东北地中海海域头足类动物中微塑料存在情况的调查

时间：2026年1月29日

来源：Estuarine, Coastal and Shelf Science

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本研究首次在土耳其东北地中海İskenderun Bay的Loligo vulgaris和Sepia officinalis中检测到微塑料（MP）在胃肠道和鳃中的分布。结果显示，MP检出率达81.6%，平均个体含2.1±1.8个MP，胃肠道和鳃中浓度分别为1.5±1.7和2.5±3.8个/g湿重。主要MP类型为聚乙烯（34%）和聚丙烯（25%），纤维状且蓝色，尺寸小于1毫米。该研究为评估MP对头足类及其通过食物链影响人类健康提供了基础数据，并强调了进一步研究生态和生物因素在MP摄入中的作用。

Ece KILIÇ|Önder DUYSAK|Erkan UĞURLU|Nebil YÜCEL

土耳其哈塔伊省伊斯肯德伦技术大学，海洋科学与技术学院，水资源管理与组织系

摘要

微塑料（MP）污染已成为海洋生态系统面临的持续环境问题。由于通过食物链的关联，微塑料摄入带来的毒性风险对海洋生物和人类健康都构成了重要威胁。迄今为止，大多数研究都集中在商业鱼类物种中的微塑料含量上，而忽略了商业头足类动物。为填补这一空白，本研究首次调查了东北地中海地区重要商业头足类动物Loligo vulgaris和Sepia officinalis体内微塑料的存在和分布情况。在检测的样本中，超过80%含有微塑料。平均每只个体的微塑料含量为2.1±1.8个，每克湿重（ww）的胃肠道（GIT）中为1.5±1.7个，每克湿重的鳃中为1.6±1.4个。分离出的微塑料主要特征为纤维状、蓝色，尺寸小于1毫米。聚合物类型包括聚乙烯（34%）、聚丙烯（25%）、高密度聚乙烯（17%）、聚苯乙烯（13%）和聚氯乙烯（11%）。小尺寸微塑料的存在可能使其更容易转移到可食用组织（如外套膜）中。虽然本研究未直接测量这一过程，但相关文献支持这一观点，值得进一步研究其健康风险。本研究提供了头足类动物中微塑料污染水平的基线数据，为未来的缓解策略和立法提供参考。

引言

随着对塑料需求的增加及其废弃物的不当管理（例如低回收率），塑料废物进入海洋环境并分解成微塑料（MP）。由于其普遍性和持久性，微塑料已成为日益严重的污染问题。它们在海洋环境中的广泛分布和高浓度增加了生物体摄入微塑料的可能性，从而可能对其产生不利影响。根据《海洋战略框架指令》（MSFD），全球目标是将海洋动物摄入的垃圾和微塑料量控制在不会对相关物种健康产生负面影响的水平（欧盟委员会2010年）。尽管MSFD促进了针对海洋动物的研究，但这些研究主要集中在脊椎动物（硬骨鱼类）和双壳类软体动物上。尽管近期有关头足类动物微塑料摄入率的研究较少，但考虑到它们的高繁殖率和捕食性，它们在不同营养级之间起着关键作用（De La Chesnais等人2019年）。头足类动物在海洋食物网中的营养和能量流动中具有重要作用（Freitas等人2023年）。此外，十多种重要的商业头足类动物占全球海产品产量的2.5%（Ospina-Alvarez等人2022年）和全球捕捞量的5%（FAO 2021年）。由于营养价值和美味口感，它们在亚洲和欧洲国家是受欢迎的海产品，贸易价值高达数十亿美元（Ospina-Alvarez等人2022年）。

头足类动物是机会主义捕食者，主要以小型鱼类、甲壳类动物和软体动物为食（Mzaki等人2017年；Pinczon Du Sel等人2000年）。考虑到微塑料在营养级间的传递以及猎物生物对微塑料污染的敏感性，这对捕食者的潜在影响是一个需要解决的问题。尽管头足类动物具有生态重要性和商业价值，但评估微塑料与头足类动物之间关系的研究仍然有限。研究表明，聚苯乙烯（PS）暴露可能对Amphioctopus fangsiao的健康产生负面影响，如微生物群紊乱、组织病理损伤、代谢紊乱、氧化应激和肠道炎症（Zheng等人2022年）；急性纳米塑料暴露也会导致Sepia esculenta出现氧化应激（Liu等人2023年）；Zhang等人（2024年）发现微塑料暴露会影响Sepiella maindroni的孵化性能和微生物群落定植。

