DOI:10.16560/j.cnki.gzhx.2006.03.013
第31卷第3期 2006年9月
广 州 化 学 Guangzhou Chemistry
V ol.31, No.3Sept., 2006
海洋环境中的重金属及其对海洋生物的影响
贺 亮， 范必威*
（成都理工大学 材料与生物工程学院，四川 成都 610059）
摘 要：综述了在海洋环境中重金属输入的各种途径及其重金属对海洋生物的影响，重点介绍了重金属在几种海洋生物体内的富集效应及其吸附机理，讨论了海洋重金属污染的现况，并展望了海洋重金属污染研究的前景。 关键词：重金属；海洋生物；富集效应 中图分类号：X145
文献标识码：A
文章编号：1009-220X(2006)03-0063-07
约占地球表面积71%的海洋作为地球水圈的主体，蕴藏着丰富的矿藏和食物资源，是人类的巨大宝库。海水中已发现的化学元素有80多种。海底矿产资源种类繁多，有滨海砂矿、大陆架油气、深海锰结核，还有多金属结核和引人注目的金属硫化矿床。海洋中的能源资源属于可再生性能源，取之不尽，用之不竭。海洋中由鱼、贝、虾、藻等组成的海洋生物资源，通过增殖、养殖等途径，已成为人类最大的食品库[1]。
人类的生存与发展将更多地依赖海洋。然而，由于人类对海洋所造成的严重污染，使许多海洋生物大量减少，甚至绝迹[2]。因此，保护海洋也就是保护我们人类自己。
自20世纪50年代日本出现由镉引起的“骨痛病”和由甲基汞形成的“水俣病”以后，各沿海国家和海岛国家都十分重视重金属对海洋环境的影响。
所谓重金属，就是指比重（specific gravity）大于5 g/cm3的金属，对于生物体而言，它包括必须金属和非必须金属[3]。必须金属是指有机体能进行正常生理活动所不可缺少的金属，如铜(Cu)、铁(Fe)、硒(Se)、锌(Zn)、镁(Mg)、钴(Co)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)等，然而当必须金属浓度在有机体内累积超过某一阈值水平时就会对机体产生毒害作用[4,5]。非必须金属（指镉(Cd)、汞(Hg)、银(Ag)、铅(Pb)、金(Au)和一些不常见的高原子量金属）不参与有机体的代谢活动，组织内含有较低浓度的非必须金属就能对有机体产生较高的毒性[6-7]。 目前，由于重金属在生物体内的富集所产生的毒害程度没有可供参考的标准，因此，将重金属划分为必须金属和非必须金属对研究海洋环境中的重金属污染具有重要的意义。
1 重金属的来源及其化学性质
1.1 重金属的来源及其进入海洋环境的几种途径
由图1可见，海洋中重金属的来源可分为天然来源和人为来源两大类。
天然来源如海底火山喷发将地壳深处的重金属带上海底，经过海洋水流的作用把重金属收稿日期：2005-09-30 * 通讯联系人 作者简介：贺亮（1976－），男，四川射洪人，硕士研究生，从事环境分析化学研究。
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及其化合物注入海洋；地壳岩石风化后通过陆地径流、大气沉降等方式也将重金属注入海洋，构成了海洋重金属的环境本底值。环境本底值对于判断海洋环境污染程度和评定海洋环境质量的优劣具有重要的意义。
人为来源如矿山与海洋油井的开采、工农业污水、废水的排放（如电镀、冶金、蓄电池、制革、颜料、涂料以及化工厂的排水、重金属农药厂废水的排放和重金属农药的流失等）[8]。
近半个世纪以来，由于工农业生产的快速发展，特别是沿海地区的轻工业和重工业的快速发展，导致了世界范围内的海洋环境重金属污染日益严重。由于多数重金属元素通过河流输入，因此构成了入海的主要途径，所以重金属在河口水域的污染比较严重。
图1 重金属进入海洋的途径
1.2 重金属的化学性质及其对环境的影响
重金属污染的特点是：来源广、残留时间长、能沿着食物链转移富集、污染后不易被察觉、难以恢复等。重金属离子在自然环境中不能被破坏，其毒性取决于其原子结构，它们在自然界中并不能完全被矿化为完全无毒的形式，它们的氧化态、溶解性因与其它不同无机元素或有机物的结合而不同。如汞在自然界以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在，有机汞的毒性比金属汞和无机汞要大[9]。
