基于海南典型沿海地区海水及鱼类样本中微塑料的检测结果，研究微塑料的空间异质性及生态风险评估

《Marine Pollution Bulletin》：Spatial heterogeneity of microplastics and ecological risk assessment based on detection of seawater and fish in typical coastal region in Hainan

微塑料污染在海南岛典型海岸区的空间异质性和生态风险研究：2024年4-7月对西环港（XC）、清澜港（QLG）和英歌海（YGH）三个区域的表面海水及鱼类肠道微塑料分布特征分析表明，海水微塑料浓度XC（3.36/L）、QLG（4.65/L）显著高于YGH（2.71/L），且存在显著的区域形态差异（XC/QLG以黑色纤维为主，YGH以聚苯乙烯为主）。鱼类肠道微塑料含量XC最高（23.97/条），与海水浓度呈显著正相关，生态风险评估显示XC为高风险区，YGH中等风险，QLG危险。研究揭示了旅游、水产养殖等人类活动对微塑料区域分布的影响，提出加强监测和污染控制建议。

　　近年来，随着全球塑料生产量的持续增长，微塑料（Microplastics, MPs）污染问题日益严峻，成为影响海洋生态系统的重要环境挑战。微塑料是指直径小于5毫米的塑料碎片，其来源广泛，包括工业废弃物、生活垃圾、农业塑料制品等，最终通过河流、风力、降水等多种途径进入海洋环境。由于其体积小、密度低、难以降解的特性，微塑料在海洋中可以长期存在，并通过食物链传递，对海洋生物及人类健康构成潜在威胁。针对这一问题，科学家们开展了大量研究，以揭示微塑料在不同海域的分布特征及其生态风险。本文的研究聚焦于中国海南岛的三个典型沿海区域——新村（XC）、清澜港（QLG）和盈海（YGH），通过系统分析海水中和鱼类肠道中的微塑料分布情况，探讨微塑料污染的区域差异及其对生态环境的影响。

海南岛作为中国典型的热带岛屿，拥有约1950公里的海岸线，丰富的自然资源和独特的生态系统使其成为研究微塑料污染的重要区域。然而，随着海南经济的快速发展，尤其是水产养殖、热带农业和旅游业的扩张，大量塑料废弃物进入自然环境，微塑料污染问题逐渐显现。尽管已有研究关注海南岛周边海域的微塑料污染状况，但关于不同人类活动对微塑料污染区域分布的影响仍缺乏系统性的探讨。因此，本文旨在填补这一研究空白，通过实地调查和数据分析，揭示微塑料污染在不同区域的分布规律，评估其生态风险，并为海南岛的塑料污染治理和生态环境保护提供科学依据。

研究团队在2024年4月至7月期间，对海南岛的三个沿海区域进行了系统的微塑料采样分析。采样地点包括陵水新村、文昌清澜港和乐东盈海，总共选取了30个采样点。采样方法结合了空间分层抽样和ArcGIS技术，综合考虑了人类活动强度和水动力条件等因素，以确保数据的代表性和准确性。在海水中，微塑料的平均浓度分别为新村区域3.36个/升，清澜港区域4.65个/升，盈海区域2.71个/升，显示出明显的区域差异。其中，新村区域的微塑料浓度范围最广，从1.07到8.73个/升，而盈海区域的浓度范围相对较小，介于1.53到6.50个/升之间。这一差异可能与各区域的地理位置、水动力条件以及人类活动强度密切相关。

从微塑料的组成来看，不同区域表现出明显的特征。新村和清澜港区域主要以黑色和纤维状的微塑料为主，分别占其总微塑料的46.47%和55.54%，以及60.67%和63.09%。相比之下，盈海区域的微塑料则以聚苯乙烯（PS）为主，占25.93%。这一结果提示，不同区域的微塑料污染可能与当地的塑料使用习惯、垃圾处理方式以及自然环境条件有关。例如，新村和清澜港作为旅游和水产养殖较为集中的区域，可能因游客丢弃的塑料制品和水产养殖过程中使用的塑料材料而增加了微塑料的输入。而盈海区域的微塑料主要由聚苯乙烯构成，这可能与当地工业活动或特定类型的塑料废弃物排放有关。

在鱼类肠道中，微塑料的分布同样呈现出显著的区域差异。研究发现，鱼类肠道中的微塑料平均浓度在新村区域最高，达到23.97个/个体，其次是盈海区域（11.25个/个体）和清澜港区域（8.53个/个体）。在新村区域，Siganus guttatus（一种常见的鱼类）的微塑料含量高达93.33个/个体，远高于盈海和清澜港区域的同类鱼种（分别为33.00和26.00个/个体）。这表明，新村区域的微塑料污染对鱼类的健康影响更为严重。此外，鱼类肠道中的微塑料主要以黑色或白色、纤维状或泡沫状的形式存在，尺寸在0.01至2毫米之间。这些微塑料的形态和颜色特征可能与它们在水体中的来源和迁移过程有关。

研究还发现，海水中微塑料的浓度与鱼类肠道中的微塑料含量之间存在显著的正相关关系，尤其是在新村和清澜港区域，大多数鱼类种群的微塑料含量与水体中的浓度呈强相关。这一现象表明，水体中的微塑料污染可能对鱼类的摄入行为产生直接影响，进而影响其健康状况和生态系统的稳定性。然而，盈海区域的微塑料污染似乎对鱼类的影响相对较小，尽管其水体中的微塑料浓度仍高于其他区域，但鱼类肠道中的微塑料含量较低。这可能与盈海区域的水动力条件、生物多样性以及鱼类的摄食习惯等因素有关。

