加纳几内亚湾鱼类微塑料污染的LDIR光谱定量评估:对海洋食品安全与健康风险的启示

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Environmental Pollution 7.6

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  本研究针对加纳几内亚湾沿岸鱼类微塑料(MPs)污染问题,采用激光直接红外成像(LDIR)和傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术,定量分析了Teshie、Labadi和Jamestown三个热点区域的24种鱼类。研究发现54.3%的鱼类样本存在MPs摄入,其中Labadi污染最严重(均值27.3±1.8颗粒/个体),主要聚合物为聚乙烯(PE, 32.1%)和聚丙烯(PP, 24.7%)。研究揭示了摄食行为与营养级对MPs累积的影响,估算当地居民年均MPs摄入量达4,860颗粒,为海洋食品安全与健康风险评估提供了关键数据。

  

塑料制品在给人类生活带来便利的同时,其降解产生的微塑料(Microplastics, MPs)正悄然入侵地球的每个角落。从深海鱼类的内脏到人类的胎盘组织,这些直径小于5毫米的塑料颗粒如同“隐形杀手”,通过食物链层层传递。加纳作为西非渔业大国,其沿海社区80%的动物蛋白依赖海洋鱼类,但日益严重的塑料污染正在威胁这一重要食物来源。Tema渔港等地的多项研究已发现沙丁鱼等常见食用鱼体内存在MPs,而沿岸开放泻湖作为医院、市场废水的主要排放通道,更成为MPs的“输送管道”。

为系统评估这一危机,研究人员对加纳几内亚湾沿岸的Teshie、Labadi和Jamestown三个渔业社区展开调查。这些区域不仅是重要的手工渔业基地,更是塑料污染热点——Labadi海滩随处可见的废弃渔网与食品包装,Teshie泻湖漂浮的医疗废弃物,都在暗示MPs可能已通过鱼类进入当地居民的餐桌。研究团队采集了24种共346条海鱼,创新性地结合激光直接红外成像(LDIR)和衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR),首次对该区域鱼类MPs污染进行系统性定量分析。

关键技术包括:1)采用30% KOH:NaClO(1:1)溶液消化生物样本;2)LDIR快速扫描鉴定聚合物类型;3)ATR-FTIR验证复杂聚合物;4)根据国际标准对MPs形状、尺寸分级;5)结合当地渔业消费数据估算年度MPs摄入量。

MPs abundance in fish- Teshie, Labadi and Jamestown
研究结果显示,54.3%的鱼类样本(177/346)检出MPs,总计回收1,139颗粒。空间分布呈现显著差异:Labadi污染最严重(均值27.3±1.8颗粒/个体),其次为Teshie(18.6±1.2)和Jamestown(9.4±0.7)。解剖学分析发现MPs更易富集于肠道(52.6%)而非鳃部(47.4%),这与鱼类主要通过摄食途径接触MPs的假设一致。

Polymer characterization and distribution patterns
LDIR鉴定显示PE(32.1%)、PP(24.7%)和PS(18.9%)是主要聚合物类型,与当地常见塑料废弃物成分高度吻合。尺寸分析发现<100 μm的MPs占比达63.2%,这类小尺寸颗粒更易穿透生物屏障。值得注意的是,滤食性鱼类MPs负荷是肉食性鱼类的3.1倍,这与经典生物放大理论相悖,暗示底层生物可能承担更高生态风险。

Estimated human intake and risk assessment
通过当地鱼类消费量(人均32.4 kg/年)推算,沿海居民年均MPs摄入量高达4,860颗粒,其中Labadi居民暴露风险是Jamestown的2.9倍。虽然该数值低于引发急性毒性的阈值,但长期低剂量接触可能通过氧化应激等机制导致慢性健康损害。

这项发表于《Environmental Pollution》的研究,首次绘制了加纳几内亚湾鱼类MPs污染图谱,其重要意义体现在三方面:1)证实沿海人工渔业社区是MPs污染重灾区,为环境政策制定提供靶点;2)揭示营养级传递的特殊性,挑战了传统生物放大认知;3)建立的LDIR-ATR/FTIR联用方案,为发展中国家MPs监测提供可行技术路径。正如研究者指出,当每三条鱼中就有两条携带塑料颗粒时,海洋食品安全已不仅是生态问题,更是迫在眉睫的公共卫生挑战。

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