全 文 ：第 34卷 第 3期 生 态 科 学 34(3): 170180
2015 年 5 月 Ecological Science May 2015

收稿日期: 2015-02-02; 修订日期: 2015-04-08
基金项目: 国家重点基础研究发展计划项目(2015CB452902); 国家自然科学基金项目(21307140)
作者简介: 彭勃(1985—), 男, 湖南长沙人, 硕士, 助理工程师, 主要从事海洋生态学研究, E-mail: 52163email@163.com
*通信作者: 孙凯峰, 男, 博士, 助理研究员, 主要从事海洋环境污染与藻类生理生态学研究, E-mail: jnuskf2009@163.com

彭勃, 彭加喜, 孙凯峰. 大亚湾及邻近海域重金属污染的研究进展[J]. 生态科学, 2015, 34(3): 170180.
PENG Bo, PENG Jiaxi, SUN Kaifeng. A review on heavy metals contamination in Daya Bay and adjacent waters[J]. Ecological
Science, 2015, 34(3): 170180.

大亚湾及邻近海域重金属污染的研究进展
彭勃 1, 彭加喜 2, 孙凯峰 3,*
1. 广东南科海洋工程中心, 广州 510301
2. 中山大学环境科学与工程学院, 广州 510275
3. 中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室, 广州 510301

【摘要】 综述了大亚湾及其邻近海域的海水、沉积物以及生物体中重金属的浓度水平、赋存形态、时空分布以及潜在
生态风险等的研究进展。现有的研究表明, 大亚湾海域海水中重金属污染程度较轻, 但部分海域的 Cu、Pb、Zn 有超
标现象; 沉积物中重金属主要为残渣态, 污染程度较轻, 重金属含量呈增加的趋势, 尤其是 Hg、Cd 的潜在危害较高;
海产品中重金属浓度水平较低, 但底栖生物中 Cd 含量水平存在一定的生态风险。综合现有研究资料, 大亚湾海域有机
重金属化合物的污染状况研究 , 同位素示踪技术分析重金属来源以及膜扩散梯度技术等在大亚湾重金属污染调查中
的应用等方面仍需要进一步开展。

关键词：大亚湾; 重金属污染; 潜在生态风险
doi:10.14108/j.cnki.1008-8873.2015.03.028 中图分类号：X55 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2015)03-170-11
A review on heavy metals contamination in Daya Bay and adjacent waters
PENG Bo1, PENG Jiaxi2, SUN Kaifeng3,*
1. Guangzhou Nanke Ocean Engineering Center, Guangzhou 510301, China
2. School of Environmental Science and Engineering, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510275, China
3. Key Laboratory of Tropical Marine Bio-resources and Ecology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China
Abstract: The characteristics of heavy metals contamination, such as the contents and forms, spatio-temporal distribution, and
ecological risks were reviewed in the Daya Bay and its adjacent waters. Data on the levels of heavy metals in seawater, surface
sediments and organisms have been summarized to evaluate the current pollution status of the Daya Bay. Results of studies
indicated that heavy metals contamination in the Daya Bay was mild, with a slight pollution of Cu, Pb and Zn in certain sea
waters. The major form of heavy metals in surface sediments was residual form. The contents of heavy metals were increased
with time, while the main factors caused ecological hazard were Hg and Cd. The contamination level of heavy metals in
organisms was safe, but content of Cd in benthos showed a potential ecological risk. Based on the current studies, further studies
should be conducted on the investigation of the contamination of organic metal compounds, the sources of heavy metals using
isotope tracer technique, and the forms of heavy metals using diffusive gradients in thin-films.
Key words: Daya Bay; heavy metals contamination; potential ecological risk
1 前言
重金属通常是指比重大于 5 的金属, 主要包括
铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、
砷(As)(类金属, 通常被认为是重金属)等[1]。重金属
污染具有来源广、残留时间长、难以降解和易于蓄
3 期 彭勃, 等. 大亚湾及邻近海域重金属污染的研究进展 171

