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1、石油污染对海洋生态环境的影响综述摘要：海洋环境中的石油污染源包括自然和人为2种类型，人为污染是造成海洋污染的主要原因。石油由于物质组成、化学结构和分子量的差异对海洋生物造成的毒害也不尽相同。海洋中的各种生物对石油污染的耐受力也显示出明显差异，研究表明，底栖生物的耐受力最强，一些植物也能在较短的时间内恢复到污染前的水平，鱼类和浮游动物对这种毒害较为敏感，但部分污染区渔场出现反常现象令人迷惑。同时，石油污染影响了大阻碍了海水中盐颗粒向大气中飞溅和海水对大气中O2和CO2气体的吸收，从而严重影响到海一气相互作用的每一个过程和海洋生物的繁衍生息。关键词：石油；污染；海洋生物；海洋生态系统石油及其产品的
2、广泛使用，导致大量石油进入环境，就水环境而言，由于海上石油开采和海上漏油事故的频繁发生，因此海洋石油污染对海洋环境的影响也越来越受到广泛关注。海洋环境中石油可分为2种来源：一是自然源；一是人为源。自然源主要是由于海洋中含油地层被抬升，导致石油渗出覆盖层造成海洋污染；人为源不仅包括海上石油开采、海上石油运输事故的漏油事故造成的污染还包括城市和工业产生的污水及海洋倾倒造成的污染。如果排放源离海岸较远，那么海洋泄漏的石油可能存在着很多生物和化学降解或物理去除途径，大多数有毒组分在到达海岸之前可能已经被完全分解，一般不会对海岸附近的生物产生显著的危害 1。近岸发生的石油污染通常会严重破坏海洋生态系统。
3、在这种情况下，石油通常还未经风蚀去除有毒污染物，就已经被冲刷到海滨了。潮问带和底栖生物迁移能力较差，摄入毒性物质后会引发大面积死亡现象。一些迁徙生物如鱼类，能够逃离石油泄漏点，但是仅靠这一点防御机制是远远不够的。同时还会对近岸水域的娱乐休闲海滩景观造成破坏。这样的石油污染会给海洋生物造成怎样的影响?首先需要对石油的性质有个大致了解。石油污染包括原油和提炼后的成品油。天然原油是由成千上万种不同的有机分子组成的一种复杂的混合物，世界上不同地方的石油其组成可能会不大相同，这主要取决于油龄、油的形成条件等。通过一系列稳定的升温过程加热原油并不断收集更高沸点的馏出物，可以将石油中不同分子量的碳氢化合物分
4、离，这就是成品油提炼的基本工艺。在水污染方面必须注意原油和精炼油中不同组分对水生生物的毒性、积累性方面的巨大差异。1 石油污染对海洋生物的危害11 窒息效应和毒性效应石油对海洋生物的危害可分为以下2类2：第一类是石油对生物的涂敷或窒息效应。分子量较高的非水溶性焦油类物质能涂敷海鸟的羽毛，覆盖在螃蟹、牡蛎、藤壶等潮问带生物表面。有少量生物如管虫、藤壶受到的影响较小，然而水鸟等生物所受到的影响简直是灾难性的。因为它们绝大部分时问生活在海面上、飞行能力较差、受到干扰时会潜水，而不是飞走。鉴于此，这些鸟类不可能从浮油中逃脱，相反，每次潜水后又回到含有浮油的水面。当石油被这些鸟类的羽毛和绒毛吸收时，羽毛
5、就会缠结成团，原先提供浮力和隔热的羽毛空隙就会吸满海水和石油，它们一部分会因为丧失浮力而淹死，还有一部分会因为其羽毛不够保暖而无法保持适合的体温，最终冻死。油涂敷过的海鸟会用嘴整理羽毛，这个过程会吞下50 的附着在羽毛上的石油3 ，摄入的油类会最终导致鸟类的死亡。原油中含有大量的高分子碳氢化合物，具有较高的黏度，因此原油泄漏的最大危害是高分子化合物的窒息效应。严重的原油泄漏事故可以导致上万只鸟甚至几十万只鸟的死亡。例如1967年英国海岸线上发生的托雷卡尼翁号油轮事件共导致410万只海鸟的死亡(其中大多数是海雀)，1955年在易北河河口地区发生的Gerd Maesk号油轮触礁事件杀死了大约255
