印度尼西亚血蛤(Anadara granosa)体内的微塑料生物累积:体型、栖息地以及人类饮食风险评估的影响

时间:2026年5月17日
来源:Environmental Chemistry and Ecotoxicology

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**Teuku Haris Iqbal | Sarah Yanda Zahra | Sofiyudin Maae | Ilham Zulfahmi | Said Ali Akbar | Ilham Fajri | Chaliluddin Makwiyah | Ahmad Fauz

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**Teuku Haris Iqbal | Sarah Yanda Zahra | Sofiyudin Maae | Ilham Zulfahmi | Said Ali Akbar | Ilham Fajri | Chaliluddin Makwiyah | Ahmad Fauzan Lubis | Sukree Hajisamae**
**印度尼西亚班达亚齐Syiah Kuala大学海洋与渔业学院渔业资源利用系**

**摘要**
微塑料(MPs)污染已成为一个严重的环境威胁,可能破坏沿海系统的生态功能。尽管如此,关于印度尼西亚A. granosa体内微塑料生物积累的综合性研究仍然严重不足,而印度尼西亚是全球海洋塑料污染的主要来源之一。填补这一知识空白对于评估这些双壳类动物对人类健康的潜在饮食风险至关重要。本研究旨在探讨A. granosa体内微塑料含量受体型和栖息地影响的变化情况,并评估其生态风险及人类可能的饮食暴露风险。共收集了150个样本,通过立体显微镜观察微塑料的典型形状和颜色,并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)确定其聚合物类型。统计分析(ANOVA、相关性和PCA)显示,微塑料的积累显著受到地理位置和生物体大小的影响(p < 0.05)。值得注意的是,大型个体的微塑料浓度几乎是小型个体的两倍,尤其是在<100 μm和200–1000 μm粒径范围内。位于西阿塞(WA)的工业区污染程度最高。PCA分析表明,碎片、灰色物质和<100 μm粒径的颗粒之间存在强相关性,其中聚乙烯(PE)是最主要的聚合物(占57.82%)。利用污染负荷指数(PLI)和聚合物危害指数(PHI)进行的风险评估将这些生物体分别归类为二级(高风险)和五级(最高风险)。此外,估计每年人类通过食用A. granosa摄入的微塑料颗粒数量在6240至46,800个/人/年之间。这些发现为评估微塑料的生态毒性影响提供了关键的基础数据,并强调了在印度尼西亚实施有效海洋保护和公共卫生策略的紧迫性。

**1. 引言**
塑料制品对现代社会不可或缺,但2022年其产量达到3.907亿吨,引发了全球性的废物危机[1]–[5]。大约90%的塑料制品为一次性使用,低效的回收处理导致超过70亿吨的废物堆积[4]。在环境中,较大碎片会通过生物和非生物作用分解成更小的颗粒,如道路灰尘[6]、汽车磨损产生的颗粒[8]以及洗涤过程中释放的合成纺织纤维[10]。这些颗粒根据大小被分为:巨塑料(>100 μm)、大塑料(20–100 μm)、中塑料(5–20 μm)、微塑料(MPs,1 μm–5 μm)和纳米塑料(1 nm–1 μm)[6]–[11]。这些颗粒现已普遍存在于淡水和海洋生态系统中[12]–[15]。
在印度尼西亚,这一问题尤为严重,因为该国由于废物管理基础设施不足,成为海洋塑料污染的主要来源[8]–[16]。该国每年产生680万吨塑料废物,其中近70%处理不当,估计有62万吨流入水生环境[17]。阿塞省的克鲁恩阿塞河(Krueng Aceh)等河流因工业排放和密集的人类活动而受到严重污染[8]–[17]。这些未经妥善处理的废弃物不断分解成微塑料,导致印度尼西亚水生生态系统普遍受到污染[18]–[19]。
微塑料在水柱中的分布取决于其密度:低密度聚合物如聚乙烯(PE)会浮在水面上[21],而高密度聚氯乙烯(PVC)则沉积在底部沉积物中[6]–[24]。除了物理存在外,微塑料还作为化学载体,吸附有害的疏水性物质、持久性有机污染物和重金属[25]–[27]。这些污染物以及病原微生物通过海洋生物的摄食进入食物链[28]–[30]。
双壳类动物是监测微塑料污染的理想生物指示物,因为它们具有固定栖息地、广泛的地理分布、滤食行为以及对环境压力的高耐受性[31]–[35]。作为非选择性食者,它们会在鳃、肝胰腺和消化道等组织中积累微塑料[36]–[39]。血蛤(Anadara granosa)是东南亚重要的海产品资源,通常栖息在易受海上运输、工业活动和河流排放等威胁的泥质潮间带[40]–[45],对沿海人类活动的负面影响极为敏感[19]–[46]。由于A. granosa是整只被食用的,因此积累的微塑料会直接进入人体,带来系统性炎症、内分泌紊乱和慢性化学暴露的风险[47]–[51]。分析微塑料的组成和相对丰度对于评估其生态毒性影响及对人类健康的潜在风险至关重要[52]。
虽然研究表明,某些大型双壳类动物(如Mytilus spp.、Perna viridis、Hiatella artica和Meretrix meretrix)由于暴露时间和代谢率较高,会摄入更多微塑料[53]–[57],但微塑料在生物体内的长期积累可能导致不良后果,因为它们被误食后会影响营养吸收[5]。关于A. granosa中微塑料污染的研究已在多个国家进行,如泰国[40]、越南[6]、马来西亚[3]、印度尼西亚[16]和中国[61],但迄今为止尚未有研究专门探讨微塑料特征与A. granosa体型之间的关系及其对人类健康的影响。
理解这一关系至关重要,因为A. granosa的固定栖息地使其能够有效积累周围环境中的污染物[3]–[62]。此外,研究微塑料与体型之间的关系有助于深入理解污染动态,这对评估食品安全和潜在的人类健康风险至关重要[63]。因此,本研究旨在评估A. granosa的体型和栖息地差异对其体内微塑料积累及其对沿海水域人类健康的影响。

**2. 材料与方法**
**2.1. 样本采集**
2025年8月至12月期间,在印度尼西亚阿塞省的五个不同泥质和沙质海岸区域共采集了30个A. granosa样本:班达亚齐(BA)、东阿塞(EA)、北阿塞(NA)、西阿塞(WA)和南阿塞(SA)。BA位于阿塞省最南端,面向安达曼海,周围是该地区人口密度最高的城市。NA和EA位于阿塞省北部,毗邻马六甲海峡。这些地区主要被红树林和渔港环绕,同时也有大型工业区。WA和SA位于南阿塞南部,主要面向印度洋。这些区域包括一个工业区(内有发电厂)和多个旅游景点(图1)。

