近年來,各地時有報道稱某地魚塘、河流等水域中出現大批死魚的現象,而其中很多“死魚事件”被查出是當地廠礦企業將生產中產生的廢水未經處理就排入水域中,導致大批魚類中毒死亡。而在就在8月20日,備受各界關注的天津8·12特別重大爆炸事故現場南方約6公里處的海河閘口處,就發生了這樣一起大批魚類死亡的現象。由于在8·12事故中存在劇毒氰化物的泄露,因此這次“死魚事件”引起了人們的普遍關切。而某國際環保組織在對事發水域進行測量后,稱檢測出“氰化物”,該消息在網上傳播后也引起了不小的議論和恐慌。

那么,為什么魚類會突然大批量的死亡?魚類的大量死亡一定是有毒污染物中毒引起的嗎?天津的這次死魚事件,究竟是否是氰化物泄露所致呢?這里就剖析一些造成魚類大量死亡的成因,并淺析天津港死魚事件的可能原因。
魚兒的N種死法
事實上,除了有毒污染物對魚體造成直接傷害而死亡外,還有相當多的環境因子的異常可以造成魚類的群體性死亡。其中較為主要的原因包括水體缺氧、水體富營養化、環境滲透壓改變等。
缺氧
總所周知,幾乎所有的魚類是通過鰓部的鰓絲,獲取溶解在水中的氧氣來維持生命活動。然而,水對于氧氣的溶解度是有限的,標準狀態下,一升純水只能溶解約9mg的氧氣。而在自然界中,由于水體擾動、溶質的存在及水生植物的光合作用,這一數值最高可達約15mg/L,但即使是這樣,水中的氧氣也相比空氣稀薄的多。這就意味著水中溶解的氧氣量(即溶氧量,DO),是魚類生存的重要環境因子。
對于不在山溪等激流地區生活的魚類來說,DO值在5mg/L左右的水平,就可以維持其正常的生理活動所需。而當DO低于這一水平后,魚類就會由于氧攝入不足而產生異常的生理活動,最為典型的就是游至接近水面處,將嘴伸出水面直接呼吸空氣,這就是所謂的“浮頭”。而若DO進一步下降,魚類就可能會因缺氧而窒息死亡。通過對20種海魚浮頭和致死時DO值測定表明,對于海水魚來說,當DO小于1.6mg/L時就可引起多數海魚浮頭,而當DO小于0.8mg/L時,則會導致大多數魚類死亡。

由于水體DO下降通常是整體性的,因此水體的缺氧往往會造成整個水域中魚類的大量死亡。水體缺氧可由多種因素引起:例如高溫和低氣壓會降低氧氣在水中的溶解度,因此在夏季和陰雨時就容易造成水體缺氧,在魚體密度大的水域如魚塘、封閉的池塘、小水庫等,若不注意及時充氧,很容易造成大量死亡,即所謂的“翻塘”。此外,如果水中出現能夠大量消耗氧氣的污染物,盡管污染物可能并不直接毒害魚體,但也可引起魚類死亡。對于后者,最為典型的就是水體富營養化。
富營養化
當水體中出現過多的氮、磷等元素時,水體就會富營養化。最為顯著的特點就是水中的藻類及好氧性微生物極大繁殖,使得水體覆蓋了厚厚的藻類層。
通常,水中的藻類是能夠增加溶氧量的。然而,當藻類在水中密度過高時,在夜間由于不能進行光合作用,但依然要進行呼吸作用,由此會大量消耗水中氧氣,造成水體晝夜溶氧量的劇烈波動,因此在容易在夜間造成魚窒息。同時,死亡的藻體也使得大量好氧性細菌的活動加劇,進一步降低氧氣含量,造成魚類大批窒息死亡。

