地中海中深层鱼类中的金属（类金属）：关键猎物物种中砷、镉、铬、汞、镍和铅的积累及其对食物网传递的意义

本研究针对地中海中深层鱼类体内多种金属（类金属）污染状况不明、且其作为高价值商业性顶层捕食者重要 prey 可能导致的污染物传递风险问题，研究人员通过ICP-MS等技术分析了7科22种中深层鱼类中As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb的含量，发现部分物种Cd和Pb浓度超出欧盟限值，揭示了这些非商业鱼类作为污染物传递媒介的重要生态角色，为海洋环境监测与食品安全风险评估提供了关键基线数据。

　　

在广阔的海洋深处，隐藏着一个神秘而至关重要的世界——中水层（mesopelagic zone），深度介于200到1000米之间。这里生活着种类繁多的生物，包括许多发光鱼类、甲壳类和头足类，它们构成了海洋中最大的生物量储备之一。尽管不常出现在人类的餐桌上，这些中深层生物却在海洋食物网和生物地球化学循环中扮演着核心角色。它们是金枪鱼、箭鱼等具有高商业价值的大型远洋顶级捕食者的关键食物来源。然而，这片深邃的水域并非净土，它已成为各种污染物，包括持久性有机污染物、重金属、类金属等的最终汇集的场所。这些污染物主要来源于人类活动，如工业废水排放、农药和化肥的使用、化石燃料燃烧产生的大气排放以及海上交通等。

金属（类金属）污染物因其持久性、生物累积潜力和毒性而对海洋生态系统构成显著威胁。其中一些元素，如镉（Cd）、铅（Pb）和汞（Hg），即使在微量情况下也具有毒性，并且没有已知的生物学功能。它们可以通过周围水体的吸收、摄入受污染的悬浮颗粒物以及捕食含有生物可利用痕量元素的猎物等途径进入水生生物体内。特别令人担忧的是，像甲基汞（MeHg）这样的形态，能够沿着食物网进行生物放大，导致顶级捕食者体内积累极高的浓度，进而通过食用海产品这条途径，对人类健康构成潜在威胁，影响神经、肾脏和心血管系统。

半封闭的地中海尤其面临这种压力，城市化、工业和海洋运输活动的增加加剧了其环境的脆弱性。近年来，由于传统渔业资源的持续减少，开发新的海洋食物资源成为了渔业政策的方向，中深层资源因此进入了科研视野。然而，它们的开发利用必须经过谨慎评估，因为这些生物同样暴露于化学污染物中，包括金属（类金属）。这些元素通过水柱输送或结合下沉的有机颗粒（海洋雪）到达中深层，并积累在 resident 生物的组织中，使其成为污染物从非生物基质向更高营养级（即捕食者）转移的重要载体。

地中海的特定区域，如意大利南部的墨西拿海峡（Strait of Messina），由于其特殊的环境条件，正在经历远洋捕食者摄食行为的相关变化。强烈的上升流将通常局限于深水的中层鱼类带到更靠近海面的地方，这种可获得性的增加导致大型远洋鱼类越来越多地以这些物种为食，因为它们通常的猎物——蓝鱼，由于过度捕捞而减少。尽管各种中深层生物在金属（类金属）从较低向较高营养级转移中可能扮演重要角色，但迄今为止，关于这些物种，尤其是来自地中海的物种体内金属（类金属）含量的数据非常稀少。

为了填补这一知识空白，一项由 Mauro Cavallaro、Teresa Romeo、Vittorio Lo Presti、Alessandro Giuffrida、Filippo Giarratana、Graziella Ziino、Luca Nalbone、Antonino Nazareno Virga、Nicola Cicero、Giuseppa Di Bella、Giovanni Ammendolia、Monia Renzi 和 Pietro Battaglia 共同完成的研究得以开展，其成果发表在《Marine Pollution Bulletin》上。该研究旨在评估地中海中深层鱼类中一些金属（类金属）（砷-As、镉-Cd、铬-Cr、汞-Hg、镍-Ni和铅-Pb）的浓度，旨在为未来评估这些元素向地中海具有高商业价值的远洋顶级捕食者潜在转移的可能性建立基线知识，并强调与这一被忽视的传输途径相关的潜在健康风险。