**图1. 印度尼西亚阿塞省五个A. granosa采集地点的地图**,展示了班达亚齐(BA)、东阿塞(EA)、北阿塞(NA)、西阿塞(WA)和南阿塞(SA)的当地栖息地特征。这些地点既是野生A. granosa的栖息地,也是人工养殖的场所。然而,这些地点靠近居民区和工业设施(如WA的发电厂和NA的化肥厂),因此人类活动(尤其是塑料废物的直接排放)可能是导致这些水域微塑料浓度升高的原因。
这些研究区域具有不同的水文特征,由能量制度和地理因素决定:BA是一个高能量环境,受到安达曼海强烈潮汐作用的影响;克鲁恩阿塞河是城市塑料排放的主要通道,强大的潮汐流将颗粒迅速冲离海岸线。NA和EA的能量水平为中等到高;海峡的漏斗状地形产生平行于海岸的稳定水流。SA是一个高能量沿海区域,强烈的波浪作用和沿岸流导致强烈的垂直混合,阻碍了沉积物的形成。WA的潮汐流能量较低,海底地形较为平坦。这些条件加上河流和工业排放的影响,降低了水流能量,促进了颗粒的沉积和积累。
采样采用疏浚方法在低潮时进行。为防止外部污染并延长样本的冷冻时间,样本被放置在衬有铝箔的灭菌容器中,并用冰覆盖后运输至实验室进行进一步分析。本研究使用动物所需的伦理许可已获得印度尼西亚Syiah Kuala大学兽医学院伦理委员会的批准(参考编号:437/KEPH/IX/2025),确认所有方法符合动物研究的伦理标准。

**2.2. 样本制备**
采样前,用蒸馏水冲洗样本以去除外部杂质。使用数字卡尺测量A. granosa的壳长、壳宽和壳高,以及数字天平测量其总重量、肉重和壳重(精度为0.01 cm和0.01 g[53])。随后从壳中提取软组织(A. granosa的肉),并测定其湿重[3]。根据总长度将样本分为三个大小类别:小(2.09–2.58 cm,n = 47)、中(2.58–3.08 cm,n = 86)和大(3.08–3.57 cm,n = 17)。各地点的小、中、大样本数量分别为:BA(4、13和13)、EA(26、4和0)、NA(6、22和2)、WA(1、27和2)以及SA(10、20和0)。

**2.3. 实验质量保证与质量控制(QA/QC)**
为减少微塑料定量过程中的背景污染,实施了质量保证和质量控制(QA/QC)措施。所有操作在70%乙醇消毒的层流柜中进行,操作人员穿着100%棉质外套和丁腈手套。严格禁止使用塑料设备;玻璃器皿和不锈钢仪器用过滤后的蒸馏水冲洗并在400°C下烘烤4小时。所有实验液体在使用前均通过47 μm玻璃纤维过滤器(GF/F,孔径0.45 μm)进行真空过滤。为监测空气中的污染物和试剂引起的污染,每批样本同时处理三个不含生物组织的空白对照样本(n = 3),并在相同条件下操作。为严格监测空气中的污染物,在实验室各区域放置了大气沉降捕集器(250 mL烧杯,装有过滤后的蒸馏水)。这些捕集器在整个准备和提取过程中持续放置一周,确保实验室空气不会将外部微塑料带入样本中。空白对照的结果显示实验室空气中没有微塑料污染。

**2.4. 微塑料提取与消化**
消化过程包括将软组织切成小块并放入六角形玻璃瓶中。加入20 mL 10%氢氧化钾(KOH)溶液进行化学消化,因为KOH溶液能有效分解组织同时保持微塑料的完整性[3]。玻璃瓶用铝箔密封后放入干燥箱中48小时以促进有机物分解[58]。消化完成后进行密度分离,加入20 mL 30%氯化钠(NaCl)溶液以帮助微塑料浮选[64]。使用磁力搅拌器以140 rpm搅拌5分钟后静置24小时[53]。然后以7830 rpm离心15分钟分离微塑料和有机残留物[65]。上清液通过Whatman Grade 1滤纸(孔径11 μm)过滤[4]。滤纸放入培养皿中,用铝箔覆盖后在室温下干燥48小时[10],以便进一步分析。

