余氯对浮游生物毒理效应及损失量初步评估

摘要

本文以洋山LNG工程实地调查资料为依据，选择17℃、27℃、22℃分别代表工程附近海域春夏秋三季水温，依照科学性可行性原则，设定余氯浓度为0mg/L(对照组)、0.02mg/L(A组)、0.08mg/L(B组)、0.14mg/L(C组)、0.20mg/L(D组)，选择浮游生物毒理试验模式生物小球藻(Chlorellarulgari)和卤虫(Artemiasalina)作为实验对象，对冷排水中余氯对浮游生物的毒理效应行进研究。在毒理试验的基础上，结合2009年9月和2010年9月两个航次的海洋生态环境现状调查结果，评估余氯对海洋浮游生物资源造成的损失。
　　 具体调查研究结果如下：
　　 (1)浮游植物毒性试验结果表明：17℃条件下，余氯浓度较低的A组B组小球藻生长状况与对照组相近，没有表现出明显差异，C组小球藻在试验初期未表现出明显差异，在试验进行到72h后，与对照组相比，藻液细胞浓度明显降低，余氯对其抑制率显著上升。余氯浓度最高的D组在整个试验过程中，细胞浓度持续下降，0.20mg/L的浓度在17℃条件下对小球藻表现出明显的抑制效应，且抑制率随时间延长而增大，96h抑制率为15.69。22℃条件下，各余氯浓度组生长状况基本相同，48h后A组B组C组藻液细胞浓度超过对照组，表明相应的余氯浓度没有对小球藻的生长产生明显抑制效应。72h时D组表现出一定的抑制效应，藻液细胞浓度低于其余各试验组，72h抑制率为2.51。27℃条件下，与17℃在试验初期变现出相似规律，与对照组相比，较低浓度各组抑制效应不明显，余氯最高的D组小球藻的生长受到明显的抑制，72h抑制率为12.02。在试验后期，D组生长加快，小球藻对余氯表现出一定的适应性。
　　 (2)浮游动物毒性试验结果表明：17℃条件下，余氯对卤虫的96h半致死浓度为0.186mg/L。各试验组在最初48h内均未出现死亡，试验到72h，除对照组外其余各组均出现死亡，B组C组死亡率较低，A组与D相等，随后72h-96h的时间段中，A组死亡率维持稳定不变，B组C组D组死亡率均上升，D组上升幅度最大，96h死亡率达到53.33％。随着暴露时间延长毒性致死效应越明显，且随着余氯浓度增加，死亡率上升速度加快。在22℃条件下，余氯对卤虫的96h半致死浓度为0.126mg/L。与17℃相似，各试验组在最初48h内均未出现死亡。在72h-96h的时间段中，各余氯浓度组死亡率均迅速上升，D组上升幅度最大，达到86.67％。与17℃相比可看出，22℃条件下，余氯对卤虫的毒性作用与17℃条件下相似，随着暴露时间延长毒性致死效应越明显，且随着余氯浓度增加，死亡率上升速度加快。同时，在相同余氯浓度、相同的作用时间下，22℃卤虫死亡率高于17℃死亡率。27℃条件下，余氯对卤虫的24h半致死浓度为0.12mg/L。余氯对卤虫的致死效应比较明显，在12h，各余氯浓度组均出现死亡个体，此时C组死亡率已上升到40％，D组死亡率已超过50％。在8h-12h时间段内CD组死亡率上升速度是AB组的34倍。在24h-48h时间段内AB组死亡率上升速度是CD组的2-3倍。到24h，较高浓度组死亡率已经超过50％。
　　 (3)2009年9月和2010年9月LNG工程附近海域16个站位调查数据表明，工程附近海域浮游植物以广温广盐性类群为主，其他类群如淡水性类群、河口半咸水性类群、外海高盐性类群均有出现，但种类数量较少。工程附近海域浮游植物主要优势种为中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)等。2009年水采浮游植物样品涨潮时有39种，落潮时有28种，2010年水采浮游植物样品涨潮时有39种，落潮时有29种。同时，与2009年9月相比，2010年9月工程附近海域浮游植物丰度有明显的增长。2009年9月涨潮时细胞丰度均值为3.61×107ind/m3，落潮时为3.82×107ind/m3；2010年9月涨潮时细胞丰度均值为177.5×107ind/m3，落潮时为185.4×107ind/m3。
　　 工程附近海域浮游动物以低盐近岸生态类群和半咸水河口为主，辅以少量淡水种和广温偏低盐生态类群。工程附近海域浮游动物主要优势种太平洋纺锤水蚤(Acartiapacifica)等。2009年9月涨潮时共出现浮游动物32种，落潮时29种，2010年9月涨潮时共出现浮游动物30种，落潮时出现30种。同时，与2009年9月相比，2010年9月工程附近海域浮游动物细胞丰度均值有明显的降低。2009年9月涨潮时细胞丰度均值为181.17ind/m3，落潮时为112.84ind/m3；2010年9月涨潮时细胞丰度均值为51ind/m3，落潮时为62.34ind/m3。
　　 (4)依据徐兆礼等人研究的毒性物质对生物资源生物损失的基本计算公式，结合洋山LNG工程附近调查数据，选择27℃条件下，0.08mg/L浓度组不同观测时间点毒理死亡率，计算得余氯排放对工程附近海域浮游植物损失量理论最大值为17.71*1010ind，浮游动物损失量理论最大值为8.06*106ind。通过2009年9月和2010年9月对工程海域的实际调查，对试验所得理论值进行验证，调查发现与2009年相比，调查海域浮游植物细胞丰度上升，浮游动物细胞丰度有明显降低。