积等特点。环境中高浓度的重金属不仅会抑制生物
的生长, 破坏群落结构, 造成生态系统不可逆转的
危害。同时, 重金属还能通过各营养级生物的富集
和食物链的传递最终危害人体健康[2–3], 因此, 重金
属污染状况及生态风险的研究一直是科学界倍受关
注的热点问题。
大亚湾地处南海北部, 其滨海生态系统的服务
和水产养殖等功能具有重要的经济效益[4–5]。然而,
大亚湾经济的快速发展不可避免的造成了环境状
况的恶化。陆源性污染物的输入和近海人工养殖造
成的海湾环境污染问题受到了越来越多的科学家
关注 [6–8], 尤其是重金属在大亚湾及其邻近海域的
快速累积[9–10]。大亚湾重金属对浮游植物、浮游动
物、底栖动物以及鱼类的毒性效应研究已有大量报
道, 沉积物中重金属是底栖动物体内重金属的重要
来源[9,11–14]。本文综述了近三十年来大亚湾及其邻
近海域环境中重金属污染的研究报道, 重点阐明大
亚湾重金属在海水、沉积物以及生物体中的含量水
平和赋存形态、时空分布特征; 并归纳总结重金属
对水生生物的毒性效应、生物积累规律以及污染现
状的生态风险评价等热点。本研究有助于客观掌握
大亚湾海域重金属污染水平和生态风险, 为大亚湾
海域重金属污染防控措施的制定提供科学依据。
2 大亚湾重金属污染现状
2.1 海水中的重金属
2.1.1 海水中重金属的含量水平
综合现有的研究结果(表 1), 大亚湾海水中溶解
态重金属, 如 Cu、Zn、Cr、Cd、As、Pb、Hg 的浓度
范围(μg·L–1)分别为 0.30—18.30、6.68—120、nd—
19.20、nd—0.68、nd—9.80、nd—15、nd—0.53(nd
表示未检测出)。Cu 的最高浓度出现在 1996—1997
年的大鹏湾海域, 而其余五种重金属的最高浓度均
出现在大亚湾西南部海域[1516]。丘耀文等测得重金
属 Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr 的平均含量(μg·L–1)
分别为 0.058、0.041、2.25、2.4、3.2、42、2.34, 略
高于 1985—1986 年大亚湾海水中重金属测定的浓
度(nd、0.08、nd、0.9、2.1、46.6、nd)[15,17]。大亚湾
重金属含量水平总体呈现 Zn>Cu>Cr>As>Pb>Hg≈
Cd 的规律[15-20]。重金属来源的研究显示大气沉降对
大亚湾海水中重金属含量影响较低, 大气降尘中重
金属含量最多的是 Fe(10292 μg·g–1)[21]。目前, 大亚
湾海水中 Cu、Pb、Cd 含量符合二类海水水质标准,
重金属 Zn 在部分站点超出二类海水水质标准[18,22]。
综合 1992—2009 年大亚湾海域重金属含量监测数
据, Pb 含量超标现象严重, 其次为 Zn 和 Cu[19]。
2.1.2 海水中重金属的时空分布特征
大亚湾海水中重金属的年际平均含量与渤海、
黄海的海水重金属含量水平见表 1。从年际变化规
律来看, 重金属 Hg、As、Pb、Cu、Cr 总体呈现先
上升后下降的趋势。其含量水平在 1996—2001 年间
迅速增加, 重金属浓度远远高于本底值。王友绍等
将这一现象归因于大亚湾核电站的启用以及大亚湾
经济开发区的开发等[11]。然而, 表 1 中重金属含量
水平在 2011 年后呈现降低的趋势, 其原因可能是由
于环境保护意识的加强和污染物排放的严格控制
等。重金属含量年际变化趋势中, Cd 与 Zn 变化趋势
不明显, Zn 的平均浓度在 2012 年甚至达到历史最高
值[20]。对比黄海、渤海海域的水体重金属含量, 大
亚湾海水中重金属浓度低于渤海、黄海等海域, 也
进一步说明大亚湾海域水体重金属污染情况比其他
两个海域较轻[23–26]。
大亚湾海水重金属的空间分布特征总体来讲,
大亚湾石化排污区的重金属浓度较高, 中部海域及
靠近口门区域重金属浓度较低。陈文静等研究发现
Zn在平海湾东处浓度较高, Cr在巽寮湾处浓度较高,
Cu 在白沙湾、平海湾东和大鹏湾浓度较高 [19]。白
沙湾对污水的接受量最大, 污染程度也最严重; 大
肚佛以及平海湾东对污染的接受量不大, 但其处于
一类功能区, 水质要求较高, 因此污染等级也较高;
巽寮湾和澳头港对污水的接受量较大, 但其处于二
类和三类功能区, 因此水质污染等级较低; 而大鹏
湾、南澳湾对污水的接受量最小, 水质污染程度最
轻。此外, 也有研究表明, 大亚湾石化排污区海水重
金属含量在丰水期高于枯水期, 丰水期整体表现为
西南部海域污染程度高于东北部海域; 枯水期重金
属污染程度则成相反趋势[20]。
2.1.3 海水中重金属的生态风险
大亚湾海水重金属污染现状的生态风险等级评
定受评价方法的影响。林高松等依据单项标准指数
法证实大亚湾海水达到一类海水水质的比例为
66.7%, 而大鹏湾则高达 80%, 远高于深圳西部的珠
江口及深圳湾海域水质[29]。徐姗楠等应用潜在生态
危害系数法对大亚湾石化排污区海水水质的研究表
172 生 态 科 学 34 卷