2 几种海洋生物对重金属的富集效应
重金属因其生物富集性而对海洋生态系统造成了极大威胁，因此重金属成为海洋污染检测研究的热点。下面重点介绍较敏感且研究较多的几类生物。 2.1 藻类
人们早在50年代就认识到藻类可以吸收富集水体中的金属。海洋中具有丰富的藻类资
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贺亮, 等：海洋环境中的重金属及其对海洋生物的影响
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源，海藻不但是海洋初级生产的主要参与者，而且在海洋生态系统中扮演着非常重要的角色。迄今为止，已经有不少人做过藻类对重金属的吸附累积和排出实验。
2.1.1 藻类对重金属的吸附量研究
海藻对重金属的吸附量研究表明，不同的藻类对重金属的吸附能力不同，而且藻类对重金属的吸附具有选择性，参见表1[10]。
表1 部分藻类对重金属的吸附量
金属离子
海藻种类
门，属 褐藻门，墨角藻属蓝藻门，鞘颤藻属蓝藻门，鞘颤藻属
－
吸附量/mg·g1（mmol/g）
vesiculosus As
Lyngbya taylorii
Lyngbya taylorii（磷酰化） Codium taylori
黑色巨藻（Lessonia flavicans） 海带（Laminaris japonica） 泡叶藻（Ascophyllum nodosum） Chlorella vulgaris
Au
Sargassum natans Spirulina platensis Ascophyllum nodosum
Cd
Ascophyllum nodosum 孔石莼（Ulva pertusa ） 巨大昆布（Ecklonia maxima） 黑色巨藻（Lessonia flavicans） 泡叶藻（Ascophyllum nodosum） 海黍子（Sargassum kjellmanum） 海带（Laminaris japonica） Lyngbya taylorii
Lyngbya taylorii（磷酰化） Chlorella vulgaris
Zn
Sargassum natans（甲醛交联） Lyngbya taylorii
Lyngbya taylorii（磷酰化） Cladophora crispate Chlorella vulgaris
nodosum Cu
Sargassum natans（甲醛交联） Ascophyllum nodosum（甲醛交联）海黍子（Sargassum kjellmanum）
220 ~ 370（1.06 ~ 1.79）
305（1.47） 638（3.08）
绿藻门，松藻属（1.81） 褐藻门，巨藻属（1.46） 褐藻门，海带属（1.33） 褐藻门，囊叶藻属绿藻门，小球藻属褐藻门，马尾藻属绿藻门，螺旋藻属褐藻门，囊叶藻属褐藻门，囊叶藻属
263（1.27） 97（0.47） 400（2.03） 71（0.31） 24（0.12） 215（1.91）
绿藻门，石莼属（1.22） 褐藻门，昆布属（1.15） 褐藻门，巨藻属（1.10） 褐藻门，囊叶藻属褐藻门，马尾藻属
116（1.03） 90（0.80）
褐藻门，海带属（0.80） 蓝藻门，鞘颤藻属蓝藻门，鞘颤藻属绿藻门，小球藻属褐藻门，马尾藻属
42（0.37） 283（2.52） 34（0.30） 89（1.36）
蓝藻门，鞘颤藻属（0.49） 蓝藻门，鞘颤藻属绿藻门，刚毛藻属
170（2.60） 31（0.47）
绿藻门，小球藻属（0.37） 褐藻门，囊叶藻属褐藻门，马尾藻属褐藻门，囊叶藻属褐藻门，马尾藻属
156（2.65） 117（1.84） 115（1.81） 95.3（1.50）
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（上接表1）
Cu
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黑色巨藻（Lessonia flavicans） 巨大昆布（Ecklonia maxima） 海带（Laminaris japonica） 泡叶藻（Ascophyllum nodosum） 海带（Laminaris japonica）