**2.5. 视觉识别与特征分析**
使用双筒显微镜(Carl Zeiss Primostar)和Zeiss Zen 2.5软件对过滤纸上的微塑料进行观察和分类。根据丰度、形状、颜色和大小对微塑料进行计数和分类[43]。形状分为五类:颗粒、碎片、纤维、薄膜和泡沫[60]。但本研究中未发现颗粒和泡沫形态。颜色被分为七种基本类别:黑色、蓝色、红色、透明色、灰色、黄色和棕色[3] [6]。颗粒大小被分为五个范围:<100 μm、100 μm – 200 μm、200 μm – 500 μm、500 μm – 1000 μm 和 > 1000 μm [51]。2.6. 聚合物鉴定为了确保化学表征能够代表回收到的所有颗粒,采用了分层随机抽样方法。首先将颗粒按纤维、碎片和薄膜进行分类。从A. granosa中分离出的1230个潜在的微塑料颗粒中,随机选取了147个(占12%)进行分析,涵盖了所有五个位置和三个尺寸类别。建议至少分析10%的微塑料颗粒以确定其化学成分,以确保测量的准确性[6] [28]。通过分析超过10%的颗粒,我们超过了推荐的阈值,确保了对整个微塑料样本集的高度代表性表征。使用PerkinElmer Spectrum Two仪器在FST实验室(UIN Ar-Raniry,Darussalam)通过傅里叶变换红外(FTIR)结合衰减全反射(ATR)模式来验证聚合物的形状。对于透明和半透明的颗粒,采用了透射模式进行分析[66]。光谱范围设置为500–4000 cm−1,分辨率为2 cm−1,采集时间为3秒,每次测量进行16次共扫描[23]。通过自动匹配(匹配度>80%)记录得到的红外吸收光谱,并通过将样品峰与标准参考光谱进行比较来验证聚合物的形状[23]。2.7. 微塑料风险评估及人类摄入微塑料的风险为了评估A. granosa中摄入微塑料对生态和人类健康的潜在风险,采用了三个互补的指数和人类摄入模型[67] [69]。污染负荷指数(PLI)用于确定不同位置和尺寸类别的污染严重程度。首先计算浓度因子(CFi),即特定位置的微塑料浓度(Ci)与最低记录浓度(Ci)的比率。然后通过CFi值的n次方根得出PLI[3]:CFi=Ci。微塑料影响系数(CMPI)通过将形状丰度与总微塑料浓度相结合来考虑形状效应。影响程度被分为最低(0.0001–0.1)、平均(0.11–0.5)、最高(0.51–0.8)或极端(0.81–1.0)[63]。CMPI=MP形状×总微塑料浓度。聚合物危害指数(PHI)基于聚合物成分评估化学风险。这是通过将识别出的聚合物类型百分比(Pn)与其特定危害分数(Sn)相乘来计算的,遵循Lithner等人的框架[68]:PHI=∑PnxSn。通过欧洲食品安全局的指南估计了人类通过食用A. granosa摄入微塑料的风险[69]。每周推荐摄入量(IRW)定义为:40克(1岁),50克(2–6岁),200克(>6岁),以及300克(成人)。每周(WIMP)和每年(AIMP)的微塑料摄入量是通过将微塑料浓度(CMP)与这些数值相乘来计算的[19]:WIMP=CMP×IRW;AIMP=CMP×IRW×5。2.8. 统计分析进行了单因素方差分析(ANOVA),以评估A. granosa不同尺寸类别和位置之间微塑料的丰度、形状、颜色和大小的差异。在分析之前,使用Shapiro-Wilk检验评估数据的正态性,并检查方差的同质性。在检测到显著差异的情况下(p < 0.05),进行了Tukey事后检验。每个尺寸类别和位置的微塑料形状、颜色和比例以百分比表示,并使用彩色图表进行可视化。此外,还使用了皮尔逊相关性(Pearson correlation)来检查微塑料丰度与微塑料特征(形状、颜色、大小)以及A. granosa形态测量值之间的关系。最后,使用GrapPad Prism软件版本10.4.0进行了主成分分析(PCA),以表征A. granosa不同尺寸类别和位置之间微塑料的分布。所有统计和图形分析均使用GrapPad Prism软件完成。3. 结果3.1. A. granosa的一般特征A. granosa的最小和最大总长度在2.09至3.57厘米之间。描述性数据包括基于尺寸和位置的A. granosa的最小和最大长度以及平均值和标准差(SD),详细信息见补充材料。3.2. A. granosa不同尺寸类别和位置的微塑料丰度A. granosa中的微塑料丰度主要受体型大小的影响,中等大小的个体含有最多的微塑料(60.0%),其次是小型(23.50%)和大型(16.5%)尺寸类别(图2a)。从地理上看,微塑料的分布相对均匀,从WA地点的23.90%到NA地点的17.15%不等。在形态上,纤维和碎片是最主要的形状,尽管它们的比例有所波动(图2b)。纤维在大型(46.80%)和小型(51.2%)蛤蜊中最为丰富,也在EA和BA地点较多。相反,碎片在中型个体(52.98%)以及NA、SA和WA地点占主导地位。薄膜在所有变量中始终占最小比例(<14%)。下载:下载高分辨率图像(412KB)下载:下载全尺寸图像图2. A. granosa每个尺寸和位置上微塑料总数的百分比。(a)微塑料的百分比,(b)微塑料的形状(纤维、碎片和薄膜),(c)微塑料的大小(<100 μm、100–200 μm、200–500 μm、500–1000 μm 和 >1000 μm),(d)微塑料的颜色(黑色、蓝色、红色、透明色、灰色、黄色和棕色)。(关于此图例中颜色的解释,请参阅文章的网页版本。)关于微塑料的大小,观察到生物体大小与微塑料大小之间存在反比关系。最小的微塑料(<100 μm)在较大的生物体中积累更多,尤其是在中型(50.68%)和大型(56.16%)A. granosa类别中占主导。然而,小型A. granosa主要积累200–<500 μm范围内的微塑料。在大多数地点(BA、WA、NA),<100 μm微塑料类别最为普遍(>50%)。相反,最大的微塑料(>1000 μm)在所有地点和A. granosa尺寸中始终占最小比例(<9%)(图2c)。颜色分布总体上一致,主要由灰色(20.26%)、蓝色(17.01%)、棕色(16.33%)和黄色(15.16%)主导,而透明色和红色微塑料始终占最小比例(图2d)。3.3. 微塑料的丰度A. granosa中的微塑料积累显示出明显的尺寸依赖性趋势,平均颗粒数量随体型大小的增加而显著增加(p < 0.01)。微塑料的丰度从小型个体的6.15 ± 2.42个/个体增加到中型个体的8.58 ± 2.91个/个体,在大型个体中达到峰值11.94 ± 3.33个/个体(图3)。空间上,微塑料的积累量有中等差异,从NA地点的7.03 ± 3.13个/个体到WA地点的9.80 ± 4.08个/个体不等。BA(8.77 ± 2.60)、EA(7.77 ± 2.78)和SA(7.63 ± 3.13)的积累量处于中间水平。虽然WA的平均微塑料丰度显著高于NA(p < 0.05),但在其余地点之间没有观察到其他统计学上的显著差异(p > 0.05)。下载:下载高分辨率图像(141KB)下载:下载全尺寸图像图3. 收集到的A. granosa不同尺寸和位置的微塑料平均数量及其标准差(±SD)。S:小型,M:中型,L:大型,BA:班达亚齐,EA:东亚齐,NA:北亚齐,WA:西亚齐。在不同水平上显著的数据集:* p < 0.05,*** p < 0.001。3.4. 微塑料的形状、大小和颜色不同尺寸类别的A. granosa中特定微塑料形状的丰度存在显著差异(p < 0.01)(表1)。纤维和碎片在大型个体中最为丰富(分别为5.94 ± 1.73个/个体和5.18 ± 3.49个/个体)(p < 0.01),碎片从小型宿主到大型宿主呈现出一致的系统性增加。相反,薄膜在所有A. granosa尺寸类别中都是最不丰富的形状,没有显著差异(p > 0.05)。表1. 印度尼西亚亚齐省沿海水域不同尺寸的A. granosa中观察到的不同形状、大小和颜色的微塑料的平均数量及其标准差(±SD)。