尽管实验研究证明了微塑料的潜在不良影响，但对于许多物种（如Loligo vulgaris和Sepia officinalis>）来说，其自然暴露剂量仍不清楚。这两种物种在欧洲和地中海国家是受欢迎的海产品。过去十年中，Loligo vulgaris的总捕捞量翻了一番，2023年达到704吨；S. officinalis的需求和捕捞量保持稳定，过去十年的平均捕捞量约为850吨（TSI 2025年）。此外，由于头足类动物在海洋食物网中的生态作用（Salman 2012年）、短寿命和高代谢率（Duysak和Dural 2015年；Onder Duysak等人2023年），它们曾被用作重金属等化学污染物的生物指示物。尽管关于头足类动物作为微塑料研究生物指示物的知识有限，但这些物种符合有效生物监测候选者的关键标准。选择合适的物种需考虑多个参数，包括广泛的地理分布、哨兵行为、丰度、活动性、商业价值以及在食物网中的位置（Bray等人2019年；Fossi等人2018年；C. Zhang等人2020年）。头足类动物具有独特的生理和生态特征，使其成为微塑料生物监测的理想候选者：首先，它们对氧气的需求较高，需要大量水流进入外套膜腔，可能导致微塑料在其鳃（栉水母）结构中滞留（Øresland和Oxby 2021年）；其次，作为高营养级的机会主义食肉动物，它们对于评估微塑料在海洋食物网中的传递至关重要（Duysak和Dural 2015年；Onder Duysak等人2023年）；最后，它们的商业价值为通过海产品消费监测人类健康暴露风险提供了依据。地中海是一个半封闭的水域，沿海地区城市化程度高，接收多种淡水输入和废水排放，导致该地区微塑料浓度升高（Suaria等人2016年）。在所有海域中，伊斯肯德伦湾被认为是塑料垃圾最多的热点区域（Liubartseva等人2018年）。因此，本研究旨在调查东北地中海地区Loligo vulgaris和Sepia officinalis>体内微塑料的存在和分布情况，包括量化微塑料的数量、分析其特性（形状、颜色、大小和聚合物类型），并确定其在这些器官中的分布。据我们所知，这是首次在东北地中海地区的头足类动物中研究微塑料存在的尝试，也是首次报道L. vulgaris中的微塑料情况。

研究区域和采样

伊斯肯德伦湾位于东北地中海。该地区沿海地区高度城市化和工业化，导致许多污染问题，包括微塑料污染。此外，废水排放、农业活动产生的地表径流、海上运输和港口活动以及废物处理不足也是主要的人为污染源（Yılmaz等人2022年）。河流影响和主要洋流动态也加剧了污染问题。

结果

尽管采取了严格的污染控制措施，但在20个空白培养皿中仍观察到4个纤维颗粒，平均每个空白培养皿含有0.20±0.41个微塑料，这证明了研究结果的可靠性。考虑到详细的污染预防措施，空白培养皿中的纤维污染可归因于空气传播。这与样本分析过程中可能发生的污染情况相符。

讨论

《海洋战略框架指令》（MSFD）旨在实现微塑料污染方面的生态良好状态，从而加速了评估海洋生物中微塑料存在的学术研究（欧盟委员会2010年）。大多数研究集中在商业鱼类物种上，而头足类动物相对被忽视。因此，本研究首次报道了重要商业头足类物种Loligo vulgaris中的微塑料存在情况。

结论

本研究首次报告了东北地中海地区重要商业头足类动物中的微塑料存在情况。S. officinalis和L. vulgaris>中的微塑料含量均较高，凸显了这些物种的潜在毒性风险。从头足类动物体内分离出的微塑料与其在研究区域的分布一致，也与主要的人为污染活动相符。结果证实，微塑料的摄入、附着及其对生物体的影响值得进一步关注。

资助

作者声明在撰写本文过程中未接受任何资金、资助或其他形式的支持。

作者贡献声明

Önder DUYSAK：撰写 – 审稿与编辑、调查、数据分析。Erkan UĞURLU：撰写 – 审稿与编辑、可视化、方法学、调查、数据分析。Nebil YÜCEL：撰写 – 审稿与编辑、方法学、调查。ECE KILIÇ：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学、调查、数据分析、概念化