筛选及分布，以及油污对藻体表面微生物区系的影响等研究，发现胶州湾的水样和沉积样中，烃类氧化菌的数量及其与异养菌比值的百分率都与油污量密切相关。此外，还发现在油污区分离获得的烃类氧化菌，对烷烃、芳烃和环烃都有一定的降解能力，而在非油污区分离获得的菌株，大多只能降解烷烃。

一九七九至一九八。年，国家海洋局海洋环境保护研究所开展了锦州湾排污对大型底栖动物生态影响的调查研究。通过对该湾大型底栖动物的种类组成、生物量及水质、底质理化性质的分析研究，认为其生物量与重金属含量之间，没有明显的相关性，对底栖动物群落结构和分布起支配作用的因素是有机物，这是海洋污染对海洋生物产生影响的基本因素。

一九八零至一九八一年，国家海洋局第三海洋研究所开展了厦门港石油烃降解菌的生态分布及其对烃类化合物降解作用的研究，分离出100多个菌株，分属于13个属。降解试验表明，这些微生物对几种烃类的利用程度，从大到小依次是16烷、液体石蜡、柴油、机油、18烷、30烷、萘。大部分菌株只利用一种烃类，只有少数菌株能同时利用几种烃类。不同菌属对原油的降解率不同，一般为10%-25%，其中产碱菌属和黄杆菌属的降解率较高。同一时期，国家海洋局第一海洋研究所开展了渤海石油降解微生物某些生态学特征的调查研究，从海水及底质中分离出石油细菌14属，石油酵母8属，石油霉菌9属，其优趋属的组成和一般异养细菌、酵母和霉菌的组成大致相似。其数量分布特征，除有季节性波动外，大致呈近海岸线海区菌数高于渤海中部深水区，与海区中石油含量分布趋势基本一致。这些研究成果，不仅为今后进一步研究微生物降解石油的能力提供科学依据，并对渔业和海水养殖业也有一定意义。

生物体内污染物积累与富集的调查研究海洋生物通过食物链网的传递，可以把环境中原来较低浓度的污染物，富集、累积到相当惊人的浓度。因此，通过对生物体内污染物累积水平的检测，不仅可以预测长期接触低浓度污染物对海洋生物及海洋生态系统可能的潜在危害，而且还可以反映该环境的质量状况。

南海水产研究所一九七八至一九七九年，通过对珠江口水产经济生物体中重金属含量的研究，发现从底层种类到中上层种类，再到近表层种类呈现出逐步减少的趋势。研究认为，在一定条件下，可把该海区代表性鱼类体内重金属含量，看作是珠江口近海鱼类的基线值，并指出珠江口近海鱼虾已受铜、锌、铅的污染，而某些生物体内镉、汞的含量，还低于外海。这对于进一步追溯污染源，有一定的参考价值。该所对南海北部大陆架若干种经济鱼、贝类体内铜、锌、铬、镉、镍、铅、汞等重金属的含量也进行了检测，指出鱼类体内的重金属含量有明显的季节变化，大多数重金属在鱼体不同部位的含量有明显不同，但性别间无明显差异，认为这些经济生物体内重金属含量水平，可作为南海水产品重金属本底值的参考值。

广东省测试分析所在一九七六至一九八一年，对珠江口海区底栖生物体内有机氯农药残量分布特性进行了研究，通过对不同汛期、不同地点、不同组织对不同异构体农药残留情况的比较研究，发现该海区受有机氯农药污染相当严重。

一九七八至一九八二年，水产部门曾对渤、黄海区域大约60种经济鱼、虾、贝、藻类体内汞、镉、砷、铅、铜、锌等重金属含量，进行了广泛的检测。渤、黄海洄游性经济鱼类(如小黄鱼、鲳鱼、鲅鱼等)体内有害物质含量无大差异，处于正常状态。但河口、海湾生物，特别是部分贝类，体内残毒量已超过食品卫生标准。说明中国海洋污染对生物的危害，主要集中在河口、海湾及近岸浅海区域。

一九八0至一九八一年，南开大学在对渤海湾一些鱼类体内汞的化学形态、积累和分布的研究中发现，该湾鱼体内汞的化学形态主要是有机汞，特别是甲基汞，鱼类体内有机汞占总汞含量的86．9%，其中仅甲基汞就占79．3%。虽然这几种形态的汞在鱼体内的含量和比例随鱼的种类和年龄而变化，但它们之间有明显的相关关系；还发现渤海湾鱼类通过食物链富集甲基汞的能力极强，鱼肉中甲基汞含量竞高于水体甲基汞的3．8万倍。

一九八0至一九八二年，国家海洋局海洋环境保护研究所，对锦州湾海区几种重金属在毛蚶、牡蛎等贝类体内的含量，及其与这些生物的栖息地点、食性、个体大小等的关系也做了一些调查研究。

此外，辽宁省水产研究所、中国科学院海洋研究所等单位，对汞、砷等污染物在某些鱼、贝类体内的积累和排出，也进行过一些试验研究。

中国在研究海洋生物对不同种类有害物质的积累、富集方面，使用了包括原子吸收、气相色谱等多种仪器。研究工作不仅具有一定的广度，还具有相当的深度。这为今后进一步研究海洋污染对生物及生态系统的影响，进行海洋环境质量评价，制定各项海洋环境标准和排放标准，提供了宝贵的资料。

海洋放射生态学的调查研究海洋放射生态学的调查研究，是防止海洋环境放射性污染的一项基础工作。它可以为海洋环境的放射性污染监测，制定沿海及海上核设施放射性废物排放标准，以及为放射性废物寻找海洋处置途径提供资料和科学依据。