本研究主要采用了以下关键技术方法：研究样本为搁浅于意大利墨西拿海峡西西里海岸的7个科（Gonostomatidae, Microstomatidae, Myctophidae, Paralepididae, Phosichthyidae, Sternoptychidae, Stomiidae）的中深层鱼类。样品经清洁海水冲洗后，在实验室内进行均质化处理。采用密闭罐微波消解系统，使用浓HNO₃和H₂O₂对约0.5克鱼组织混合物进行消解。利用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对消解后的样品中的6种金属（类金属）进行定量分析。该方法经过了严格的验证，包括线性范围、检测限（LOD）、定量限（LOQ）、准确度（通过认证参考物质IAEA-407评估）和精密度，确保了数据的可靠性。

3. Results and discussion

研究结果显示，在不同中深层鱼类物种中测定出不同浓度的As（平均范围0.350–5.707 μg/g 湿重）、Cd（平均范围0.181–0.813 μg/g ww）、Cr（平均范围0.148–2.680 μg/g ww）、Hg（平均范围0.026–0.456 μg/g ww）、Ni（平均范围0.112–2.643 μg/g ww）和Pb（平均范围0.076–2.492 μg/g ww）。这些差异可能反映了它们摄食行为和生态学的变异。部分物种中的Cd和Pb浓度超过了欧洲对渔业产品的法规限值，而Hg浓度则低于法定阈值，As、Cr和Ni目前不受法规监管。尽管这些物种不具有高商业价值，但它们作为具有经济价值的大型远洋捕食者的猎物的角色，凸显了在更广泛的环境监测和风险评估视角下进行此类研究的必要性，旨在支持海洋资源的可持续管理策略并确保高标准的食品安全。

4. Conclusions

本研究表明，几种中深层鱼类中确认存在金属（类金属），在某些情况下其浓度超过了欧洲立法为渔业产品制定的法定限值。尽管所分析的物种不具有高商业利益，但它们代表了地中海具有高商业价值的大型远洋捕食者的关键猎物。因此，这些结果凸显了中深层物种作为一些非必需和有毒金属（类金属）（如Cd、Pb和Hg）向更高营养级进行营养传递的相关载体的潜在作用。所获得的数据为未来采用自下而上（bottom-up）方法研究这些污染物通过地中海远洋食物网潜在转移的研究提供了参考基线。在此背景下，该研究为环境监测活动和风险评估做出了重要贡献，以支持海洋资源和食品安全的可持续管理策略。

研究的讨论部分进一步阐释了其深远意义。中深层鱼类，尽管其本身并非人类直接消费的目标，但作为海洋食物网中的关键环节，其体内积累的污染物，尤其是Cd和Pb的超标，揭示了海洋污染物的一个隐蔽但重要的分布与转移途径。这些污染物通过“中深层鱼类 prey - 顶级捕食者 predator”的途径，最终可能影响到具有极高经济价值的金枪鱼、箭鱼等渔业资源的安全性与品质，进而潜在地影响人类健康。墨西拿海峡独特的上升流环境可能加剧了该区域中层鱼类对沉积物中再悬浮污染物的暴露风险，这提示了局部水动力过程对污染物生物地球化学循环的重要影响。该研究不仅填补了地中海区域中深层鱼类金属污染的本底数据空白，更重要的是，它提供了一个全新的视角来理解污染物在海洋生态系统，特别是在连接表层与深海的垂直维度上的迁移与归趋。未来研究需要进一步探讨不同金属形态（如砷的有机形态与无机形态）的生物可利用性与毒性差异，以及这些污染物在“中深层 prey - 顶级捕食者”这一特定传递路径上的生物放大因子（Biomagnification Factor），从而为制定更加精准的海洋环境管理政策和渔业资源保护策略提供科学依据。