第一作者：韩民伟
通讯作者：张瑞杰，余克服
通讯单位：广西大学海洋学院
论文DOI：10./j.jhazmat..
图文摘要
成果简介
近日，广西大学海洋学院余克服教授团队在环境领域专业期刊JournalofHazardousMaterials上发表了题为“Polycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)incoralsoftheSouthChinaSea:Occurrence,distribution,bioaccumulation,andconsiderableroleofcoralmucus”的研究论文，该论文以我国南海不同海域的造礁石珊瑚为研究对象，首次对南海从近岸（广西涠洲岛、深圳大亚湾、三亚鹿回头）到远海（西沙群岛和南沙群岛）多个礁区造礁石珊瑚中PAHs的污染特征进行了对比研究。
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珊瑚礁因气候变化和水质恶化等而快速退化。本研究以我国南海不同海域的造礁石珊瑚为研究对象，首次对南海近岸（广西涠洲岛、深圳大亚湾、三亚鹿回头）和远海（西沙群岛和南沙群岛）多个礁区造礁石珊瑚中的多环芳烃（PAHs）的污染特征进行了对比研究。结果表明，美国环保局优先考虑的15种PAHs（不包括萘）的总含量（∑15PAHs）在近岸珊瑚组织中明显高于远海，分别可达±和71±ngg-1dw,与对应水体的污染分布特征一致（近岸±96ngL-1远海54±9ngL-1）。对于不同珊瑚种，其浓度水平呈现出块状珊瑚叶状珊瑚枝状珊瑚的特征。研究还首次对珊瑚黏液中PAHs进行了提取和测量，结果发现，珊瑚黏液中∑15PAHs比珊瑚组织高出1-2个数量级，平均高达±ngg-1dw。珊瑚黏液富集的PAHs总量可以达到整个珊瑚富集PAHs总量的约29%。珊瑚黏液对PAHs的富集有助于减轻珊瑚组织对PAHs的积累，即珊瑚黏液可作为保护层，防止环境海水中的PAHs和其他*素通过生物富集威胁珊瑚的健康生长。引言珊瑚礁是一种重要的海洋生态系统，具有极高的生物多样性和初级生产力，珊瑚礁星罗棋布于整个南海。在全球气候变暖、海洋酸化和人类活动的影响下，南海的珊瑚礁已经严重退化，其中人类排放到环境中的化学物质是珊瑚礁生态系统的威胁之一。PAHs是环境中普遍存在的一种高致癌、致畸、致突变的有机污染物，对珊瑚的生长有潜在的影响。造礁石珊瑚是由碳酸钙骨架和分泌黏液的软组织共同组成的一种海洋无脊椎动物。其黏液层连接珊瑚上皮和海水，不仅可帮助异养性摄食和清除沉积物，同时作为屏障抵御各种环境压力。已有研究表明，PAHs在珊瑚及其周围海水中广泛存在，而且荧蒽(PAHs的一种)对珊瑚（多孔）具有光致*性。但关于珊瑚中PAHs的研究主要集中在珊瑚组织上，其组织中报告的浓度实际可能为黏液和组织中的PAHs的累计值。此外，缺乏对远海珊瑚礁区PAHs污染特征以及珊瑚黏液在珊瑚富集PAHs过程中所可能发挥的作用的相关研究。因此，本文尝试分离了珊瑚的组织和黏液，并就PAHs在珊瑚物种和珊瑚成分（如组织和黏液）之间的浓度和生物累积潜力展开研究。
图文导读
图1南海珊瑚礁区表层水（左）和珊瑚（右）中PAHs的分布。三个近岸珊瑚礁区采样点包括包括大亚湾（DY）、涠洲岛（WZ）和三亚鹿回头（SY）。两个远海珊瑚礁区包括西沙群岛和南沙群岛。西沙群岛采样点包括永兴岛（YX）和浪花礁（LH）。南沙群岛采样点包括三角礁（SJ）、仙娥礁（XE）和信义礁（XY）。
图2南海海水和珊瑚组织中PAHs的含量和组成。饼图的大小和饼下的数据代表平均∑15PAHs。
近岸海水中∑15PAHs（均值：±69.7ngL?1；范围：57.7–ngL?1））几乎是远海中的三倍（均值：53.7±11.5ngL?1；范围：46.4–67.0ngL?1）（t-检验，p=0.）。不同PAHs的相对丰度在两个海区相似，以3环PAHs为主。近岸珊瑚组织中单个PAHs的检出率和浓度（49%-96%和nd-ngg-1dw）普遍高于远海珊瑚组织（0-56%和nd-ngg-1dw）。近岸珊瑚组织中Σ15PAHs(均值：±ngg-1dw；范围：5.5-ngg-1dw)明显高于远海珊瑚组织（平均:70.5±ngg-1dw；范围：0.65-ngg-1dw）（非参数检验，p=0.）。此外，南沙群岛珊瑚组织中Σ15PAHs（均值:.8±.7ngg-1dw）明显高于西沙群岛（均值
.85±14.72ngg-1dw）（非参数检验，p=0.）。这可能是由于南沙群岛受西南季风的影响比西沙群岛更大，季风将包括PAHs在内的大量污染物带入该区域的缘故。同一种珊瑚组织中∑15PAHs在近岸明显高于远海（对蜂巢珊瑚科，非参数检验，p=0.；对鹿角珊瑚科，t-检验，p=0.）。尽管在近岸（77%）和远海（51%）礁区珊瑚组织中∑15PAHs以3环PAHs为主，但珊瑚组织中仍然检出了相当量的水体中未曾检出的5环和6环PAHs，说明珊瑚能够从水中富集相对分子量较高的PAHs。