尺寸小型平均±SD中型平均±SD大型平均±SDDF值微塑料形状纤维3.29 ± 2.07a3.52 ± 1.70a5.94 ± 1.73b13.44***碎片2.33 ± 1.32a4.55 ± 2.46b5.18 ± 3.49b16.482***薄膜1.55 ± 0.67a2.03 ± 1.27a2.5 ± 1.2a2.604n.s微塑料大小<100 μm2.64 ± 1.39a4.68 ± 2.21b6.71 ± 2.08c24.363***100 - <200 μm2.11 ± 1.09a2.01 ± 1.18a1.59 ± 0.87a1.307n.s200 - <500 μm2.10 ± 1.27ab1.79 ± 1.04a2.63 ± 1.63b3.304***500 - <1000 μm1.03 ± 0.17a1.42 ± 0.77a1.45 ± 0.69b3.429***>1000 μm1.00 ± 0.00a1.00 ± 0.00a1.50 ± 0.71a0.382n.s微塑料颜色黑色1.34 ± 0.60a1.68 ± 1.07a3.00 ± 1.29b13.771***蓝色1.38 ± 0.79a1.77 ± 0.88a2.69 ± 1.21b11.13***红色1.00 ± 0.00a1.52 ± 0.87a2.50 ± 0.84b8.158***透明色1.26 ± 0.59a1.46 ± 0.67a2.22 ± 0.97b6.741***灰色1.83 ± 1.24a2.24 ± 1.19a2.55 ± 1.86a0.482n.s黄色1.48 ± 0.80a2.30 ± 1.81a1.44 ± 0.53a0.625n.s棕色1.70 ± 0.88a2.28 ± 1.33a1.85 ± 1.07a0.24n.s最后一列显示的是单因素方差分析的结果。SD:标准差,μm:微米。每行中带有不同上标的平均值具有显著性差异(p < 0.05)***,**显著水平(p < 0.01),n.s无显著性(p > 0.05)。空间上,微塑料的形状在所有地点之间存在显著差异(p < 0.01):EA和BA地点以纤维为主,而WA、SA和NA地点则以碎片为主。薄膜在所有地点中始终是最不常见的(表2)。表2. 印度尼西亚亚齐省沿海水域不同位置的A. granosa中观察到的不同形状、大小和颜色的微塑料的平均数量及其标准差(±SD)。地点BAMean ± SDEAMean ± SDNAMean ± SDWAMean ± SDSAMean ± SDDF值微塑料形状纤维4.28 ± 2.19b4.79 ± 2.08b2.74 ± 1.79a3.86 ± 1.58ab2.89 ± 1.52a6.283***碎片3.43 ± 1.52ab2.7 ± 1.68a4.1 ± 3.02ab5.13 ± 2.94b4.31 ± 2.65ab4.23***薄膜1.71 ± 0.64ab1.64 ± 0.81a1.4 ± 0.52a2.91 ± 1.58b2.09 ± 1.45ab3.64***微塑料大小<100 μm4.76 ± 2.23ab3.55 ± 1.84a4.08 ± 2.3ab5.59 ± 2.66b3.92 ± 2.23ab3.205***100 - <200 μm1.53 ± 0.86a2.35 ± 1.23b1.46 ± 0.74a2.37 ± 1.33b2.35 ± 1.06b5.413***200 - <500 μm1.82 ± 0.98ab2.6 ± 1.52b1.57 ± 1.12a2.35 ± 1.35ab1.58 ± 0.58a4.161***500 - <1000 μm1.16 ± 0.37a1.06 ± 0.24a1.5 ± 0.14a1.39 ± 0.61a1.32 ± 0.58a1.395n.s>1000 μm1 ± 0a1 ± 0a1 ± 0a1 ± 0a1n.s微塑料颜色黑色2.14 ± 0.94a1.45 ± 0.67a1.67 ± 1.35a2.13 ± 1.63a2.249n.s蓝色2.04 ± 1.06a1.61 ± 0.94a1.67 ± 0.97a1.76 ± 0.94a1.8 ± 1.06a0.678n.s红色2.09 ± 1.04a1.43 ± 0.79a1.33 ± 0.82a1.14 ± 0.38a1.29 ± 0.76a1.14 ± 0.38a1.29 ± 0.76a1.139n.s灰色1.77 ± 0.97ab2.37 ± 1.64ab1.7 ± 0.63a2.74 ± 1.45b2.286***黄色1.47 ± 0.80a2.30 ± 1.81a1.44 ± 0.53a0.625n.s棕色1.70 ± 0.88a2.28 ± 1.33a1.85 ± 1.07a0.24n.s最后一列显示的是单因素方差分析的结果。SD:标准差,μm:微米。每行中带有不同上标的平均值具有显著性差异(p < 0.05)***,**显著水平(p < 0.01),n.s无显著性(p > 0.05)。关于微塑料的大小,<100 μm的微塑料比例占主导地位,并且随着A. granosa大小的增加而显著增加,从小型(2.64 ± 1.39个/个体)到大型(6.71 ± 2.08个/个体)。大多数微塑料尺寸类别之间的微塑料丰度存在显著差异(p < 0.05),除了500–<1000 μm和>1000 μm类别(p > 0.05)。从地理上看,<100 μm类别在所有地点都占主导地位,尤其是在WA地点达到峰值(5.59 ± 2.66个/个体),而最大的微塑料(>500 μm)在所有地点中始终表现出最低的平均丰度(1个/个体)。空间差异在大多数微塑料尺寸中都非常显著(p < 0.01),除了两个最大的尺寸类别(>500 μm)(p > 0.05)。微塑料的颜色表明,大型A. granosa积累了几乎所有颜色的微塑料,尤其是黑色、蓝色和红色微塑料的数量最多。透明色微塑料在所有A. granosa尺寸类别中始终是最不丰富的。A. granosa尺寸类别之间的变化在统计上显著,特别是对于黑色、蓝色和黄色微塑料(p < 0.05)。在不同地点,灰色、黄色和棕色是最常观察到的颜色,尤其是在WA地点。然而,只有灰色和黄色微塑料在空间上有显著差异(p < 0.05)。3.5. 微塑料与A. granosa大小之间的关系相关性分析显示,微塑料的形态、大小、颜色和总体积累之间存在几个强烈的正相关(图4)。A. granosa中的总微塑料丰度与<100 μm尺寸类别(r = 0.80)和碎片(r = 0.74)的相关性最强,与灰色微塑料(r = 0.53)也有中等程度的正相关。此外,碎片与<100 μm尺寸类别(r = 0.68)和黄色微塑料(r = 0.66)也有很强的相关性。相反,纤维与薄膜(r = −0.22)以及纤维与黄色微塑料(r = −0.17)之间存在弱负相关。下载:下载高分辨率图像(274KB)下载:下载全尺寸图像图4. A. granosa的微塑料形状、大小和颜色的散点图矩阵。热图显示了不同微塑料参数之间的统计相关系数(r)。右侧的颜色刻度表示关系的强度和方向。主成分分析(PCA)显示,前两个主成分(PC1和PC2)累积解释了总数据集方差的30.60%,分别占18.20%和12.40%(图5)。PC1主要根据微塑料的形状、颜色和大小进行区分,由碎片(0.82)、<100 μm尺寸类别(0.69)和黄色微塑料(0.64)的高正载荷驱动。这些变量沿正PC1轴的空间聚类证实了强烈的关联,表明小型黄色碎片的积累模式占主导。相反,PC2根据宿主特征和特定微塑料特征进行区分,由纤维(0.53)、A. granosa体型大小(0.46)和灰色微塑料(0.45)的高正载荷特征。这个次要轴突出了另一个正相关,表明较大的A. granosa与灰色纤维微塑料的积累有明显关联。下载:下载高分辨率图像(161KB)下载:下载全尺寸图像图5. A. granosa微塑料特征的主成分分析结果。载荷(蓝色点)代表原始变量(颜色、形状和大小)。PC得分(灰色点)代表单个样本。指向相同方向的箭头(例如,碎片和黄色)表示这些变量之间的正相关。指向相反方向的箭头表示负相关。(关于此图例中颜色的解释,请参阅文章的网页版本。)3.6. 微塑料的聚合物类型傅里叶变换红外(FT-IR)光谱确认了四种不同的聚合物类型;每种类型都与特定的微塑料形态相关(图6)。聚乙烯(PE)纤维通过强烈的CH伸缩(2800–3000 cm−1)和特征性的摇摆振动(720 cm−1)被识别出来(图6a)。聚丙烯(PP)薄膜表现出相似的碳氢化合物(CH)拉伸特性,但通过1450 cm−1和1370 cm−1处的明显甲基峰区分开来(图6b)。聚酰胺(PA)纤维的特征是宽的NH带(3300 cm−1)以及1640 cm−1和1540 cm−1处的酰胺峰(图6c)。最后,聚苯乙烯(PS)片段显示出独特的芳香族特征,表现为3000 cm−1以上的碳氢化合物拉伸以及690 cm−1和750 cm−1处的强弯曲振动(图6d)。下载:下载高分辨率图像(203KB)下载:下载全尺寸图像