表 1 海水中溶解态重金属浓度(μg·L–1)(平均值)比较
Tab. 1 Comparison of the concentration of dissolved metals in seawater (μg·L–1) (mean)
采样时间 海湾 Hg Cd As Pb Cu Zn Cr 参考文献
1985-1986 大亚湾 nd 0.08 nd 0.90 2.10 46.6 nd [17]
表层 0.062 0.037 8.09 2.58 3.35 42 1.42
1996-1997 大亚湾西南部
底层 0.056 0.044 1.96 2.28 3.08 42.75 1.97
[15]
表层 0.05 0.075 nd 0.34 4.16 9.03 6.00
2001 大鹏湾
底层 0.01 0.076 nd 1.14 5.83 9.85 6.50
[16]
2011 大亚湾石化排污区 0.004 0.07 2.07 1.70 1.87 50.93 0.68 [20]
nd 0.39 nd 0.80 1 21 nd [18]
大亚湾石化排污区
0.002 0.38 2.41 0.84 1.24 20.89 nd [20]
大鹏湾 0.015 0.024 nd 0.31 2.36 4.67 2.57 [27]
大亚湾及大鹏湾 0.02 0.07 nd 1.15 1.75 5.32 nd [28]
表层 0.02 0.20 nd 0.63 2.71 9.76 nd
2012
大亚湾
底层 0.02 0.20 nd 0.64 2.80 8.42 nd
a
2003 渤海 0.03 0.35 1.50 1.10 1.90 nd nd [23]
2004 渤海 0.22 0.79 3.44 27.17 16.30 387 nd [24]
1996 海口湾 nd 0.03 nd 1.36 0.78 3.14 nd [25]
2007 黄海北部 nd 0.14 nd 0.35 0.80 3.80 nd [26]
海水水质标准Ⅰ级 ≤0.05 ≤1 ≤20 ≤1 ≤5 ≤20 ≤50
海水水质标准Ⅱ级 ≤0.20 ≤5 ≤30 ≤5 ≤10 ≤50 ≤100
海水水质标准Ⅲ级 ≤0.5 ≤10 ≤50 ≤10 ≤50 ≤100 ≤200
[22]
注: nd 表示未检测出; a 引自国家海洋局南海分局《大亚湾海域海洋环境质量现状调查报告》。

明: 丰水期重金属的潜在生态危害系数大小顺序为:
Hg(87.41)>Cd(4.52)>Cu(3.85)>Pb(2.69)>As(1.89)>总
Cr(1.30)>Zn(1.21), 而枯水期则为: Hg(94.44)>As
(19.30)>Cd(6.61)>Cu(3.62)>Pb(2.69)>Zn(1.45)>总 Cr
(1.09)[20]。丘耀文等依据重金属对水生生物的急、慢
性毒性测试, 证实大亚湾海水 Hg、Cd、As、Cr 的
浓度水平均低于安全浓度阈值, Cu 浓度水平在大部
分站位超出急、慢性安全浓度, Pb 含量水平在少部
分站位超过慢性毒性安全标准, Zn 浓度水平在个别
站位达到慢性安全浓度 [15]。尽管存在评价方法的差
异, 多数的研究者证实大亚湾海水重金属的浓度水
平存在较低的生态风险。
2.2 沉积物中的重金属
海洋沉积物是高度分异的地壳物质通过河
流、大气等各种途径进入海洋并通过物理、化学、
生物等作用沉降形成, 是海洋中各类物质的最终
归宿[30]。海湾沉积物不但可以直接被生物利用, 还
可以通过再悬浮、氧化还原条件改变和有机质降解,
重新进入水相, 从而使得溶解态重金属浓度增加, 形
成“二次污染”。沉积物中重金属可以用来指示海湾
环境污染现状, 记录海湾重金属污染的历史变化过
程[31]。另外, 沉积物中重金属的流动性、生物可利用
性及毒性与它们的化学形态也有密切相关[32–34]。
2.2.1 沉积物重金属含量及潜在危害评价
大亚湾海域沉积物中的重金属的含量已有报道
[15,35–36]。Yu 等[36]研究发现大亚湾表层沉积物中 Ni、
Fe、Mn 的浓度分别为: (24.7±4.24), (2.95±0.29)和
(0.077±0.014) μg·g–1。而 Gao 等人[35]的研究表明 Mn、
Ba、Co、Mo、Ni、Sc、Sr、U 的浓度分别为 837、45.7、
12.7、1.83、31.2、12、209、3.53 μg·g–1, Mn 含量水
平在两次调查结果中存在较大变化。谷阳光[37]发现
大亚湾沉积物中重金属 Hg、Cd、Pb、Cu、Zn 的平
均含量为 0.040(0.012—0.16)、0.047(0.014—0.32)、
28.50(11.52—45.95)、12.46(2.6—64.68)、61.76 (30.58
—85.07) μg·g–1。张小华等[38]证实大亚湾和大鹏湾表
层沉积物 Cd 含量的平均值为 0.1(0.04—0.58)和
0.87(0.06—6.63)μg·g–1。大亚湾表层沉积物中重金属
含量(Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr)在现有的文献
资料中的最大浓度分别为 0.15、0.54、8.0、54.33、
24.0、113、81.2 μg·g–1(表 2)。诸多种类的重金属含
3 期 彭勃, 等. 大亚湾及邻近海域重金属污染的研究进展 173