不同种类的珊瑚中Σ15PAHs不同，近岸和远海不同种类的珊瑚受到不同程度的PAHs污染。表面积较大的珊瑚可能更容易积累PAHs（块状珊瑚叶状珊瑚枝状珊瑚）。不同环境中生长的珊瑚也可能导致不同物种间PAHs的含量差异。
图3（左）水冲洗珊瑚组织（fflushedbyWaterpiktissue）对整个珊瑚组织中∑15PAHs总含量和珊瑚组织总质量的贡献；（右）珊瑚中PAHs的组织-黏液分布，fmucus是珊瑚黏液中PAHs的平均质量分数。
图4珊瑚样本N12中，用水冲洗的珊瑚组织和用镊子摘取珊瑚组织的照片。图A中红色圆圈中的颗粒是虫*藻。
对部分蜂巢珊瑚而言，水冲之后仍有部分组织留在骨骼表面而需要用镊子取下。我们对这两部分组织进行了比较。被水冲洗的组织分别占近岸和远海海珊瑚组织总重量的66%和79%，他们中Σ15PAHs的平均浓度（均值：±36ngg-1dw）显著高于镊子取下的组织（均值：24±64ngg-1dw）。这可能主要是水冲下的组织中相对较高的虫*藻含量引起的，已有研究发现虫*藻中PAHs的浓度很高。珊瑚黏液和组织中均检测到15种PAHs。对于珊瑚黏液，5环和6环PAHs的检出率（30%-78%）高于3环PAHs（39%-52%），这可能是由于分子量较高的PAHs更容易吸附在颗粒上，进而被珊瑚黏液从水中吸附。珊瑚黏液中的Σ15PAHs（均值：±nggg-1dw）远高于珊瑚组织（±43.3nggg-1dw）（非参数检验，p=0.），黏液的质量不到组织质量的10%，但珊瑚黏液中平均∑15PAHs占整个珊瑚中的29%。说明珊瑚黏液在珊瑚对PAHs的积累中起着相当大的作用。
图5近岸及远海地区的63个珊瑚组织样本中PAHs的BAFs(A)和23个近岸珊瑚组织及整个珊瑚样本中多环芳烃的BAFs(B)。
本文还分析了珊瑚及其组织中PAHs的生物富集特征，七种PAHs（CHR、BaA、BbF、BkF、BaP、Ind和BghiP）在一些珊瑚组织中具有生物累积性（BAFs5）。就整个珊瑚(组织+黏液)来看，八种PAHs（ACEY、ANTH、PYR、FLUA、CHR、BaA、BbF和Ind）在一些珊瑚中具有生物累积性。珊瑚黏液可能在珊瑚样品中PAHs的生物累积中起重要作用。珊瑚黏液能自行积累大量PAHs，从而减轻其在组织中的积累。换言之，珊瑚黏液可以起到保护层的作用，防止环境海水中的PAHs和其他*素通过生物累积来威胁珊瑚的健康生长。PAHs是一种高脂溶性的化合物，其辛醇-水分配系数（KOW）和生物富集系数（BAFs）之间通常存在相关性，本研究观察到3-4环PAHs的KOW对数值和BAFs的对数值之间存在正相关（63个珊瑚组织中r2=0.67，p0.01；23种珊瑚中r2=0.69，p0.01），5环和6环PAHs的BAFs的对数值随其Kow的对数值增加而降低，并低于少数4环PAHs。这主要是因为使用方法检出限（MDLs）作为环境海水中5-环和6-环PAHs的浓度计算BAFs值远低于实际值。这些较重的PAHs在海水中的浓度可能比在海水中的MDL要低得多。
图6珊瑚中PAHs的BAFs对数值与其KOW对数值的关系。根据图中给出的回归方程，预测了5/6环PAHs的BAFs的对数值。
小结
本研究以我国南海不同海域的造礁石珊瑚为研究对象，首次从近岸到远海对南海多个珊瑚礁区造礁石珊瑚中PAHs的污染特征进行了对比研究，并对珊瑚黏液中PAHs进行了提取和量化。主要结论如下：
（1）PAHs不仅广泛存在于中国南海近岸珊瑚，而且存在于远海珊瑚中。（2）近岸珊瑚中PAHs的浓度总体高于远海珊瑚。（3）约29%的∑15PAHs积累在珊瑚的黏液中。（4）珊瑚黏液在珊瑚对PAHs的生物累积中起着重要作用，并可能降低珊瑚组织对PAHs的吸收。
作者简介
第一作者：
韩民伟，本科毕业于广东海洋大学，现为广西大学海洋学院学院级直博生，导师为余克服教授，研究方向为南海珊瑚礁区持久性有机污染物的环境效应与环境命运。硕士期间以第一和第二作者在JournalofHazardousMaterials、EnvironmentInternational等专业期刊发表SCI论文2篇。联系邮箱：st.gxu.edu.cn
通讯作者：
张瑞杰，博士，广西大学海洋学院副教授，硕士生导师。研究方向为有机污染物的海洋环境地球化学和生物化学，研究区域主要为珊瑚礁生态系统、海岸带和海产养殖系统。主持和参与国家自然科学基金，广西创新驱动发展科技重大专项等课题。发表学术论文50余篇，其中以第一作者或通讯作者发表SCI论文近20篇。联系邮箱：rjzhanggxu.edu.cn余克服：博士，广西大学海洋学院教授（二级），博士生导师。国家杰出青年基金获得者，“长江学者”特聘教授。主要从事南海珊瑚礁地质、生态与环境研究。主持国家自然科学基金重点项目、国家重大科学研究计划项目等多项，发表学术论文多篇。联系邮箱：kefuyuscsio.ac.cn
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