Ni
Focus vesiculosus Lyngbya taylorii
Lyngbya taylorii（磷酰化） Sargassum natans Chlorella vulgaris
褐藻门，巨藻属
80（1.26）
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褐藻门，昆布属（1.22） 褐藻门，海带属（1.22） 褐藻门，囊叶藻属
76（1.19）
褐藻门，海带属（1.10） 褐藻门，墨角藻属蓝藻门，鞘颤藻属蓝藻门，鞘颤藻属褐藻门，马尾藻属绿藻门，小球藻属
40（0.68） 38（0.65） 164（2.79） 22 ~ 44（0.38 ~ 0.75）
24（0.41）
注：为了区别国内外学者的研究，标有海藻中文名称的是国内研究的海藻种类。
在众多的海洋藻类中，一些大型海藻如褐藻具有的吸附量比其它藻类高出很多。尹平河等[11]在对9种大型海藻的研究结果中发现，它们对Cu 、Pb 、Cd 的吸附量在0.8 ~ 1.6 mmol/g 之间。Sar 等[12]对aeruginosa P的研究表明，它对Ni 、Cd 的吸附量分别为265 mg/g和137.6 mg/g，高于IRA 离子交换器（98 mg Ni/g，26.6 mg Cu/g）。王丕文等[18]建议采用褐藻作为重金属污染的指示生物。
2.1.2 藻类对重金属污染物的累积研究 海洋藻类对重金属的吸附和累积的研究具有重要意义，它可以揭示重金属在海洋生态食物链中的转移和潜在的放大。
研究表明，藻类对重金属污染物具有较强的累积效应（见表2）。
2.1.3 海藻对重金属的吸附机理研究 关于海藻对重金属的吸附机理的研究，目前国内开展得很少，仅限于少数藻类，如赵玲
等[19]对海洋赤潮生物原甲藻对重金属的富集机理的研究，如尹平河等[11]对海藻生物材料吸附废水中铅、铜和镉的研究；潘进芬[20]等对海洋微藻吸附重金属的机理研究。
生物体吸附重金属离子的过程如下：重金属离子在细胞表面通过络合或离子交换进行富集；细胞内富集或扩散。其中细胞表面的吸附和络合对死活生物体都存在，关于这个观点，有人认为只有对活的生物体才有此过程（依赖于生物体的新陈代谢过程）；而另有人认为其不依赖生物体的新陈代谢过程，因为藻类细胞壁主要是由多糖，蛋白质和脂类等物质构成的网状结构，带有一定的负电荷[21]。
经过对藻类细胞壁的研究发现，藻类细胞壁的多糖所提供的官能团对重金属有较强的络合能力，其中又以羧基的络合为主，当把细胞中的羧基脂化后，它们对Cu 2+ 和Al 3+ 的吸附能力显著下降[22]。当水环境中重金属浓度过高就会对海藻产生毒害作用，并抑致海藻的生长。关于重金属对海藻的毒性效应研究，有李坤等[23]关于Cu 2+、Cd 2+、Zn 2+ 对两种单胞藻
表2 几种藻类对重金属污染物的累积研究
海洋生物
三角褐指藻
角毛藻Chaetocerossp
污染物 Hg [13], 203 Hg [14]Hg [13] Cu, Zn[16]
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phaeodactylumtricornutum Cd[15] 叉边金藻Dicrateriasp 小球藻Chlorellasp
Co, 137Cs [17]
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的毒害作用的研究；张首临等角褐指藻生长的研究等。 2.2 鱼类
2.2.1 鱼体内重金属的来源
对4种重金属离子（Zn 2、Cd 2+、Pb 2+、Cu 2+）影响海洋三
鉴于海洋生态系统的复杂性和海洋鱼类的多样性，本文将鱼体内重金属的来源途径简单分为以下几种：（1）来自海水中的重金属离子通过鱼鳃的呼吸作用使其进入到鱼体内并富集在鱼体内的不同部位。（2）来自海洋藻类所富集的重金属（主要是以藻类为食物的鱼类）。（3）通过复杂的食物链迁移和富集到其它鱼体内。
2.2.2 鱼体内重金属的累积研究