表 2 表层沉积物中重金属浓度(干重, 平均值 μg·g–1)
Tab. 2 Concentration of heavy metals in surface sediment (dry weight, mean value μg·g-1)
采样时间 海湾 Hg Cd As Pb Cu Zn Cr 参考文献
大亚湾背景值 0.011 0.027 2.61 21.67 8.33 110.2 55.41 [47]
1992 大鹏湾 nd nd nd 54.33 10.58 nd nd [48]
1996-1997 大亚湾西南部 0.16 0.042 8.0 32.0 24.0 89.0 nd [15]
1996 大亚湾 0.15 0.029 9.6 23 25.0 89 nd [49]
1998-1999 大亚湾 0.07 0.54 5.94 34.5 11.0 101.0 81.2 [44]
2001 大鹏湾 nd 0.21 nd 9.4 5.4 86.0 24.0 [16]
2006 大亚湾 nd 0.049 nd 45.7 20.8 113 nd [35]
2006 大亚湾 0.040 0.047 nd 28.5 12.46 61.76 nd [38]
2008 大亚湾 nd nd nd 32.7 12.7 94.4 75.6 [36]
2011 大亚湾石化排污区 0.03 0.006 5.04 11.66 4.66 37.66 12.22 [20]
2011 大亚湾 nd 0.036 7.01 44.18 10.90 59.34 30.03 [46]
2012* 大亚湾 nd nd 9.85 33.99 19.44 nd nd [50]
2012 大亚湾石化排污区 0.02 0.004 0.49 11.64 4.95 31.36 14.55 [20]
1997--2007 渤海湾 0.05 0.24 na 21.2 28.1 102.5 na [51]
锦州湾背景值 0.25 1 15 70 50 175 90 [52]
2006 锦州湾 nd 248.1 396.5 753.2 416.9 6419 60.6 [52]
2008 莱州湾 0.048 0.17 10.3 23 28 77 na [53]
ERL 0.15 1.2 8.2 46.7 34 150 81
ERM 0.71 9.6 70 218 270 410 370
[41]
TEL 0.13 0.68 7.24 30.2 18.7 124 52.3
PEL 0.7 4.21 41.6 112 108 271 160
[42]
一类 ≤0.2 ≤0.5 ≤20 ≤60 ≤35 ≤150 ≤80
二类 ≤0.5 ≤1.5 ≤65 ≤130 ≤100 ≤350 ≤150
国家海洋沉
积物质量
标准 三类 ≤1.0 ≤5 ≤93 ≤250 ≤200 ≤600 ≤270
[40]
注: nd 表示未检测出; na 表示无相关数据; *表示发表时间, 采样时间不明。

量相对较高, 可能与广东省土壤中重金属(Hg、Pb、
As)含量高于世界土壤平均值有关[39]。
沉积物中重金属含量的生态风险评价方法包括:
海洋沉积物质量标准 GB18668—2002[40]、生物效应
数据库法(效应浓度低值, Effect Rang Low, ERL、效
应浓度中值, Effect Range Median, ERM)[41–43]、潜在
生态危害指数法、地累积指数法以及综合指数法等。
1996 年以来大亚湾及其邻近海域沉积物重金属的相
关研究与不同标准值之间的对照见表 2。丘耀文等[15]
采用重金属的生物急、慢性安全浓度测试证实了沉
积物中重金属对水生生物的影响尚轻。李学杰[44]以
全国海岸带背景值作为评价标准, 采用标准指数法
证实大亚湾整体处于轻微污染状况。其中范和港污
染最为严重, 其次为中央列岛附近海域, 湾口和澳
头—霞涌近岸海域污染较轻。谷阳光[45]利用潜在生
态危害指数法发现近年来大亚湾 Hg 污染较为严重,
且夏季重金属潜在生态危害属于强级污染, 其余季
节属于中等程度污染。徐姗楠等人[20]采用潜在生态
风险指数法对单个及多种重金属的评价结果表明:
丰水期大亚湾石化排污区海域沉积物重金属污染因
子为Hg, 其次为Zn和Cu; 在枯水期污染因子为Hg,
其次为 As 和 Zn。综合评价发现平海电厂附近海域
沉积物重金属污染严重, 枯水期沉积物重金属污染
程度大于丰水期。Hg 对大亚湾石化排污区海域的生
态环境存在着较强的生态风险[20]。Gao 等人[35]用富
集因子法(Enrichment Factor, EF)发现 12 种重金属
的富集因子从大到小依次为 Pb>Zn>Ni>Mn>Co>U>
Mo>Sc>Cu>Ba>Sr>Cd, 其中 Cd 在某些站位的潜在
风险极高, Cu、Ni、Pb 则表现出较低的潜在风险。
曹玲珑等人运用根据酸可提取态的比率对沉积物重
金属潜在风险进行评价, 发现大鹏澳、哑铃湾以及
范和港 Cd 元素具有较高的综合风险[46]。此外, 徐
174 生 态 科 学 34 卷