图6. 从A. granosa中获得的FT-IR光谱以及主要的合成和半合成聚合物。该图展示了四种聚合物类型的化学指纹和物理外观:(a) PE纤维,(b) PP薄膜,(c) PA纤维,(d) PS片段。

中型和大型A. granosa的聚合物组成非常相似,两类个体都主要由PE(分别为57.58%和60.00%)组成,含有少量的聚丙烯(PP)和聚酰胺(PA)。相比之下,小型个体的组成有所不同,其PS的比例显著较高(14.29%)。从空间上看,PE在所有地点都是最丰富的聚合物(>55.80%),而PP的含量相对稳定。BA地点记录了最高的PS相对丰度(16.67%)。相反,NA地点的PS比例最低(4.35%),但PA的比例显著较高(17.39%)。总体而言,聚乙烯(PE)是主要的聚合物类型,占总微塑料含量的57.82%,而聚苯乙烯(PS)最少,占10.20%(图7)。

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图7. A. granosa中不同地点和大小个体的微塑料相对丰度。该图表可视化了四种主要聚合物类型的比例贡献:聚乙烯(蓝色),聚丙烯(橙色),聚酰胺(灰色)和聚苯乙烯(绿色)。(关于此图例中颜色参考的解释,请参阅本文的网络版本。)

3.7. 风险评估与人类暴露
风险评估表明,A. granosa中微塑料的积累对生态和健康存在重大危害(图8)。污染负荷指数(PLI)将整体污染程度划分为二级风险,数值范围从最低的7.25(BA地点)到最高的15.64(中型个体)(图8a)。此外,微塑料影响系数(CMPI)指出碎片和纤维构成了最大的物理风险。CMPI值在NA地点达到0.58,在中型A. granosa中达到0.52(图8b)。评估摄入聚合物的化学风险时,聚合物危害指数(PHI)显示出了严重的毒性水平(图8a)。

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图8. 本研究中对A. granosa不同大小和地点的微塑料风险指数进行评估。该图使用三个既定的环境指数对微塑料污染进行了双重分析:(a) 污染负荷指数(PLI)和聚合物危害指数(PHI);(b) 微塑料影响系数(CMPI)。PHI值在不同大小类别的生物体中范围从1520到1638,在空间上从EA地点的1388到NA地点的1687。所有采样地点和大小的A. granosa样本都达到了“极端危险”级别的聚合物危害(表3)。

表3. 微塑料污染危害级别的分类标准。

PHI:聚合物危害指数;PLI:污染负荷指数。分数越高,表示污染物的化学性质带来的威胁越严重。

因此,基于特定年龄段的消费率,人类健康面临重大风险。来自这些地区的A. granosa消费者每年可能摄入6240到46,800个微塑料颗粒(表4)。

表4. 本研究中对不同年龄段人群摄入A. granosa中微塑料数量的估算。

4. 讨论
本研究证实了A. granosa中微塑料的积累存在明显的大小依赖性,大型个体(11.94 ± 3.33个/个体)的积累量几乎是小型个体的两倍(6.15 ± 2.42个/个体)。这种差异反映了不同的发育和生理变化:大型双壳类动物具有更大的鳃表面积和更高的代谢需求,从而提高了微塑料的捕获率。[28]、[30]、[45]、[49]。尽管观察到的微塑料负担随体型显著增加(p < 0.01),但需要考虑老年个体可能存在生理饱和点。理论上,体型与积累量之间的线性关系可能会转变为一个平台期,即微塑料的摄入速率与排出速率达到平衡。然而,当前数据集中未发现明显的平台期,这表明即使是最大的A. granosa个体也尚未达到其最大的塑料保留能力。相反,小型个体的较窄吸入管和唇瓣起到了形态学屏障的作用[38]、[44]、[48]。由于异速生长,幼体的吸入开口直径明显小于成年个体[5]。这些物理屏障形成了一个大小选择性阈值,使得小型个体更难以吸入较大的微塑料碎片和长纤维(>500 μm),而成年个体则可以吸入这些碎片。此外,长期的底栖暴露使老年个体能够累积这些颗粒,将其转化为长期的局部污染档案[8]、[16]、[62]。

从空间上看,微塑料的积累受到局部环境污染和水动力学的驱动。WA地点作为主要汇(9.80 ± 4.08个/个体),显著高于NA地点(7.03 ± 3.13个/个体)。这种高丰度可能是由于靠近人为点源(如河流排放和工业废水)以及潮汐流不断输送和重新悬浮沉积物中的微塑料[28]、[32]、[34]、[63]。WA地点的沉积物主要由细泥组成,这些细泥具有较高的捕获能力,有助于微塑料在间隙中的滞留[20]、[63]。虽然WA地点相比NA地点(p < 0.05)是一个重要的汇,但其他地点(BA、EA、SA)的微塑料丰度在统计上相当,显示出相对均匀的分布。这种空间上的一致性表明,亚齐海岸线普遍存在微塑料污染,可能是由无处不在的非点源污染造成的。本研究的局限性在于未测量沉积物的有机成分和矿物组成,因此无法直接验证高污染水平背后的原因。然而,先前的研究表明,总有机碳(TOC)水平与微塑料丰度之间存在强正相关[15]、[18]。微塑料在原位的持续风化进一步维持了这些生物可利用碎片的供应[15]、[44]、[49]。此外,这些差异表明,尽管微塑料污染普遍存在,但其绝对丰度仍高度依赖于具体地点,受城市化程度、工业强度和方法学差异的影响[2]、[17]、[52]、[70]。