关于重金属在鱼体内的积累研究方面，国际上进行了大量的研究工作。重金属在多种海洋鱼体内均有积累现象，不同组织器官中的积累量是不均衡的，一般来说，在肌肉组织中的含量较低。如马桂云[25]研究了不同的重金属在鱼体内的不同器官和部位累积的量有所不同。这对研究海洋重金属污染提供一种重要的信息。
根据联合国环境规划署对全球Hg 的评估，世界上很多淡水鱼和海鱼体内甲基汞的含量很高，含量最高的是肉食性鱼及食鱼动物体内。对不同地域研究显示，由于食用了受污染的鱼，很多人遭到甲基汞的危害。由于甲基汞具有较强的脂溶性，而鱼富于脂肪，故甲基汞能被鱼吸收并蓄积起来，而汞的转化和排出又很缓慢，因而能长期保存在鱼体内，使鱼体内甲基汞的浓度随年龄和体重的增加而增大[9]。Paulami 等[26]研究了Cu 、Zn 、Cd 、Pb 和Cr 在尼罗罗非鱼在肌肉、鱼卵、肾脏、肝脏和鱼鳃等中的积累。鱼体内重金属积累量达到一定程度，使鱼类的主要器官发生病变，其致毒机理尚在研究中。
2.3 贝类
软体动物特别是贝类容易在体内累积各种污染物，如毛蚶暴露于Cu ，Pb ，Ni 和Cr 中，在前20 ~ 30天的累积速率很高。这些重金属在毛蚶体内含量分布高低的顺序为：腮、外套膜、闭壳肌、内脏、肌肉。因为毛蚶沿海分布广，易采集，生命周期长，活动范围小，对重金属累积能力较强，吴玉霖等[27-28]建议将毛蚶作为中国沿海重金属污染检测的一种有效的指示生物。王静凤[8]的研究表明，重金属在海洋贝类生物体内的积累与环境的影响因素（如温度、盐度及溶解氧等的变化）有关。
3 当前研究的弱点及今后研究趋势展望
迄今为止，有关海洋环境中重金属的研究基本上还局限于个体和种群水平，研究重点主要集中在于各种生物的积累和毒性研究上，关于重金属对于海洋生物群落及海洋生态系统水平上的影响研究几乎还没有开展。对于重金属进入海洋的过程，入海后的存在形态以及重金属在海洋中的富集、转移、沉积和降解的全过程还没有一个较为系统完整的研究。
根据目前的状况，笔者认为今后海洋重金属的研究将会围绕以下几个热点开展： （1）结合环境学、生物化学、海洋化学、生理学、细胞学、遗传学以及分子生物学，研究亚致死浓度下的重金属对海洋生物生活史及各种生理功能长期的影响。
（2）结合分子生物学以及分析化学对海洋生物体内重金属的存在形态进行研究。
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（3）从海洋生物群落及海洋生态的水平出发，研究重金属污染对于海洋生态群落的种类组成、时空分布对于海洋生态系统的结构和功能的影响。
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60203
Hg 的影响[J]. 海洋科
Co 、137Cs 及种群生长的
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贺亮, 等：海洋环境中的重金属及其对海洋生物的影响
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Heavy Metals in Marine Environment and Their Effects on Marine Organisms
HE Liang， FAN Bi-wei
(Chengdu University of Technology，Chengdu ，Sichuan 610059，China)
Abstract ：The varied approaches of entering of heavy metals in marine environment and their
effect on marine organisms are summarized. The mechanism of concentration and absorption of heavy metal in several marine organisms is emphatically introduced. The status of pollution of heavy metal at present and the future development of the research about the pollution of heavy metal in marine are discussed.
