白令海與楚科奇海陸架區(qū)底棲食物鏈中金屬的來(lái)源分析及傳遞過(guò)程.pdf

1、本研究以生物分析為基礎(chǔ)，結(jié)合同區(qū)域沉積物樣品，通過(guò)8種金屬元素(Zn、Fe、Cu、Cr、Cd、Mn、Ni以及Pb)和穩(wěn)定同位素比值(C、N和Pb)的分析測(cè)定，結(jié)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、金屬來(lái)源分析以及營(yíng)養(yǎng)層次分析等多種方法，綜合討論白令海-楚科奇海陸架區(qū)域底棲生態(tài)系統(tǒng)重金屬的來(lái)源、傳遞及其在生物體內(nèi)部、生物之間的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程。
　　白令海-楚科奇海區(qū)域沉積物環(huán)境質(zhì)量良好，基本處于環(huán)境背景值，金屬元素遷移在一定程度上受到人為活動(dòng)的影響，但均

2、未到達(dá)環(huán)境污染水平。白令海北部靠近白令海峽區(qū)域內(nèi)沉積物金屬含量水平大致呈現(xiàn):Fe＞Mn＞Zn＞Ni＞Cu＞Pb＞Cd。白令海北部沉積物呈現(xiàn)為“東高西低”的金屬含量分布趨勢(shì)，基于Igeo和RI對(duì)底棲生物生存環(huán)境的金屬評(píng)價(jià)都說(shuō)明該區(qū)域沉積物中重金屬含量基本低于或接近頁(yè)巖背景值，說(shuō)明無(wú)人為污染，生態(tài)狀況良好。
　　白令海-楚科奇海區(qū)域底棲生物金屬含量水平普遍較低，未受到重金屬污染，且不同物種生物對(duì)不同金屬元素的響應(yīng)差異較大。6種雙殼綱生

3、物，其體內(nèi)Fe和Zn含量較高，Cu次之，Pb含量最低;2種腹足綱生物體內(nèi)，除Fe、Pb外的6重金屬均在肝臟或腎臟中達(dá)到含量最大值，金屬Zn和Fe含量遠(yuǎn)高于其它金屬;采自2個(gè)不同站位蝦的肌肉中，明顯出現(xiàn)與沉積物類似“東高西低”的金屬分布規(guī)律;3種螃蟹體內(nèi)，鰓為金屬元素積累程度最高的組織，肌肉和肝胰腺次之。
　　基于生物累積系數(shù)(BAFs)對(duì)生物金屬累積的研究發(fā)現(xiàn)金屬Fe、Mn、Ni和Pb等4種金屬在所有生物樣品中均低于生存環(huán)境的沉積

4、物金屬含量，表現(xiàn)為無(wú)生物積累作用，且生物組織積累方面，大致表現(xiàn)出在生物肌肉組織中累積程度較小的現(xiàn)象。類似地將RI用于生物樣品分析風(fēng)險(xiǎn)，Cd的毒性系數(shù)較大，加之軟體動(dòng)物體內(nèi)含量較高，基本表現(xiàn)為Cd驅(qū)動(dòng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
　　本研究中涉及的生物營(yíng)養(yǎng)級(jí)跨度較大，約4.2個(gè)營(yíng)養(yǎng)層次:雙殼綱生物大多處于1.1～2.6級(jí);底棲魚(yú)、北太平洋雪蟹和蝦的營(yíng)養(yǎng)級(jí)在2.9～3.1級(jí);琵琶螺和雙弘互愛(ài)蟹，營(yíng)養(yǎng)層次范圍4.1～4.5，蟹的營(yíng)養(yǎng)級(jí)跨度較大。結(jié)合碳、

5、氮穩(wěn)定同位素技術(shù)，白令海-楚科奇海陸架區(qū)底棲生物的δ13C范圍較寬(-3.49～-23.63‰)，與該地區(qū)沉積物和水體顆粒有機(jī)碳中發(fā)現(xiàn)其研究中δ13C較為一致，說(shuō)明本研究中選取的底棲生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源為相應(yīng)研究區(qū)域，生物移動(dòng)區(qū)域較小。δ15N范圍為5.1～18.1‰，表現(xiàn)出由雙殼貝類向魚(yú)類、蝦蟹類（節(jié)肢動(dòng)物）動(dòng)物遞增的趨勢(shì)。大部分生物組織呈現(xiàn)出內(nèi)臟營(yíng)養(yǎng)級(jí)高于肌肉營(yíng)養(yǎng)級(jí)的現(xiàn)象，這種N的分餾現(xiàn)象是生物對(duì)食物進(jìn)行吸收轉(zhuǎn)化的一種重要體現(xiàn)。

6、　　白令海-楚科奇海底棲生物物種和生物量都極其豐富，這對(duì)討論物質(zhì)在食物鏈中的傳遞造成了較大困擾。食物鏈富集因子在該區(qū)域底棲食物鏈中的富集并不明顯，僅有Cu出現(xiàn)輕微生物放大現(xiàn)象;金屬Fe、Cr和Pb與δ15N均為負(fù)相關(guān)，表示此3種金屬沿食物鏈向更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)（生物稀釋作用），但趨勢(shì)較小。生物放大因子(BMFs)則可以通過(guò)生物體間的富集差異，討論金屬在較短生物鏈上的傳遞規(guī)律。貝類→魚(yú)類（肌肉和內(nèi)臟）傳遞出現(xiàn)明顯的生物稀釋現(xiàn)象;貝蝦、

7、貝→螺（肌肉）傳遞的過(guò)程中僅有Cu的BMF＞1，表現(xiàn)出了生物放大;Cd的放大以貝→螺（內(nèi)臟）的傳遞最為明顯;Cr的放大以蝦→蟹的傳遞最顯著，Pb的生物放大現(xiàn)象也在此食物鏈中最為明顯。綜合考慮，認(rèn)為白令海-楚科奇海陸架區(qū)底棲生物網(wǎng)中金屬并無(wú)明顯生物放大效應(yīng)。
　　穩(wěn)定Pb同位素比分析法可以較為準(zhǔn)確的示蹤物質(zhì)的長(zhǎng)距離大氣來(lái)源，可以較為確定的指示物質(zhì)最初產(chǎn)生區(qū)域，適用于大多數(shù)穩(wěn)定介質(zhì)（沉積物、植物、動(dòng)物及海洋生物）的來(lái)源分析。白令海-楚