4.1. A. granosa不同大小类别中的微塑料
不同大小类别之间的显著相关性突显了A. granosa的机械摄入机制。大型个体积累了大量的纤维(5.94 ± 1.73个/个体)和碎片(5.18 ± 3.49个/个体)(p < 0.01)。从生理学上看,成年个体的鳃纤毛系统容易缠住柔软的纤维,严重限制了它们作为伪粪便的排出[33]、[37]、[38]、[49]。此外,虽然小型双壳类动物的狭窄吸入管物理上排除了刚性碎片[55],但成年个体却会主动摄入这些碎片,可能是被受污染表面发出的化学信号所误导,这些信号模仿了天然猎物[28]、[52]。相反,浮力和柔性的薄膜不易在底栖环境中沉降,可以轻松通过消化道,因此与体型无关(p > 0.05)[3]、[21]、[28]。这种机械过程有利于<100 μm微塑料的保留,其数量随体型增加而增加,在大型个体中达到峰值(6.71 ± 2.08个/个体)。由于这一尺寸范围与最佳浮游植物尺寸(10–200 μm)重叠,这些微塑料可以轻易绕过唇瓣并附着在鳃的黏液网上[7]、[30]、[43]。在A. granosa中,鳃既作为呼吸器官也作为颗粒过滤器。在小型个体中,纤毛的分选机制不够完善,它们主要依靠体积过滤,较大的颗粒(200–<500 μm)因为尺寸接近鳃丝间隙而被捕获[30]。随着个体成熟,侧部和前部的纤毛密度和复杂性增加,从而能够捕获更细小的颗粒(<100 μm),这些颗粒在幼体时无法被捕获[43]。相比之下,所有大小类别的个体都会将>1000 μm的颗粒作为伪粪便排出[52]、[53]、[60],证实了A. granosa是一种主动的生物筛选者。颜色分析进一步表明,这种摄食行为是无差别的。积累量受过滤体积和暴露时间的影响[38]、[63]。小型个体摄入的颗粒颜色多样,包括红色、蓝色和绿色,这可能反映了最近的局部径流事件。在较长的生命周期中,老年个体整合了这些短期环境变化,最终反映了以灰色纤维为主的长期环境背景。因此,老年个体成为多种颜色的累积库,特别是深色颗粒(黑色:3.00 ± 1.29个/个体;蓝色:2.69 ± 1.20个/个体),这些颗粒类似于富含营养的底栖碎屑[2]、[8]、[17]。最后,透明微塑料的较低比例(<1.64个/个体)可能反映了视觉分类过程中的方法学漏检,而不是实际的环境缺乏[31]、[32]、[70]。

4.2. 不同采集地点的微塑料
A. granosa中微塑料的组成存在显著的空间异质性(p < 0.01),这主要是由于局部人为输入造成的。BA地点(4.28 ± 2.19个/个体)和EA地点(4.79 ± 2.08个/个体)以纤维为主,这可能反映了未经处理的家庭废水和渔具的降解[9]、[62]、[71]。尽管BA地点经历高能量的水动力环境和快速的潮汐冲刷,但其微塑料负荷仍高于农村地点。这是由于Krueng Aceh河流不断排放大量城市废水,抵消了快速的海洋扩散。此外,强烈的湍流混合阻止了颗粒沉降,延长了微塑料在水柱中的悬浮时间,从而增加了被滤食性A. granosa摄入的可能性。因此,BA地点的污染动态是由持续的高流量驱动的,而不仅仅是静态的底栖沉积。相反,SA地点(4.31 ± 2.65个/个体)和WA地点(5.13 ± 2.94个/个体)则以碎片为主。这与高能量环境中硬质碎片的物理破碎相符,WA地点还受到附近发电厂的热力和工业降解的加剧[15]、[41]、[45]。WA地点观察到的最高微塑料积累主要是由其独特的水文环境造成的。河流和工业废水的持续流入,加上低能量的潮汐流,形成了一个高度稳定的环境,促进了颗粒的快速沉降[22]、[24]。这些颗粒的低密度和不规则形状使它们保持悬浮状态,增加了其生物可利用性[52]、[60]、[72]。纤维因其长径比高,特别容易被双壳类动物的鳃捕获;与球形颗粒不同,它们不易被排出,会与食物颗粒混合并造成组织损伤[15]、[44]、[49]。尺寸分析显示,微塑料丰度与大小类别呈显著负相关(p < 0.01),其中<100 μm类别占主导地位,WA地点的这一比例最高(5.59 ± 2.66个/个体)。这一类别在生态上至关重要,因为它模仿了A. granosa偏好的浮游植物猎物。虽然较大的颗粒(>500 μm)作为伪粪便被排出,但<100 μm的颗粒可以绕过这些屏障,附着在鳃纤毛上进行消化[25]、[62]。它们的高表面积与体积比促进了生物污染和化学吸附,增加了组织转移和营养传递的风险[38]、[41]、[61]。颜色分析进一步证实了这些局部来源。WA地点主要由灰色、黄色和棕色颗粒主导(p < 0.01),这些颗粒通常与工业废水、轮胎磨损和电子废物有关[45]、[63]、[72]。同时,蓝色和红色颗粒(尼龙/纺织品)在所有地点普遍存在(p > 0.05),透明颗粒则表明了老化塑料的长期光氧化作用[35]、[49]、[70]。

4.3. 微塑料特征与A. granosa大小之间的关系
相关性分析表明,环境风化强烈驱动了A. granosa中微塑料的积累。碎片、黄色微塑料(r = 0.66)和<100 μm尺寸类别(r = 0.68)之间的强正相关表明了降解机制的耦合,表明最小的微塑料负荷主要由黄色碎片组成。具体来说,紫外线引起的聚合物链断裂使塑料变黄、变脆并断裂成微小的二次碎片[35]、[62]、[71]。这两个碎片(r = 0.74)和小于100微米的颗粒(r = 0.80)与总微塑料(MPs)丰度的强相关性证实了该地区的主要污染物负荷由高度风化的颗粒组成。这意味着存在一种浓度依赖的动态吸收机制,其中双壳类动物的摄入量与环境颗粒密度成正比[7]、[19]、[20]。此外,灰色微塑料与总丰度显著相关(r = 0.53),表明它们是一种普遍存在的城市背景污染物,可能来源于轮胎磨损颗粒(TWPs)或工业PVC[22]、[34]、[73]。最终,这些相关性表明,微塑料负荷最高的地点直接受到持续人为排放的影响[63]、[70]。此外,灰色通常与TWPs相关,这与含有炭黑的高分子聚合物密切相关,而炭黑是轮胎胎面的主要成分。从区域上看,采样点靠近主要高速公路(例如在西阿塞和班达阿塞)成为道路径流进入潮间带栖息地的直接途径。这种排放可能因热带气候而加剧,高温会加剧道路表面的摩擦和轮胎磨损。由于缺乏市政径流过滤,这些密集的TWPs会迅速沉降到底栖生物中,从而增加了它们被如A. granosa这样的固着滤食性生物吸收的可能性。