姗楠等根据沉积物重金属生态风险预警评估方法
和分级标准对大亚湾石化排污区海域表层沉积物
中重金属的生态风险预警进行预警评估, 结果显示,
丰水期调查海域有 75%站点处于最低生态风险, 而
枯水期有 50%处于最低生态风险, 25%处于高警级
风险状态[20]。
总体来讲, 报道过的大亚湾表层沉积物中重
金属 Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn 及 Cr 的最大平均
浓度分别为 0.16、0.54、8.0、54.33、25.0、101.0、
81.2 μg·g–1, 除 Cd 及 Cr 之外, 其他金属均处于沉积
物质量一级标准之内(表 2), 说明大亚湾及其邻近海
域沉积物重金属污染较轻。Pb 的最高浓度在大鹏湾
出现, 其他金属最大浓度均在大亚湾出现。重金属
Hg、Pb 及 Cr 的最大浓度均超过了 ERL 限值, 表明
重金属对生物会偶尔产生负面效应, 需要引起足够
的重视。
2.2.2 大亚湾海域沉积物重金属的时空分布
大亚湾沉积物中重金属的空间分布能够反映各
个区域重金属污染的特征及污染源种类。苗莉等人
发现大亚湾核电站、岭澳核电站以及南海石化基地
附近海域沉积物中的 Cu、As、Pb 的含量均较高而
湾外海域则较低, 因此推测这三种金属可能具有相
同的污染源[50]。曹玲珑等的研究表明重金属元素呈
现环带状分布特征, 从近岸向湾内质量分数逐渐减
小, 大鹏澳、哑铃湾及范和港及附近海域的重金属
浓度较高。这一现状的成因主要是沿岸生产和工业
活动频繁以及大亚湾内环流作用的影响所致[46]。丘
耀文的研究也发现受核电站生产、生活排污等的影
响, 核电站附近沉积物中 Hg、Pb、Cu 的含量相对较
高[15]。另外, 也有研究表明大亚湾沉积物中重金属
含量的时空分布变化与沿岸污染物的排放、粤东沿
岸上升流、大亚湾海域顺时针的环流结构有紧密联
系[17,54]。
大亚湾沉积物中的重金属的时间变化规律研究
相对较少, 其变化规律可参考珠江口海域重金属历
史变化过程[55–57]。Du 等人[58]利用 210Pb 同位素的方
法研究了大亚湾沉积物中 Hg、Cr、Cu、Fe、Mn、
Ni、Pb、Zn 和 V 的 100 年来的变化规律, 发现 100
年来大亚湾沉积物重金属 Cr、Cu、Fe、Mn、Pb 和
Zn 的平均浓度 32.9、10.6、29100、543、38.1、74.9 μg·g–1,
重金属浓度在上世纪 80 年代开始迅速增长, 而 As、
Pb、Zn 的浓度明显高于背景值, 已达到一定的污染
水平。谷阳光等[45]发现大亚湾海域沉积物中 Hg 的
含量 10 年来增长率高达 74.07%。Chen 等人[59]研究
了大亚湾两种滨珊瑚骨骼中重金属浓度在 1976—
2007年之间的变化规律, 发现 Fe和Mn在过去的 32
年间没有明显的增加趋势, Zn 的浓度在 1994—2007
年间显著增加, 极有可能是因为生活和工业废水的
排放引起的。Du 等人还发现重金属 As、Cr、Pb、
Zn 与有机碳之间相关性较好, 说明它们可能有相同
的来源, 比如农业和生活废水等[58]。
大亚湾海域沉积物中的重金属浓度水平随时间
变化呈增加趋势, As、Pb 及 Zn 的含量水平已超出相
应的污染标准。而沉积物中重金属的分布呈湾内高、
湾外低, 近污染源含量高、远离污染源含量降低的
现状。
2.2.3 沉积物中重金属的赋存形态
沉积物中重金属的化学形态会影响其生物可
利用性, 可交换态的重金属更加容易被生物吸收,
而可还原态的重金属则惰性较强, 生物可利用性较
低[60–61]。Gao等人[35]利用 BCR 分布提取法(European
Community Bureau of Reference)[62]分析了大亚湾沉
积物中重金属的不同形态(酸可提取态、可还原态、
可氧化态、残渣态), 发现不同形态的重金属百分比
不同, Cd 的差异性显著。重金属 Cd、Co、Cu、Zn
及Pb残渣态最多, 占总量的比值为43.2—98.6%, Cd
各形态比例大小依次为: 残渣态>可氧化态>可还原
态>酸可提取态; Co、Cu 和 Zn 各形态比例大小依次
为: 残渣态>可还原态>可氧化态>酸可提取态; Pb各
形态比例大小依次为: 残渣态>可还原态>酸可提取
态>可氧化态。Yu 等[35]人利用 BCR 提取法研究发现
大亚湾沉积物中重金属 Cr、Cu、Ni、Zn 主要集中
在残渣态中(>60%), 且它们的非残渣态浓度与总的
浓度显著相关, 这就表明这些重金属主要是人为输
入的[63]; 而 Pb 则主要存在于非残渣态中, 这与 Gao
等人的研究有一定差异(残渣态平均占比 60%)。Yu
等[36]运用 Tessier 五步提取法[32], 发现残渣态中的重
金属含量(Pb 除外)比 BCR 法得到的含量低, 她们认
为可能是因为 BCR 法的提取时间更长。曹玲珑等人
采用改进的 BCR 逐级提取法研究大亚湾表层沉积
物重金属, 发现 Cr、Ni、Cu、Zn、As 主要以残渣态
存在, Pb 主要以可还原态存在, Cd 主要以酸提取态
存在; 各重金属非残渣态所占比率 Pb 最高, As 最低,
表明 Pb 的迁移性最强, As 最弱[46]。综合现有研究结
3 期 彭勃, 等. 大亚湾及邻近海域重金属污染的研究进展 175