Keywords ：heavy metal，marine organisms，mechanism of concentration
（上接第62页）
Preparation and Prospect of Calcium Carbonate Whisker as Filler
HU Ke-wei， LI Dong-sheng ， ZHONG Hui
( College of Materials and Chemistry & Chemical Engineering，Chengdu University of Technology，
Chengdu 610059，Sichuan ，China )
Abstract ：The current methods of preparation for calcium carbonate whiskers，such as carbonation，replacement reaction，urea hydrolysis，thermal decomposition of Ca(HCO3) 2 and supergravity reaction-crystallization are analyzed and reviewed in the paper. According to the author´s research results ，the defects and disadvantages appeared in current researches are pointed out. By using the improved technology，the concentrations of reactors could be elevated greatly，and calcium carbonate whiskers with high quality，long lengths，thin diameters could be synthesized. In addition，the applications of calcium carbonate whisker in plastics，et al，are introduced in the article. Keywords ：calcium carbonate，whisker ，filler
DOI:10.16560/j.cnki.gzhx.2006.03.013
第31卷第3期 2006年9月
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文献标识码：A
文章编号：1009-220X(2006)03-0063-07
约占地球表面积71%的海洋作为地球水圈的主体，蕴藏着丰富的矿藏和食物资源，是人类的巨大宝库。海水中已发现的化学元素有80多种。海底矿产资源种类繁多，有滨海砂矿、大陆架油气、深海锰结核，还有多金属结核和引人注目的金属硫化矿床。海洋中的能源资源属于可再生性能源，取之不尽，用之不竭。海洋中由鱼、贝、虾、藻等组成的海洋生物资源，通过增殖、养殖等途径，已成为人类最大的食品库[1]。
人类的生存与发展将更多地依赖海洋。然而，由于人类对海洋所造成的严重污染，使许多海洋生物大量减少，甚至绝迹[2]。因此，保护海洋也就是保护我们人类自己。
自20世纪50年代日本出现由镉引起的“骨痛病”和由甲基汞形成的“水俣病”以后，各沿海国家和海岛国家都十分重视重金属对海洋环境的影响。
所谓重金属，就是指比重（specific gravity）大于5 g/cm3的金属，对于生物体而言，它包括必须金属和非必须金属[3]。必须金属是指有机体能进行正常生理活动所不可缺少的金属，如铜(Cu)、铁(Fe)、硒(Se)、锌(Zn)、镁(Mg)、钴(Co)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)等，然而当必须金属浓度在有机体内累积超过某一阈值水平时就会对机体产生毒害作用[4,5]。非必须金属（指镉(Cd)、汞(Hg)、银(Ag)、铅(Pb)、金(Au)和一些不常见的高原子量金属）不参与有机体的代谢活动，组织内含有较低浓度的非必须金属就能对有机体产生较高的毒性[6-7]。 目前，由于重金属在生物体内的富集所产生的毒害程度没有可供参考的标准，因此，将重金属划分为必须金属和非必须金属对研究海洋环境中的重金属污染具有重要的意义。
1 重金属的来源及其化学性质
1.1 重金属的来源及其进入海洋环境的几种途径
由图1可见，海洋中重金属的来源可分为天然来源和人为来源两大类。
天然来源如海底火山喷发将地壳深处的重金属带上海底，经过海洋水流的作用把重金属收稿日期：2005-09-30 * 通讯联系人 作者简介：贺亮（1976－），男，四川射洪人，硕士研究生，从事环境分析化学研究。
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及其化合物注入海洋；地壳岩石风化后通过陆地径流、大气沉降等方式也将重金属注入海洋，构成了海洋重金属的环境本底值。环境本底值对于判断海洋环境污染程度和评定海洋环境质量的优劣具有重要的意义。