6、0万只海鸟(NelsonSmith 1972)。而1989年阿拉斯加威廉王子湾发生的埃克森瓦尔笛兹号油轮触礁事故估计一共杀死了25万只海鸟和150只秃头鹰4 。世界各地的刀嘴鸟和秋沙鸭的数量也在日趋减少，其首要原因也是石油污染 5。第二类是指当生物体内脂肪或体液中油与其他碳氢化合物的摄入量达到一定浓度时，生物体内的代谢机制就会被破坏。就第二种毒性效应而言，通常认为毒性大小依次为轻质燃料油重质燃料油原油 6。很多研究都证明了这一点。RICE等7试验了Cook Inlet原油和2号燃料油(类似于我国0号柴油)对39种海洋生物的毒性，发现2号燃料油对海洋鱼类、甲壳类、贝类和棘皮类的毒性均大于原油。A
7、NDERSON等8和TATEM等9将仔虾曝于3种油类溶液中，发现这些油类的毒性大小顺序为：2号燃料油4号燃料油原油，即：轻质燃料油重质燃料油原油。吴彰宽等10的试验结果表明，油类对中国对虾仔虾的毒性大小顺序为：汽油和煤油轻柴油原油。碳氢化合物的毒性与分子尺寸具有密切联系，由于高分子量化合物通常不溶于水，水生生物摄入油引起的毒性影响一般是由低分子量的烷烃(C。 C )和低分子量的芳烃造成的 11 。通过研究各种石油水溶性馏分的浓度，NRC11总结得出分子量大于烷基萘的大分子化合物的毒性效应较小，基本可以忽略。因此低分子量芳烃，如苯和甲苯，通常是研究油类摄入毒性效应的重要化学物质。毒性化合物与细胞
8、内壁的脂肪层相结合，从而改变细胞活性，细胞内外的物质交换停止3 。蛋白质和酶都会受到影响。而且，芳香族化合物的这种毒性影响比其他碳氢化合物更大。真鲷幼体在0号柴油暴油9 d的实验中，幼体在抵抗由于外源污染物引起的内源代谢活性氧自由基时，SOD酶的生物合成量同时增加，产生诱导催化O 生成H O 和O Cat酶的活性升高不明显，可能说明Cat的合成量已饱和，不足以将H O 这类的活性氧予以清除。当延长暴污时间(15 d)，Cat酶略有下降，即轻度中毒反应12 。石油污染能升高莫桑比克罗非鱼血清谷草转氨酶、乳酸脱氢酶和血清碱性磷酸酶活性，其浓度阀值是005 mg/L13 。根据前面的论述，可以略知各
9、类石油的相关毒性。汽油、柴油等精炼石油中碳氢化合物的分子量一般较低，因此窒息或涂敷效应可以忽略不计。但是由于精炼油中低分子碳氢化合物的含量比原油高，所以在海洋生物摄入量相等的情况下，精炼油比原油的毒性效应更为显著。12 致死效应和亚致死效应油类物质的浓度达到多大时会对生物产生毒性影响呢?显然这主要取决于石油的类型和相关的碳氢化合物以及所涉及的生物种类。成鱼一般受油污染的影响较小，因为他们的体内，如嘴和腮室表面覆盖着一层浆状黏液，从而可以防止油浸润。原油浓度达到(100500)10 和(150)10 时，分别会对长须鲸和长须鲸幼鲸产生毒性影响 14。0号柴油的分散液对斑节对虾(Penaeus I
10、nnodon)、日本对虾(Pjaponicus)、刀额对虾(Metapenaeus ensis)3种虾仔和黄鳍鲷( r latus)、黑鲷(S，rnacrocephalus)、前鳞鲻(Mugil opuyseni)和七星鲈(Lateolabraxjaponicus)4种鱼仔的96 h LC 值范围分别为017095 mg/L和028347 mg/L；20号柴油次之，为171302 mg/L和316851 mg/L ；南海原油则最低为240409 mg/L和59912mg/L。不同油类的毒性差异是由其所含组分差异而造成的，尤其与低分子量烷烃和芳香烃的组成及其绝对含量有密切关系6 。原油浓度在10
11、10 mg/L 以下时，通常不会产生毒性影响。但是也有少数几个特例。如煤油浓度达到110 mg/L 数量级时，蜗牛(Nassarius obsoletus)对食物的趋化性感知能力下降14。油类物质浓度为0110 mg/L 数量级时，微藻的生长会受到抑制8 ，苯并芘浓度达00110 mg/L 数量级时，海胆卵的生长发育会受到明显影响11 。绝大多数海域中油类物质的浓度一般不超过1010 mg/L，由毒理学研究可知，生物在有毒物质浓度如此低的情况下，通常不会受到显著的毒性影响。但是有些海岸区由于石油开采而带来的油污染、环境压力和破坏等确实严重影响了水生生态系统。例如，受油污染的海岸沉积物中油类物质