果, 重金属 Cr、Cu、Ni、Zn、As 的形态以残渣态为
主, 而重金属 Pb及Cd的主要形态可能受采样地点、
提取方法等的影响尚需进一步研究确定。
2.3 海洋生物中的重金属
大亚湾海域海洋生物体内的重金属含量水平反
映了重金属的生物有效性[13]。重金属在海洋生态系
统各营养级中累积并通过食物链传递给高营养级的
生物。重金属的人体暴露风险研究可以预防群体性
中毒事件的发生, 保护人体健康。从上世纪 80 年代
开始, 研究人员就发现海洋双壳类动物对重金属具
有较强生物富集作用, 进而开展了全球贻贝监测计
划等用来指示监测海洋重金属污染[64–65]。
2.3.1 海洋生物体中重金属含量及富集规律
大亚湾水生生物的重金属含量水平研究见表 5。
1988 年, 杨美兰等[66]发现大亚湾鱼类体中 Cu、Pb、
Zn、Cd、Cr 的平均含量分别为 1.34、2.8、20.40、
0.22 及 0.77 μg·g–1; 棘皮动物体内它们的平均含量
为 1.87、3.4、15.63、0.21、0.48 μg·g–1; 甲壳动物体
内的平均含量为 4.65、2.2、13.63、0.28、0.45 μg·g–1;
软体动物体内的平均含量为 7.28、1.2、22.60、0.96、
0.45 μg·g–1。丘耀文等[15] 测定了 1996-1997 年间大
亚湾海域鱼类中重金属 Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn
的平均浓度分别为 0.051、0.069、1.24、0.24、1.08、
13.1 μg·g–1。易斌等[67]发现大亚湾海域 2007-2010 年
鱼类体内的 Hg、Pb、Cd 和 As 的平均含量为 0.025、
1.7、0.53、1.56 μg·g–1。综合以上研究结果, 大亚湾海
域鱼类体中重金属 Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Hg 的
含量范围分别为 0.03—3.19、nd—5.00、2.18—38.75、
nd—0.27、0.41—2.30、nd—3.20、0.002—0.146 μg·g–1。
重金属 Cu、Pb、Zn、Cd、Cr 的最高浓度出现在杨
美兰 1988 年的研究中[66], 而 Hg、As 的最高浓度则
出现在易斌研究 2007 年至 2010 年大亚湾鱼类的重
金属含量的研究中[67]。大亚湾甲壳类生物体中重金
属 Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Hg 的含量范围分别
为 2.35—20.20、nd—3.00、11.07—40.00、nd—0.98、
0.30—0.67、0.05—15.22、0.008—0.137μg·g–1。最高
值分别出现在不同的研究当中[15,67–70], 这可能是由
于检测方法、检测仪器、测试鱼类的个体差异和种
类不同而引起的。
大亚湾海产品中重金属含量水平大多符合 Zn>
Cu>Pb≈As>Cd>Hg 的规律, 不同种类由于生物富
集能力和生活环境等存在一定的差异。丘耀文等[15]
认为大亚湾海洋生物对 Hg、Cd、Pb、Zn 的富集能
力大小顺序为鱼类<甲壳类<软体动物类, 而 As、Cu
的生物富集能力大小顺序为鱼类<软体动物类<甲壳
类。何雪琴等[69]从另一方面研究发现, 鱼类对重金
属的富集能力大小顺序为 Zn>Cu>Cd>Pb, 而在甲壳
动物与软体动物则为 Cu>Zn>Cd>Pb, 影响富集能力
的主要因素是生物体金属结合蛋白质的合成能力高
低。易斌等[67]对大亚湾海域贝类、鱼类和甲壳类体
内 Pb、Cd、Hg 和 As 的研究表明: Hg 在三种生物体
内含量相差不大; Pb、Cd 和 As 在贝类体内含量最高,
甲壳类次之; 重金属在三类生物体内的富集能力受
生物的生活习性、生理特性以及生物蓄积金属的特
定生理方式影响显著。甲壳类的 Hg、Cu、Pb、Zn
和 Cd含量最高; As则在头足类样品中含量最高; Cr
则在鱼类中含量较高。王增焕等人[68]通过研究大亚
湾底栖生物体中 4 种重金属, 认为甲壳动物体内重
金属残毒量较鱼类和软体动物更易于受到重金属
污染。
2.3.2 海洋生物体中重金属分布的时空变化
综合现有文献(表 3), 大亚湾生物体中重金属含
量变化趋势与生物体种类有关。以底栖生物体为例,
何雪琴等指出 Pb 在底栖鱼类体内的残留水平显著
高于软体动物和甲壳类动物, 但Cd在上述生物体内
的残留水平则表现出相反的趋势。三种底栖生物中,
甲壳类动物对 Cu、Zn 的富集能力最高; 软体动物对
Pb、Cd 的富集能力最高; 而鱼类对上述中金属的富
集能力最低[69]。另外, 重金属种类也影响其在生物
体内的累积, 如 Zhang 等报道了中国沿海鱼类金属
污染水平, 其中, Al、As、Cd、Cr、Fe、Ni 和 Pb 在
鱼体中的浓度水平分布具有明显的空间差异, 而
Ag、Cu、Mo、Se 和 Zn 则没有[71]。而同一水域中, 重
金属在鱼体内的累积也受生活习性、性别, 年龄和
大小以及对污染物的代谢能力等的影响。长江流域
7 种鱼体内 6 种重金属(Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn)
的积累表现出底层鱼体高于中上层鱼类, 下游鱼类
高于上游鱼类的规律[72]。重金属在鱼体积累与鱼类
食性的相关性研究表明, 鱼体中的重金属富集能力
大小顺序为: 食底栖生物>食鱼>食浮游动物>食植
物>食浮游植物[73]。Bustamante 等认为大眼裸灯鱼
176 生 态 科 学 34 卷