为了全面评估微塑料污染的生态风险，研究团队采用了一种综合的生态风险评估方法，对不同区域的微塑料污染状况进行了分类。结果显示，新村区域被归类为高风险区域，清澜港区域为危险风险区域，而盈海区域则为中等风险区域。值得注意的是，大多数采样点的生态风险指数（PERI）趋势接近危险风险，这表明微塑料污染在海南岛沿海地区可能已经达到了较为严重的程度。这一结果对海南岛的生态环境保护工作提出了更高的要求，提示需要加强微塑料污染的监测和管理，以防止其对海洋生态系统的进一步破坏。

从微塑料的种类来看，研究发现不同区域的微塑料污染具有显著的区域特征。新村和清澜港区域的微塑料主要由黑色和纤维状的塑料构成，而盈海区域则以聚苯乙烯为主。这一现象可能与各区域的工业活动、农业使用塑料制品以及垃圾处理方式密切相关。例如，黑色微塑料可能来源于废弃的渔网、塑料袋等长期暴露在海洋环境中的塑料制品，而纤维状微塑料则可能来自纺织品、塑料绳等。聚苯乙烯的高比例可能与当地塑料制品的使用习惯或工业排放有关。此外，微塑料的形态和颜色也可能影响其在海洋中的迁移和累积过程，例如，泡沫状微塑料可能更容易附着在海洋生物的体表，而纤维状微塑料则可能更容易进入生物体内并造成慢性毒性。

研究还发现，不同鱼类对微塑料的摄取能力存在差异。在新村区域，Siganus guttatus的微塑料含量显著高于其他区域，这可能与其在该区域的活动范围、摄食习惯以及生存环境有关。该区域的高微塑料污染可能使得这种鱼类更容易接触到微塑料，从而导致其肠道中微塑料的积累。相比之下，清澜港和盈海区域的鱼类肠道中的微塑料含量相对较低，但仍然显示出明显的污染趋势。这一结果提示，微塑料污染可能对海南岛的鱼类种群构成威胁，尤其是在微塑料浓度较高的区域。

此外，研究团队还对微塑料污染的生态风险进行了分类评估，认为新村区域的生态风险最高，清澜港区域为危险风险，而盈海区域为中等风险。这一评估结果不仅反映了微塑料污染的严重程度，还为海南岛的生态环境保护提供了重要的参考依据。在新村区域，由于微塑料浓度较高且鱼类肠道中的微塑料含量显著，该区域的生态风险尤为突出。而清澜港区域的微塑料污染虽然浓度较低，但其生态风险被归类为危险级别，这可能与其特定的水动力条件和生物群落结构有关。盈海区域的微塑料污染虽然浓度适中，但其生态风险仍然不容忽视，尤其是在某些采样点的PERI值接近危险风险的情况下。

为了更好地理解和应对微塑料污染，研究团队还对不同区域的微塑料污染来源进行了分析。他们发现，新村和清澜港区域的微塑料污染主要来源于人类活动，如旅游业、水产养殖业和农业活动。这些活动产生的塑料废弃物可能通过多种途径进入海洋环境，例如，游客在海滩活动时丢弃的塑料垃圾、水产养殖过程中使用的塑料网具、农业活动中使用的塑料农膜等。而盈海区域的微塑料污染可能更多地受到工业活动和自然过程的影响，例如，工业废水中的塑料颗粒或自然风化过程产生的微塑料。这一发现为海南岛的微塑料污染治理提供了重要的方向，即需要根据不同区域的污染来源，采取针对性的措施来减少微塑料的输入和扩散。

研究还指出，微塑料污染对海南岛的生态环境可能产生深远的影响。一方面，微塑料的积累可能影响海洋生物的生存和繁殖，进而影响整个生态系统的稳定性。另一方面，微塑料污染还可能通过食物链传递，对人类健康构成潜在威胁。因此，加强海南岛沿海地区的微塑料污染监测和管理，不仅有助于保护海洋生态环境，还对保障人类健康具有重要意义。此外，研究还强调了加强公众环保意识和推广可持续的塑料使用方式的重要性，以减少微塑料的产生和排放。

在研究方法上，本文采用了系统采样和综合分析的方法，对海水中和鱼类肠道中的微塑料进行了详细的检测和分类。通过结合空间分层抽样和ArcGIS技术，研究团队能够更准确地反映微塑料污染的空间分布特征。同时，他们还对微塑料的形态、颜色、大小以及聚合物类型进行了分析，以揭示其污染特征和来源。这一方法不仅提高了研究的科学性和准确性，还为未来的微塑料污染研究提供了可借鉴的模式。

综上所述，本文的研究揭示了海南岛沿海地区微塑料污染的区域差异及其对生态环境的影响。通过系统分析海水中和鱼类肠道中的微塑料分布情况，研究团队为海南岛的微塑料污染治理提供了科学依据和具体建议。未来的研究应进一步探讨微塑料污染的长期影响及其对生态系统的潜在危害，同时加强不同区域之间的对比研究，以更全面地理解微塑料污染的分布规律和治理策略。此外，还应加强对微塑料污染源的控制，减少塑料废弃物的排放，从而有效缓解微塑料对海洋生态环境的威胁。