12、的含量竞高达1 00010 mg/L 数量级，有些极其严重地区污染物的干污泥浓度为19 11。未污染海洋沉积物中碳氢化合物的天然含量一般不超过25010 mg/L，深海沉积物中的碳氢化合物的浓度仅为(14) 10 mg/L 。2 对海洋生物的影响21 对鱼类的影响211 对神经系统的影响 由于大多数油类物质具有很强的亲脂性，因此其对生物的神经毒害作用是十分明显的。柴油曝油后的仔鱼急躁不安，并有狂游、冲撞现象，尤其以高浓度曝油仔鱼的症状最为明显，经过一段时间后，曝油仔鱼游动趋于缓慢，身体失去 衡，翻转打旋，抽搐痉挛，逐渐麻痹昏迷致死。仔虾曝油24 h后，活动能力和摄食能力明显下降，此后，身体逐渐
13、失去甲衡，不停地翻转打旋，逐渐昏迷而死亡6。油污染地区存活的螃蟹会出现运动器官衰退、挖穴能力降低、逃难反应迟钝、脱皮次数增加、在非交配季节展示交配色泽等异常行为，污染区沉积物中石油烃的浓度超过20010 mg/kg 时，幼蟹一般熬不过冬季，这主要是由于这些地区中螃蟹挖穴深度没有正常情况时候那么深，幼蟹呆在浅穴中通常会被冻死。螃蟹摄入有机物时，会导致神经器官中毒，这样挖穴就出现了异常 15 。212 对呼吸系统的影响 鱼鳃是鱼类进行气体交换的重要器官，而且具有吸收外源污染物质的作用，作为正常的生理过程，大量的水通过鱼鳃，毒物聚集在鳃中，导致鱼类的窒息死16。贾晓平等17通过镜检发现，不同浓度组曝
14、油仔鱼的鳃部不同程度的分布着散性油滴，阻碍了仔煎的正常呼。成鱼鳃室表面的粘液虽然能防止油的浸润，但同时也能吸附大量的油类物质在其表面造成鱼的鳃部发炎和呼吸障碍。在油污染的后期很多鱼类虽然能在污染区正常生存，但患烂鳃病的概率很高。这与鱼类鳃室表面的碳氢化合物对覆盖在表面的粘液的溶解作用有很大关系。因为这层黏液对动物的具有重要的环境阻尼，渗透压调节和疾病寄生虫的防护作用16。213 对生殖系统的影响 目前的一些研究显示了相抵触的结果，TOMAS和BUDIANTARA18报导了在萘(naphthalene)和燃油中暴露后的细须石首鱼血浆中雌二醇和睾酮浓度降低，且这一结果与卵巢组织对激素刺激的应激性降
15、低有关，遂提出一些多环芳烃能干扰目标组织的激素膜受体。然而MELISSA等19的研究发现，在萘、一萘黄酮(3-naphthoflavone)和惹烯(retene)中暴露后的鲫(Carassil3 auratus)的睾酮生成却得到促进。PACHECO和SANTOS20 的研究表明，暴露在柴油水溶性成分中3 h的欧洲鳗鲡(Anguilla)的血浆皮质醇浓度显著升高。目前的研究尚不能就有机物污染对鱼类生殖过程的影响达成一致21。石油烃确能导致鱼类的雌雄比例失调，对幼体有致畸作用，并降低其成活率。22 对海洋植物的影响植物抵抗油污染的能力是相当惊人的，即使在高度损害的情况下它们的恢复速度要比其他的生物
16、快的多。坦皮港口发生的日本商船漏油事件严重影响了大型藻类的数量，但是在很短时间内大型海藻就出现了增殖3。研究表明，01100 mg/L。浓度石油烃对旋链角毛藻生长皆表现为促进作用，而且促进作用随石油烃浓度的增加先增加，然后降低。这说明无论是低浓度(如01 mg/L )，还是高浓度(如50100 mg/L)石油烃对其生长都表现为促进作用 。高浓度石油烃污染物(CPH105 mg/L )对裸甲藻、新月菱形藻、三角褐指藻、小球藻和亚心形扁藻的生长有抑制作用，对于中肋骨条藻，石油烃污染物浓度在高于196 mg/L。时抑制其生长23。但低浓度石油烃污染物则易促进赤潮藻类(裸甲藻、新月菱形藻、中肋骨条藻)的生长 。这并不能说明植物适