人为来源如矿山与海洋油井的开采、工农业污水、废水的排放（如电镀、冶金、蓄电池、制革、颜料、涂料以及化工厂的排水、重金属农药厂废水的排放和重金属农药的流失等）[8]。
近半个世纪以来，由于工农业生产的快速发展，特别是沿海地区的轻工业和重工业的快速发展，导致了世界范围内的海洋环境重金属污染日益严重。由于多数重金属元素通过河流输入，因此构成了入海的主要途径，所以重金属在河口水域的污染比较严重。
图1 重金属进入海洋的途径
1.2 重金属的化学性质及其对环境的影响
重金属污染的特点是：来源广、残留时间长、能沿着食物链转移富集、污染后不易被察觉、难以恢复等。重金属离子在自然环境中不能被破坏，其毒性取决于其原子结构，它们在自然界中并不能完全被矿化为完全无毒的形式，它们的氧化态、溶解性因与其它不同无机元素或有机物的结合而不同。如汞在自然界以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在，有机汞的毒性比金属汞和无机汞要大[9]。
2 几种海洋生物对重金属的富集效应
重金属因其生物富集性而对海洋生态系统造成了极大威胁，因此重金属成为海洋污染检测研究的热点。下面重点介绍较敏感且研究较多的几类生物。 2.1 藻类
人们早在50年代就认识到藻类可以吸收富集水体中的金属。海洋中具有丰富的藻类资
第3期
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源，海藻不但是海洋初级生产的主要参与者，而且在海洋生态系统中扮演着非常重要的角色。迄今为止，已经有不少人做过藻类对重金属的吸附累积和排出实验。
2.1.1 藻类对重金属的吸附量研究
海藻对重金属的吸附量研究表明，不同的藻类对重金属的吸附能力不同，而且藻类对重金属的吸附具有选择性，参见表1[10]。
表1 部分藻类对重金属的吸附量
金属离子
海藻种类
门，属 褐藻门，墨角藻属蓝藻门，鞘颤藻属蓝藻门，鞘颤藻属
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吸附量/mg·g1（mmol/g）
vesiculosus As
Lyngbya taylorii
Lyngbya taylorii（磷酰化） Codium taylori
黑色巨藻（Lessonia flavicans） 海带（Laminaris japonica） 泡叶藻（Ascophyllum nodosum） Chlorella vulgaris
Au
Sargassum natans Spirulina platensis Ascophyllum nodosum
Cd
Ascophyllum nodosum 孔石莼（Ulva pertusa ） 巨大昆布（Ecklonia maxima） 黑色巨藻（Lessonia flavicans） 泡叶藻（Ascophyllum nodosum） 海黍子（Sargassum kjellmanum） 海带（Laminaris japonica） Lyngbya taylorii
Lyngbya taylorii（磷酰化） Chlorella vulgaris
Zn
Sargassum natans（甲醛交联） Lyngbya taylorii
Lyngbya taylorii（磷酰化） Cladophora crispate Chlorella vulgaris
nodosum Cu
Sargassum natans（甲醛交联） Ascophyllum nodosum（甲醛交联）海黍子（Sargassum kjellmanum）
220 ~ 370（1.06 ~ 1.79）
305（1.47） 638（3.08）
绿藻门，松藻属（1.81） 褐藻门，巨藻属（1.46） 褐藻门，海带属（1.33） 褐藻门，囊叶藻属绿藻门，小球藻属褐藻门，马尾藻属绿藻门，螺旋藻属褐藻门，囊叶藻属褐藻门，囊叶藻属
263（1.27） 97（0.47） 400（2.03） 71（0.31） 24（0.12） 215（1.91）
绿藻门，石莼属（1.22） 褐藻门，昆布属（1.15） 褐藻门，巨藻属（1.10） 褐藻门，囊叶藻属褐藻门，马尾藻属
116（1.03） 90（0.80）
褐藻门，海带属（0.80） 蓝藻门，鞘颤藻属蓝藻门，鞘颤藻属绿藻门，小球藻属褐藻门，马尾藻属
42（0.37） 283（2.52） 34（0.30） 89（1.36）
蓝藻门，鞘颤藻属（0.49） 蓝藻门，鞘颤藻属绿藻门，刚毛藻属
170（2.60） 31（0.47）
绿藻门，小球藻属（0.37） 褐藻门，囊叶藻属褐藻门，马尾藻属褐藻门，囊叶藻属褐藻门，马尾藻属
156（2.65） 117（1.84） 115（1.81） 95.3（1.50）
66
（上接表1）
Cu
广 州 化 学
黑色巨藻（Lessonia flavicans） 巨大昆布（Ecklonia maxima） 海带（Laminaris japonica） 泡叶藻（Ascophyllum nodosum） 海带（Laminaris japonica）