主成分分析(PCA)解释了总方差的30.60%,表明环境风化和生物相互作用是A. granosa中微塑料积累的主要驱动因素。尽管这一比例相对较低,但它与环境数据集一致,其中微塑料的分布受到多种随机因素的影响,包括潮汐周期的变化、河流流量的变化、聚合物形态的多样性以及生物体的大小[5]、[42]、[74]。较低的解释能力表明,没有单一的环境因素能够单独决定A. granosa中微塑料的积累;相反,这反映了局部人为压力和特定地点水动力之间的复杂相互作用[32]、[41]、[66]。PC1(18.20%)的特征是碎片(0.82)、黄色(0.64)和小于100微米的颗粒(0.69)的强正载荷。这种特征表明了光氧化风化过程,其中紫外线降解的聚合物变得脆弱并断裂成细小的二次碎片,在被底栖生物吸收之前在沉积物中积累[3]、[42]、[74]。WA站点中黄色且高度破碎的颗粒(<100微米)的普遍存在可能是由于开阔海岸地貌造成的,这种地貌使浮力塑料暴露在高强度的太阳辐射和印度洋波浪的机械应力下。这些条件促进了含炭黑的高分子聚合物的形成,炭黑是轮胎胎面的主要成分。从区域上看,采样点靠近主要高速公路,成为道路径流进入潮间带栖息地的直接途径。这种排放可能因热带气候而加剧,高温会加剧道路表面的摩擦和轮胎磨损。由于缺乏市政径流过滤,这些密集的TWPs会迅速沉降到底栖生物中,从而增加了它们被如A. granosa这样的固着滤食性生物吸收的可能性。

主成分分析(PCA)解释了总方差的30.60%,表明环境风化和生物相互作用是A. granosa中微塑料积累的主要驱动因素。尽管这一比例相对较低,但它与环境数据集一致,其中微塑料的分布受到多种随机因素的影响,包括潮汐周期的变化、河流流量的变化、聚合物形态的多样性以及生物体的大小[5]、[42]、[74]。较低的解释能力表明,没有单一的环境因素能够单独决定A. granosa中微塑料的积累;相反,这反映了局部人为压力和特定地点水动力之间的复杂相互作用[32]、[41]、[66]。PC1(18.20%)的特征是碎片(0.82)、黄色(0.64)和小于100微米的颗粒(0.69)的强正载荷。这种特征表明了光氧化风化过程,其中紫外线降解的聚合物变得脆弱并断裂成细小的二次碎片,在被底栖生物吸收之前在沉积物中积累[3]、[42]、[74]。WA站点中黄色且高度破碎的颗粒(<100微米)的普遍存在可能是由于开阔海岸地貌造成的,这种地貌使浮力塑料暴露在高强度的太阳辐射和印度洋波浪的机械应力下。这些条件促进了含炭黑的高分子聚合物的形成,炭黑是轮胎胎面的主要成分。从区域上看,采样点靠近主要高速公路,成为道路径流进入潮间带栖息地的直接途径。这种排放可能因热带气候而加剧,高温会加剧道路表面的摩擦和轮胎磨损。由于缺乏市政径流过滤,这些密集的TWPs会迅速沉降到底栖生物中,从而增加了它们被如A. granosa这样的固着滤食性生物吸收的可能性。

光谱分析确定聚乙烯(PE)是主要的聚合物(57.82%),其次是聚丙烯(PP)。这种组成反映了全球生产趋势,其中PE和PP广泛用于一次性包装、瓶盖和渔具[5]、[18]、[33]、[60]。这些低密度聚合物在底栖A. granosa中的存在表明,环境风化和生物污染显著改变了它们的浮力,使其更容易沉降到底栖沉积物中[5]、[43]。相反,高密度聚合物如聚酰胺(PA)和聚苯乙烯(PS)在释放后会自然下沉,在沉积物中迅速积累,无论是否受到生物污染[37]、[62]。选择饱和NaCl溶液(30%)作为密度分离介质有助于回收广泛使用的低密度聚合物PE和PP。然而,这种方法引入了聚合物组成的偏差,因为它可能无法回收较重的颗粒,包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)。这一限制表明,这里报告的微塑料浓度是保守估计。

不同尺寸类别的化学成分发生了显著变化。虽然较大的碎片主要由柔性的PE(>57%)组成,但最小尺寸类别(<100微米)显示出不同的化学特征,其中PS的比例较高(14.29%)。这种差异是由材料的机械性质决定的;与柔性的PE不同,PS(特别是膨胀聚苯乙烯)非常脆弱,容易受到机械磨损和光降解[16]、[72]。因此,PS在高能量环境中会迅速断裂,导致其在最细小尺寸类别中的比例较高[38]、[49]。聚合物成分还显示了特定地点的人为影响。NA站点的PA比例较高(17.39%),这是渔网、绳索和纺织纤维的主要材料。这种局部的PA富集表明了密集的捕鱼活动、水产养殖设备的降解,或靠近含有洗衣纤维的废水排放[8]、[9]、[32]、[74]。WA和NA站点中PE、PP和PA的高比例可能是由于当地发电和石化基础设施的集中。PE是冷却水管和重型工业管道的主要材料,而PP则广泛用作海洋级防腐涂层[7]、[14]。此外,PA还广泛用于控制释放肥料的营养包封,并经常作为化学包装和工业绝缘材料的降解副产品出现[34]、[51]。最终,聚合物类型的空间变化证实了A. granosa有效地反映了其周围环境中多样的工业和家庭塑料输入。

