论文部分内容阅读
金山区位于上海市西南远郊,地处中国主要经济带之一的长江三角洲地区南翼,太湖流域的东南端,区域内河网交错密集,有着发达的淡水养殖业。金山区作为上海三大水产养殖区之一,养殖塘尤其是罗氏沼虾养殖塘较多,近年来金山区淡水养虾已成为农业转型发展和农民致富的新兴产业。罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)又名马来西亚大虾,原产于印度洋、西太平洋岛屿等区域,罗氏沼虾因具有生长速率快、个体大、食物来源广泛、肉质好等优点成为我国现今主要的养殖虾类之一。据中国渔业统计年鉴统计,2018年上海市淡水养殖水产品产量约为9.43万吨,其中罗氏沼虾产量近3480吨,仅次于江苏、浙江和广东的罗氏沼虾产量。多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)作为一种常见的持久性有机污染物,对人类健康影响极大,因此PAHs污染越来越成为环境领域关注的焦点。随着人们对水产品品质的关注度日益提升,科学评估罗氏沼虾及其养殖环境中多环芳烃(PAHs)污染水平和潜在风险具有重要的意义。本文以上海市金山区罗氏沼虾特种养殖场为例,以水体、土壤、沉积物、大气沉降、浮游植物、浮游动物、悬浮物和罗氏沼虾中的多环芳烃为主要研究对象,系统分析了在罗氏沼虾完整养殖周期内,生物体内及周边养殖环境中16种PAHs的含量构成,同时讨论了各种环境因子对罗氏沼虾体内PAHs含量的影响,并在此基础上进行水产品食用风险评价,最后针对PAHs污染状况和水产品的残留情况提出养殖建议,以期为水产品质量评估和保障消费者食用安全提供数据支撑及参考。论文研究结果如下:(1)通过对养殖环境和罗氏沼虾体内PAHs的含量及组分构成研究得出,大气沉降固相和水相中PAHs含量及沉降通量分别为5.52~9.45μg/g、47.99~100.42ng/L和3.750~6.420μg/m2·d、83.323~174.355 ng/m2·d,固相中以高环为主,水相中以低环为主,对比金山区其它研究,结果基本一致;水体中PAHs含量为342.76~1520.83 ng/L,以低环为主,高环比重较小,低环PAHs占比超过50%,对比国内其它养殖区PAHs污染处于中等水平;土壤与沉积物中PAHs含量分别为1000.45~2138.46 ng/g和1763.70~3656.97 ng/g,高环PAHs的含量远高于低环,相比于其它养殖区处于较高水平;浮游动物与浮游植物16种PAHs总含量分别为:46.18~134.63μg/g和26.13~145.39μg/g,均以4环多环芳烃为主;罗氏沼虾在幼虾期、成长期和育成期这三个生长时期16种PAHs平均总含量分别为:63.09 ng/g、111.89 ng/g、148.77 ng/g,3、4环PAHs含量相对较高,相比于其它养殖区水产品,研究区域罗氏沼虾体内PAHs处于较低水平。在罗氏沼虾生长过程中,PAHs存在较为明显的富集作用,平均增长率高达201.7%。(2)采用LMW/(LMW+HMW)比值法、特征比值法和主成分分析法对养殖水体、土壤、沉积物和大气沉降中的多环芳烃进行了源解析。分析结果得出:石油源和燃烧源均是养殖区大气沉降PAHs的主要来源,其中大气沉降水相中污染源主要为石油源,贡献率为72.54%;大气沉降固相中污染源主要为煤炭、木材的燃烧源,贡献率为67.66%;养殖水体PAHs主要污染源为石油源,贡献率为59.75%;养殖区周边土壤中PAHs主要为煤炭燃烧源,贡献率为63.13%;养殖塘沉积物中污染源与土壤中类似,以煤炭燃烧和化石燃料不完全燃烧为主,贡献率为50.41%。由于研究区域土地利用类型较为复杂,多环芳烃的污染源也相对复杂。(3)通过风险熵值法分析了水体的PAHs生态风险,该地区水体生态风险处于中等程度;使用了超标系数对土壤和沉积物进行生态风险评价,发现该养殖区土壤、沉积物中多环芳烃生态风险中等偏高;采用以苯并[a]芘(Ba P)为参照的致癌等效浓度TEQ(Ba P)对水体、土壤和沉积物中的多环芳烃致癌风险进行评价,发现沉积物致癌风险高于土壤,水体、土壤和沉积物中主要致癌物质为屈(CHR)、苯并[a]蒽(Ba A)、苯并[b]荧蒽(Bb F)、苯并[a]芘(Ba P)、二苯并[a,h]蒽(DBA)和茚并[1,2,3-cd]芘(IPY);采用终身致癌风险值对罗氏沼虾的食用风险进行评价,得出该地区罗氏沼虾的终身致癌风险值1.89×10-8~1.37×10-6,基本符合USEPA提出的标准值1.0×10-6,致癌风险较低,但仍不可忽视。(4)结合罗氏沼虾生长习性、食性和相关性分析得出,成长期的罗氏沼虾营底栖生活,与沉积物长期接触,且此时捕食浮游动物,悬浮物也会随之进入其体内,故成长期的虾体内多环芳烃含量与沉积物、浮游动物和悬浮物存在显著相关性(P<0.05),相关系数分别为0.375、0.383和0.382;成虾后的罗氏沼虾生长习性不变,但开始捕食浮游植物,故此时期虾体内多环芳烃含量与沉积物、浮游动物、浮游植物和悬浮物存在显著相关性(P<0.05),相关系数分别为0.386、0.375、0.356和0.367。且沉积物、浮游动物和悬浮物的的多环芳烃主要来源为周围工厂的污染物排放,故周围化工厂的污染物排放对罗氏沼虾体内多环芳烃含量影响较大,浮游植物则只对成虾后的罗氏沼虾产生较大影响。(5)鉴于研究表明养殖塘内沉积物中多环芳烃含量处于较高水平的情况,建议在开始养殖罗氏沼虾养殖前1个月左右,对养殖塘的表层沉积物进行更换或采取措施减低沉积物中多环芳烃含量,控制沉积物中多环芳烃的量,从而达到保证罗氏沼虾产品质量的目的。