Ni
Focus vesiculosus Lyngbya taylorii
Lyngbya taylorii（磷酰化） Sargassum natans Chlorella vulgaris
褐藻门，巨藻属
80（1.26）
第31卷
褐藻门，昆布属（1.22） 褐藻门，海带属（1.22） 褐藻门，囊叶藻属
76（1.19）
褐藻门，海带属（1.10） 褐藻门，墨角藻属蓝藻门，鞘颤藻属蓝藻门，鞘颤藻属褐藻门，马尾藻属绿藻门，小球藻属
40（0.68） 38（0.65） 164（2.79） 22 ~ 44（0.38 ~ 0.75）
24（0.41）
注：为了区别国内外学者的研究，标有海藻中文名称的是国内研究的海藻种类。
在众多的海洋藻类中，一些大型海藻如褐藻具有的吸附量比其它藻类高出很多。尹平河等[11]在对9种大型海藻的研究结果中发现，它们对Cu 、Pb 、Cd 的吸附量在0.8 ~ 1.6 mmol/g 之间。Sar 等[12]对aeruginosa P的研究表明，它对Ni 、Cd 的吸附量分别为265 mg/g和137.6 mg/g，高于IRA 离子交换器（98 mg Ni/g，26.6 mg Cu/g）。王丕文等[18]建议采用褐藻作为重金属污染的指示生物。
2.1.2 藻类对重金属污染物的累积研究 海洋藻类对重金属的吸附和累积的研究具有重要意义，它可以揭示重金属在海洋生态食物链中的转移和潜在的放大。
研究表明，藻类对重金属污染物具有较强的累积效应（见表2）。
2.1.3 海藻对重金属的吸附机理研究 关于海藻对重金属的吸附机理的研究，目前国内开展得很少，仅限于少数藻类，如赵玲
等[19]对海洋赤潮生物原甲藻对重金属的富集机理的研究，如尹平河等[11]对海藻生物材料吸附废水中铅、铜和镉的研究；潘进芬[20]等对海洋微藻吸附重金属的机理研究。
生物体吸附重金属离子的过程如下：重金属离子在细胞表面通过络合或离子交换进行富集；细胞内富集或扩散。其中细胞表面的吸附和络合对死活生物体都存在，关于这个观点，有人认为只有对活的生物体才有此过程（依赖于生物体的新陈代谢过程）；而另有人认为其不依赖生物体的新陈代谢过程，因为藻类细胞壁主要是由多糖，蛋白质和脂类等物质构成的网状结构，带有一定的负电荷[21]。
经过对藻类细胞壁的研究发现，藻类细胞壁的多糖所提供的官能团对重金属有较强的络合能力，其中又以羧基的络合为主，当把细胞中的羧基脂化后，它们对Cu 2+ 和Al 3+ 的吸附能力显著下降[22]。当水环境中重金属浓度过高就会对海藻产生毒害作用，并抑致海藻的生长。关于重金属对海藻的毒性效应研究，有李坤等[23]关于Cu 2+、Cd 2+、Zn 2+ 对两种单胞藻
表2 几种藻类对重金属污染物的累积研究
海洋生物
三角褐指藻
角毛藻Chaetocerossp
污染物 Hg [13], 203 Hg [14]Hg [13] Cu, Zn[16]
60
phaeodactylumtricornutum Cd[15] 叉边金藻Dicrateriasp 小球藻Chlorellasp
Co, 137Cs [17]
第3期
贺亮, 等：海洋环境中的重金属及其对海洋生物的影响
[24]
＋
67
的毒害作用的研究；张首临等角褐指藻生长的研究等。 2.2 鱼类
2.2.1 鱼体内重金属的来源
对4种重金属离子（Zn 2、Cd 2+、Pb 2+、Cu 2+）影响海洋三
鉴于海洋生态系统的复杂性和海洋鱼类的多样性，本文将鱼体内重金属的来源途径简单分为以下几种：（1）来自海水中的重金属离子通过鱼鳃的呼吸作用使其进入到鱼体内并富集在鱼体内的不同部位。（2）来自海洋藻类所富集的重金属（主要是以藻类为食物的鱼类）。（3）通过复杂的食物链迁移和富集到其它鱼体内。
2.2.2 鱼体内重金属的累积研究
关于重金属在鱼体内的积累研究方面，国际上进行了大量的研究工作。重金属在多种海洋鱼体内均有积累现象，不同组织器官中的积累量是不均衡的，一般来说，在肌肉组织中的含量较低。如马桂云[25]研究了不同的重金属在鱼体内的不同器官和部位累积的量有所不同。这对研究海洋重金属污染提供一种重要的信息。
根据联合国环境规划署对全球Hg 的评估，世界上很多淡水鱼和海鱼体内甲基汞的含量很高，含量最高的是肉食性鱼及食鱼动物体内。对不同地域研究显示，由于食用了受污染的鱼，很多人遭到甲基汞的危害。由于甲基汞具有较强的脂溶性，而鱼富于脂肪，故甲基汞能被鱼吸收并蓄积起来，而汞的转化和排出又很缓慢，因而能长期保存在鱼体内，使鱼体内甲基汞的浓度随年龄和体重的增加而增大[9]。Paulami 等[26]研究了Cu 、Zn 、Cd 、Pb 和Cr 在尼罗罗非鱼在肌肉、鱼卵、肾脏、肝脏和鱼鳃等中的积累。鱼体内重金属积累量达到一定程度，使鱼类的主要器官发生病变，其致毒机理尚在研究中。
2.3 贝类
软体动物特别是贝类容易在体内累积各种污染物，如毛蚶暴露于Cu ，Pb ，Ni 和Cr 中，在前20 ~ 30天的累积速率很高。这些重金属在毛蚶体内含量分布高低的顺序为：腮、外套膜、闭壳肌、内脏、肌肉。因为毛蚶沿海分布广，易采集，生命周期长，活动范围小，对重金属累积能力较强，吴玉霖等[27-28]建议将毛蚶作为中国沿海重金属污染检测的一种有效的指示生物。王静凤[8]的研究表明，重金属在海洋贝类生物体内的积累与环境的影响因素（如温度、盐度及溶解氧等的变化）有关。