污染负荷指数(PLI)在所有地点均超过了二级阈值,表明微塑料污染普遍存在。值得注意的是,PLI在中等大小的个体中达到峰值,反映了过滤率和表面积与体积比最大化微塑料保留的最佳生物阈值[67]。本研究的PLI值高于之前关于马来西亚A. granosa(1至2.07)[3]和越南去壳双壳类动物(3.99)[45]的研究结果,这意味着这些生物体内的污染物含量更高。从物理角度来看,微塑料影响系数(CMPI)指出纤维和不规则碎片是主要危害[34]。这些轻质、粗糙的颗粒具有较长的滞留时间[19],会导致内部堵塞,降低过滤率,并可能损害双壳类动物的生长和繁殖过程[39]、[41]、[66]、[67]。然而,生态风险不仅取决于物理形态,还取决于化学组成[52]。根据聚合物危害指数(PHI),本研究的A. granosa样本被归类为“第五级”,表明其中含有高内在化学毒性的聚合物[52]、[58]。这一分类主要是由聚氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的识别所驱动[67]。虽然这些PHI值低于之前研究中报告的值(例如马来西亚A. granosa的3500[3]或越南去壳牡蛎的1880[45]),但它们是摄入塑料化学成分的重要指标。然而,需要注意的是,PLI和PHI是提供基于聚合物组成和单体危险性的内在化学危害的基本基线工具,但并不直接测量急性生物毒性或立即的生态崩溃[68]。然而,在将这些生态指标转化为人类健康影响时必须承认几个限制。首先,PHI评估的是组成单体的理论毒性,但没有考虑人体生殖系统内的实际渗出动态[3]、[50]。其次,这两个指数都没有根据颗粒大小和形状进行区分,而这些因素对于确定微塑料是否会穿过肠道屏障或被排出至关重要[3]、[25]。因此,虽然“极端危险”PHI分类表明A. granosa摄入了高毒性聚合物,但将其外推到真正的人类临床风险需要先进的毒代动力学建模来确定实际吸收的化学物质剂量[13]、[15]。虽然摄入高评分聚合物可能导致物理阻塞、氧化应激或化学渗出[6]、[18],但这些指数提供了潜在风险的理论排名,而不是对生物体或消费者的实际病理结果的直接测量。因此,需要更多的科学研究来探讨这些指标与人类健康风险之间的关系。

据估计,每人每年的微塑料摄入量(EAI)为6240至46,800个颗粒,属于低风险类别,略高于欧洲食品安全局推荐的摄入量[69],与之前关于A. granosa(EAI为20,800至156,000个颗粒/人/年)[19]、P. viridis(EAI为10,192至76,440个颗粒/人/年)[18]和A. antiquata(EAI为39,537至68,430个颗粒/人/年)[75]的建议相比。虽然全球摄入量的变化反映了不同的文化和饮食模式[30]、[61],但从整个双壳类动物如A. granosa中摄入微塑料代表了人类暴露的潜在途径,需要更深入的毒理学研究[45]、[49]。这些微塑料可能作为物理颗粒和相关化学成分的载体,如吸附的污染物或内分泌干扰添加剂。本研究中计算的估计EAI为通过摄入A. granosa可能的人类暴露提供了重要基线,但它代表的是理论上的最大摄入率,而不是确定的系统健康风险。然而,有几个关键变量可能会影响实际的毒理学结果,如颗粒的转移和生物利用度、烹饪和准备方法,以及缺乏毒理学阈值。最初,摄入并不等同于系统吸收。人体胃肠道是一个强大的屏障;绝大多数摄入的微塑料可能通过粪便排出[38]、[39]、[52]。颗粒穿过肠道上皮进入循环系统的能力高度依赖于颗粒大小,通常限于小于150微米的颗粒,尤其是纳米塑料[75]、[76]。本研究分析了未经处理的原始双壳类动物。实际的人类消费涉及净化、煮沸或油炸等烹饪过程,这些过程可以显著改变微塑料的负担[77]。净化可以使双壳类动物排出部分肠道内容物,从而可能降低摄入量,而热处理可能会降解现有的聚合物或改变其化学渗出特性[78]、[79]。此外,传统的印度尼西亚烹饪方法中的高温煮沸会导致内部液体渗入烹饪水中。由于这种汤液经常被丢弃,大部分内部微塑料负担从可食用组织中分离出来,最终减少了总摄入量。目前,国际上尚未建立微塑料的每日可容忍摄入量(TDI)限制或无观察到的不良效应水平(NOAEL)。因此,将颗粒计数和高PHI分数转化为定量的人类健康风险仍然具有推测性。因此,这里提出的饮食摄入估计强调了慢性饮食暴露的潜在风险。这些发现强调了进行全面的毒代动力学建模的迫切需要,以确定这些聚合物在人体内的行为。

本研究观察到的高聚合物危害指数(PHI)值表明,如果消化过程中发生显著渗出,这些颗粒的化学组成可能会带来风险[3]、[41]、[52]。这一发现与越来越多的文献一致,这些文献记录了微塑料在各种人体组织和排泄物中的存在[34]、[50]、[51]。虽然这些浓度的直接临床影响尚未完全阐明,但目前的研究表明,长期暴露于这些物质与炎症反应有关,并可能导致各种器官系统的长期生理压力[52]、[80]、[81]。

本研究验证了A. granosa作为印度尼西亚亚齐沿海水域微塑料污染的强大生物指示剂。微塑料的积累显著受到生物发育的影响;较大的个体几乎比小型个体多出两倍的微塑料负荷,特别是对纤维、碎片以及小于100微米和200-1000微米尺寸类别的颗粒有特别的偏好。空间分析揭示了显著的异质性,确定WA站点是一个关键的污染热点。主成分分析(PCA)进一步证实了这些发现,建立了碎片形状、灰色和小于100微米颗粒之间的强相关性。聚乙烯(PE)在所有地点和尺寸中都是占比最高的聚合物(57.82%),这反映了塑料污染的普遍存在。风险评估将污染负荷指数(PLI)归类为第二类(高风险),将聚合物危害指数(PHI)归类为第五类(最具危害性)。此外,通过食用A. granosa,估计每人每年摄入的微塑料颗粒数量在6240到46,800个之间,这表明人类可能面临健康风险。该研究还指出,A. granosa的体型和栖息地偏好会影响微塑料的积累。这些发现迫切需要制定监管框架和缓解策略来管理海洋污染。未来的研究应重点关注双壳类动物体内的生理器官损伤以及这些污染物对人类健康的长期生态毒性风险。

作者贡献声明:
Teuku Haris Iqbal:撰写初稿、软件开发、方法论设计、概念构建。
Sarah Yanda Zahra:数据验证、调查工作。
Sofiyudin Maae:监督工作、方法论制定、数据分析。
Ilham Zulfahmi:数据可视化、数据整理、概念构建。
Said Ali Akbar:软件开发、方法论设计。
Ilham Fajri:数据验证、方法论制定。
Chaliluddin Makwiyah:数据验证、数据整理。
Ahmad Fauzan Lubis:数据可视化、软件开发。
Sukree Hajisamae:撰写审查与编辑、数据验证、监督工作、方法论设计、概念构建。

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