表 3 海产品中重金属平均含量(湿重 μg·g–1)
Tab. 3 Contents of heavy metals in sea food (wet weight, μg·g–1)
采样时间 海湾 海产品 Hg Cd As Pb Cu Zn Cr 参考文献
鱼类 nd 0.22 nd 2.8 1.34 20.40 0.77
棘皮动物 nd 0.21 nd 3.4 1.87 15.63 0.48
甲壳动物 nd 0.28 nd 2.2 4.56 13.63 0.45
1988 大亚湾
软体动物 nd 0.96 nd 1.2 7.28 22.60 0.45
[66]
鱼类 0.045 0.08 nd 1.3 nd nd nd
1990-1991 大亚湾
甲壳类 0.0069 0.54 nd 12.2 nd nd nd
[76]
鱼类 0.030 0.050 nd 0.40 0.77 nd nd
甲壳类 0.033 0.59 nd 0.19 6.09 nd nd 1992 大亚湾
头足类 0.034 0.28 nd 0.28 6.63 nd nd
[70]
鱼类 0.051 0.069 1.24 0.24 1.08 13.1 nd
甲壳类 0.052 0.15 3.15 0.24 5.45 16.8 nd 1996-1997 大亚湾西南部
软体动物类 0.071 0.97 2.27 0.28 3.69 18.4 nd
[15]
鱼类 nd 0.0006 nd 0.031 0.35 5.57 nd
甲壳类 nd 0.38 nd 0.034 9.69 23.04 nd 2000 大亚湾
软体动物 nd 0.37 nd 0.092 3.62 15.08 nd
[69]
鱼类 0.026 0.04 nd 0.29 0.55 nd nd
蟹类 0.025 0.11 nd 0.44 7.62 nd nd
虾类 0.032 0.06 nd 0.43 5.69 nd nd
2001 大亚湾
头足类 0.029 0.07 nd 0.30 3.19 nd nd
[70]
鱼类 0.019 0.040 0.19 0.27 0.56 9.54 nd
甲壳类 0.027 0.11 0.16 0.43 7.22 20 nd 2001&2007 大亚湾
头足类 0.022 0.087 0.34 0.30 3.72 37.2 nd
[68]
2005 0.014 nd 0.12 nd 0.55 8.36 0.18
2010
大亚湾石化排污区 生物体
0.0158 nd 0.26 nd 0.39 3.99 nd
[77]
鱼类 0.025 0.53 1.56 1.7 nd nd nd
2007-2010 大亚湾
甲壳类 0.033 0.11 1.28 0.80 nd nd nd
[67]
鱼类 0.015 0.09 nd 1.6 0.2 10.4 nd
贝类 0.004 0.45 nd 0.9 2.2 14 nd 2012 大亚湾
软体类 0.005 0.36 nd 0.9 4.3 16.8 nd
a
注: nd 表示未检测出; a 引自国家海洋局南海分局《大亚湾海域海洋环境质量现状调查报告》。

Gymnoscopelus piabilis 含有高浓度的 Cd 与其捕食
甲壳类生物有关[74]。Rejomon 等报道 Co 和 Zn 在中
上层鱼尖吻鲈鱼(Lates calcarifer)的含量高于其它种
类如金线鱼(Nemipterus japonicas)、蓝鳍鲹(Caranx
melampygus)和羽鳃鲐(Rastrelliger kanagurta), 并认
为鱼体中 Co 和 Zn 来源于上层水体和捕食上层水体
生物[75]。另外, 重金属含量分析中采用的研究方法、
技术设备的检出限等因素对痕量重金属的测定也存
在一定的影响。综合以上研究, 大亚湾海洋生物体
中重金属含量水平在时间尺度上呈现降低趋势, 但
浓度变化范围较小, 这可能与近十几年来开展的大
亚湾海域生态环境保护密切相关[68]。
由于海洋生物尤其是鱼类活动范围较广, 空间
上小尺度分析的研究意义较小, 然而底栖生物等活
动范围有限, 可以一定程度上反映某个区域海洋生
物的重金属污染水平。杨美兰的研究发现, 大亚湾
内范和港的鱼类、贝类、头足类和棘皮动物(砂海星)
的 Zn 含量以及砂海星的 Pb 含量最高, 但头足类的
Pb 含量最低; 哑铃湾鱼类 Pb、Cr 的含量及头足类的
Cd 含量最高, 而贝类体内 6 种重金属的含量最低;
大鹏澳则除鱼类Cu的含量较高外, 重金属含量一般
低于或介于范和港与哑铃湾之间[66]。综合已有的文
献资料, 大亚湾生物体内重金属的空间分布特征受
诸多因素的影响, 如生物体生存环境、生物群落组
3 期 彭勃, 等. 大亚湾及邻近海域重金属污染的研究进展 177