3 当前研究的弱点及今后研究趋势展望
迄今为止，有关海洋环境中重金属的研究基本上还局限于个体和种群水平，研究重点主要集中在于各种生物的积累和毒性研究上，关于重金属对于海洋生物群落及海洋生态系统水平上的影响研究几乎还没有开展。对于重金属进入海洋的过程，入海后的存在形态以及重金属在海洋中的富集、转移、沉积和降解的全过程还没有一个较为系统完整的研究。
根据目前的状况，笔者认为今后海洋重金属的研究将会围绕以下几个热点开展： （1）结合环境学、生物化学、海洋化学、生理学、细胞学、遗传学以及分子生物学，研究亚致死浓度下的重金属对海洋生物生活史及各种生理功能长期的影响。
（2）结合分子生物学以及分析化学对海洋生物体内重金属的存在形态进行研究。
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广 州 化 学
第31卷
（3）从海洋生物群落及海洋生态的水平出发，研究重金属污染对于海洋生态群落的种类组成、时空分布对于海洋生态系统的结构和功能的影响。
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69
Heavy Metals in Marine Environment and Their Effects on Marine Organisms
HE Liang， FAN Bi-wei
(Chengdu University of Technology，Chengdu ，Sichuan 610059，China)
Abstract ：The varied approaches of entering of heavy metals in marine environment and their
effect on marine organisms are summarized. The mechanism of concentration and absorption of heavy metal in several marine organisms is emphatically introduced. The status of pollution of heavy metal at present and the future development of the research about the pollution of heavy metal in marine are discussed.
Keywords ：heavy metal，marine organisms，mechanism of concentration
（上接第62页）
Preparation and Prospect of Calcium Carbonate Whisker as Filler
HU Ke-wei， LI Dong-sheng ， ZHONG Hui
( College of Materials and Chemistry & Chemical Engineering，Chengdu University of Technology，
Chengdu 610059，Sichuan ，China )
Abstract ：The current methods of preparation for calcium carbonate whiskers，such as carbonation，replacement reaction，urea hydrolysis，thermal decomposition of Ca(HCO3) 2 and supergravity reaction-crystallization are analyzed and reviewed in the paper. According to the author´s research results ，the defects and disadvantages appeared in current researches are pointed out. By using the improved technology，the concentrations of reactors could be elevated greatly，and calcium carbonate whiskers with high quality，long lengths，thin diameters could be synthesized. In addition，the applications of calcium carbonate whisker in plastics，et al，are introduced in the article. Keywords ：calcium carbonate，whisker ，filler