从五十年代中期起，中国科学院海洋研究所、山东海洋学院、黄海水产研究所、厦门大学等单位就已经陆续开展了海洋放射性生态的调查研究工作。如胶州湾海洋生物放射性本底的调查研究；虾、贝、藻类对碘一131、磷一32、钙一45、锶一90等放射性核素的吸收和积累的测定；x射线、r射线对海带幼体、海葵、盐水丰年虫等经济生物的放射效应的研究等等。其中，放射性对海带雌、雄配子体、幼孢子体影响的研究，在国际上尚罕见报道。

六十年代后期起，卫生部门开展了对中国沿岸局部海域海洋生物的放射性调查研究；中国科学院海洋研究所和山东海洋学院开展了贻贝、对虾、黑鲷等对钴一60浓缩系数的测定；中国科学院盐湖研究所对牡蛎、比目鱼、乌贼、裙带菜、对虾、鲅鱼、鱿鱼、紫菜、灰星鲨等，进行了氢一3和碳一14的测定。

同一时期，国家海洋局第三海洋研究所等单位开展了铯一137、钴一60、钾一40在海洋生物体内富集及在海水和海洋食物链网中转移的研究，探讨这些核素在海水单细胞藻类、贝类、对虾、鱼类等环节所组成的食物链网中的转移规律。

国家海洋局第一海洋研究所于一九八。至一九八一年，对渤海11种鱼、虾、贝、藻类的总13、锶一90、铯一137、铀、钌一106进行了测定。结果表明，这几种生物的锶一90、铯一137、钌一106的含量，与一九七九年全国海产品放射性含量调查结果相比，均有下降趋势，但是对虾、毛蚶、海带的铀含量却稍有增加。

毒性毒理研究为了揭示海洋污染对生物的影响及其作用机制，有关单位从七十年代以来，陆续开展了石油、重金属等污染物对一些代表性海洋生物的急性、亚急性及慢性毒理试验研究，并取得了一些进展。如一九七四年，黄海水产研究所进行了23种有害物质对对虾的急性毒性试验。结果表明，汞、铜、锌、铬、酚等5种有害物质对于对虾的受精卵、仔虾、幼虾3个不同发育阶段的毒性各不相同。但同一种有害物质在对虾3个不同发育阶段的毒性相对稳定，其毒性从大到小依次为汞、锌、酚、铬。此外还发现，同一种有害物质对受精卵孵化率及无节幼体的成活率的影响，与该种物质的浓度呈负相关。23种有害物质对对虾的毒性试验还表明，农药对对虾的危害程度大于对鱼类危害的几十至几百倍。一九七六至一九七七年，中国科学院海洋研究所进行了几种原油对贻贝、鲈鱼、云鲥和对虾的急性毒性试验，认为试验动物的致死原因，主要是原油造成的呼吸障碍。该所还进行了汞、镉、铅、锌、铬、铜等重金属对贻贝、比目鱼、对虾等生物的卵、幼体和成体的毒性试验，指出毒性从大到小按汞、铜、镉、铅、铬依次排列。同时发现鱼的受精卵比仔鱼耐毒；对虾受精卵和幼体对毒性比较敏感。

一九七七年，天津水产研究所进行了汞、镉、滴滴涕、六六六4种毒物对梭鱼和毛蚶的急性毒性试验，测定了它们96小时半致死浓度值，为制定渔业水质标准提供了参考依据。

七十年代末，国家海洋局海洋环境保护研究所和第一海洋研究所，分别进行了石油及某些重金属对浮游生物的毒性试验。国家海洋局第三海洋研究所开展了镉对贻贝碱性磷酸酶活性影响的研究，发现镉浓度低至1PP6时，对贻贝磷酸酶活性仍显示出抑制作用，抑制强度与镉的浓度呈正相关。利用生化指标来探索微量污染物对生物的影响，要比用半致死试验，更能反映污染对海洋生物的潜在危害。

一九八一年，山东海洋学院开展了用紫露草微核技术监测海水污染的研究，证实了海水中的污染物质可导致紫露草染色体产生微核，且微核产生频率与污染物浓度呈正相关，提出可以用这种技术来监测海水污染。

上述研究，大都是在实验室条件下，研究单一污染物对个体生物的急性、亚急性毒性，对了解海洋污染的生物效应，固然有一定意义，但仍不能准确反映在海洋自然条件下的真实情况。因此，七十年代以来，国外发展了一种受控生态系统污染实验方法，借以评价低浓度污染物的长期慢性生态效应。中国也已初步开展了这方面的工作。如一九七五至一九七六年，中国科学院海洋研究所在青岛港进行原油对浮游植物自然种群和群落结构影响的现场实验；一九七九至一九八。年，国家海洋局海洋环境保护研究所在锦州湾海域，进行了不同浓度工业污水(含铜、铅、镉、锌、有机氯、汞、石油、酚、氰化物等)对浮游植物生物量及种群组成影响的现场实验等，都取得了一些初步成绩。

一九八三年，中国和加拿大签署了联合开展围隔式受控生态试验的科技合作协议，定于一九八五年在厦门海区联合进行现场试验研究。

中国在海洋污染生物学和生态学方面的研究已做了大量工作，也取得了许多成绩。但是，多数工作集中于污染生态学的基础调查研究，诸如污染海区生物群落结构及区系分布的调查，污染物质在生物体内的积累、分布、排出，污染物在食物链中的传递、富集，以及单种污染物质对生物的急性、亚急性毒性效应试验等方面，而对海洋污染的生物学及生态学效应的机理方面研究尚少。2

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院