同時,如果繁殖的藻類是原核的藍藻類,那么情況更為惡劣:藍藻在生長過程中會分泌多種藍藻毒素(如淡水藍藻會分泌微囊藻毒素,而海水藍藻則會分泌貝毒素、河豚毒素等),都會對水體內魚類等其他生物造成毒害,造成大批死亡。
滲透環境改變
如果說缺氧和富營養化是魚群的“常規死法”,那么滲透環境改變就是一種“另類死法”。這種死法通常和特殊的水文環境聯系在一起。
所有生物體都需要維持體內水鹽的平衡,魚類也不例外,然而海水和淡水,卻有著十分巨大的鹽度差異——海水超過30‰的鹽度,遠大于生物體液的濃度。因此在海水中,魚類(這里指硬骨魚)要用盡一切辦法確保體內的水不會因為滲透作用而過多失去,而淡水中的魚則要設法排出過多的進入身體內的水。這就決定了海水魚和淡水魚生理結構,尤其是泌尿系統結構的差異。因此,每一種魚,都有其適應的鹽度范圍。如果短時期內鹽度發生較大幅度的改變,超出了其所能適應的范圍,那么就會由于體內水鹽平衡被打破而死亡。

通常情況下,某一地區水域的鹽度是一定的,或由于潮汐的變化而有規律的變化,魚類能適應這種變化,從而規避滲透環境改變帶來的風險。然而人類修建的海堤、海壩以及水閘等設施,則會打破這一規律,造成這些設施控制范圍內的水域發生鹽度的劇烈變化,如果此時有大量魚類聚集,那么就難免發生“群死”現象。
天津港死魚淺析
那么在了解了以上信息后,我們可以來淺析一下天津的這次死魚事件的原因可能是什么。
由現場圖片可知,死魚事件發生的地點位于海河大橋與海河閘之間的水域。這片水域上游為海河干流,而下游由海河閘與海河入海口相連。這段水域和爆炸事件毗鄰的天津港水域間的直接連接,僅有一條天津港船閘。其他水體需要繞行到渤海海域才能相互連通。然而由于船閘密封性好,水道狹窄,因此對兩片水域水體交換貢獻不大。

由于上游河段二道閘的修建,將海河隔斷為兩個部分:二道閘上游為純淡水河段,而二道閘以下直到入海口,由于受潮汐和不定期放水的二道閘影響,成為了鹽度變化較大的半咸水水域。這次死魚事件中死亡的主要為斑鰶,為一種能夠適應半咸水生活的海水魚,并且有集群行為,因此可以通過海河閘開閘時段,集群溯河進入海河的半咸水水域覓食,這符合斑鰶的活動特點。
8月18日至8月19日期間,北京-天津一帶普遍發生降水過程,具有防汛功能的二道閘提閘放水,大量雨水進入下游河道,開始稀釋該水域內的河水,斑鰶也開始向河口遷移,但由于海河閘的阻擋,部分魚群被困于海河大橋與海河閘之間的水域。當鹽度進一步被稀釋時,魚體由于水鹽失衡而死亡。
對于官方報道的“斑鰶缺氧死亡”的說法,筆者認為這并非是最為主要的因素。因為根據統計,這段水域8月期間溶氧量平均約在3-4mg/L水平,雖然低于國家海水水質標準,但仍不足以導致斑鰶的死亡。此外當天氣溫并不高,而且有一定上游來水,因此水中溶氧并不會過低。報道中測得的0.3mg/L的致死DO值,應是斑鰶大量死亡后消耗水體溶氧的結果。
那么,這些斑鰶的死亡和某環保組織檢測出的氰化物有關嗎?首先前面已經說過,兩片水體難以交換,氰化物從爆炸地區難以通過水體交換進入死魚水域。其次,19日對天津港港池內的檢測表明,氰化物濃度最高為0.00105mg/L,遠低于某環保組織的測量值。再次,由于降雨,水流方向為向下游流動,位于下游的可能受污染海水很難逆向流入海河中,大量的淡水也會起到強烈的稀釋作用。如果該組織測到的氰化物存在及濃度屬實,有更大可能為上游企業排放污水中所含有的。此外更為重要的是,對于魚類來說,水體氰化物的96小時半數致死量多在0.2mg/L以上, 0.02mg/L的氰化物濃度并不會導致魚類的大量死亡。死魚水域依然存活的絨螯蟹和大量蝦虎魚亦能表明水體并不具有導致水生生物死亡的毒性。

綜上,這次天津港死魚事件,主因應是上游降水導致的水體鹽度下降。缺氧是魚體死亡后發生的現象,雖然進一步加速了大量魚的死亡,但應被視作死魚的輔助性因素。此外,海河水體的污染程度高也可能是另外一個輔助因素。而死魚事件與爆炸導致的氰化物污染,從目前所掌握的各方信息來看,無論從環境條件、水文條件還是毒理學角度,都并無關系。
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