成、生物体种群数目等, 因此, 生物体内重金属的空
间分布特征与水体、沉积物中重金属的相关关系研
究仍需进一步深入究。
2.3.3 海洋生物体中重金属污染水平评价及人体暴
露风险评估
单因子评价法、潜在危害系数评价法等多种方
法均被用于评价大亚湾海域生物体中的重金属污染
水平, 评价标准有上世纪 80 年代初, 全国海岸带和
海涂资源综合调查制定的 “海洋生物污染评价标
准” (表 4)以及无公害水产品质量标准等[78–81]。生物
体重金属污染状况的评价受样品的采集方式、前处
理过程以及样品测定方法和仪器等因素的影响。因
此, 综合各研究对象和研究结果有助于了解大亚湾
海产品重金属污染水平的整体状况, 并为科学、合
理的制定大亚湾海产品的保护对策提供科学依据。
杨美兰等发现 1990 年大亚湾鱼类与大部分甲壳动
物的 Pb 含量超过“全国无公害水产品”标准, 部分
鱼类也受到 Zn、Cr 污染的影响[70]。2007—2010 年
大亚湾贝类 Hg 含量符合第一类国家海洋生物质量
标准; Cd和As含量符合第二类国家海洋生物质量标
准; 2007 年贝类的 Pb 平均含量仅符合第三类国家海
洋生物质量标准[67]。然而, 也有研究表明, 生物体重
金属元素符合无公害水产品质量标准, 但 Cd、Pb 和
Hg 的仍存在一定的潜在危害[68]。
为探讨海洋生物体内重金属浓度与人体健康效
应之间的关系, 许多国家和国际组织开展了深入的
研究, 并设立了重金属暴露健康风险评价指标。如: 世
界卫生组织(WHO)和联合国粮食与农业组织(FAO)联
合 (JECFA)[82–83]制定的暂时性重金属周可摄入量
(Provisional Tolerable Weekly Intake, PTWI)和美国环
境保护局 (USEPA)[84] 建立的重金属参考剂量
(Reference Dose, RfD)(表 5)。
目前对大亚湾海洋生物人体暴露风险的研究较
少, 何雪琴等[69]根据澳大利亚国家卫生和医学研究
理事会制定的标准, 研究发现大亚湾甲壳动物和软
表 4 海洋生物体内重金属评价标准(μg·g–1)
Tab. 4 Evaluation standard of heavy metals in marine
organisms
种类 Cd Cr Cu Pb Zn
鱼类 0.6 1.5 20 2.0 40
软体动物 5.5 5.5 100 10 250
甲壳类 2.0 1.5 100 20 150
表 5 重金属每天的最高摄入参考剂量
Tab. 5 The highest dose of dietary intakes of heavy metals
重金属
周摄入量
PTWI
μg·kg–1 bw
日摄取量
ADI
μg/(kg bw·day–1)
USPEA 参考
剂量 RfD
μg/(kg bw·day–1)
Ag 35 5 5
As 15 2.14 0.3
Cd 7 1 1
Cr — — 3
Cu 3500 500 40
Fe 4200 800 700
Mo — — 5
Ni — — 50
Se 35 5 5
Zn 1500 300 300
注: —表示无相应值; bw 代表体重; As 的值为总量的 10%[86]。

体动物中的 Cd 含量已超过人体暴露风险阈值。王增
焕等人发现大亚湾海洋生物体中的 Pb 的每日暴露
量低于 JECFA 推荐的 PTWI 值, 说明食用海洋生物
Pb 的暴露风险处于安全范围[85]。另外, 大亚湾海产
品中重金属残留的研究较少关注 Cr、Ni 等种类, 这
些元素在大亚湾海域的含量及分布特征等仍需进一
步深入研究。
3 结论与展望
3.1 结论
通过对大亚湾及其邻近海域的重金属研究进行
分析和比较, 大亚湾及其邻近海域的海水、表层沉
积物及海洋生物的重金属污染情况较轻。(1)部分海
域海水中的 Cu、Pb、Zn 存在较高的污染水平。(2)
表层沉积物中重金属浓度低于安全阈值, 但 Hg、Pb
及Cr的最大平均浓度超过了ERL限值, 需要进一步
关注; 沉积物中重金属的赋存形式主要是残渣态,
且重金属浓度总体呈增加的趋势, As、Pb 及 Zn 的浓
度水平应给予足够的重视。(3)海洋生物重金属污染
较轻, 但表现出了一定的潜在生态风险和人体暴露
危害。大亚湾及其邻近海域重金属污染水平的总体
状况良好, 然而由于大亚湾及邻近海域海水流动性
较差, 重金属污染水平呈增加的趋势, 这需要引起
相关部门的足够重视。
3.2 展望
大亚湾海域重金属污染研究较多, 但随着科学
技术的进步与发展, 仍然存在一些亟需解决的科学
问题:
178 生 态 科 学 34 卷

(1) 大亚湾海域中毒性更强的有机金属化合物
如甲基汞、三丁锡等的研究;
(2) 同位素示踪法如铅同位素的“指纹”特征
等对大亚湾重金属污染的来源分析;
(3) 一些较先进技术薄膜扩散梯度技术等在大
亚湾海域重金属分析中的应用。
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