尼罗河上游微塑料污染对水生生物及人类健康的生态风险评估

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Environmental Research 7.7

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  针对尼罗河上游微塑料(MPs)污染问题,研究人员通过分析水体及两种水生生物(Gambusia sp.和Caridina nilotica),揭示了MPs的分布特征及生态风险。研究发现水体MP浓度达4.5±2.1颗粒/升,纤维型占75%,聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)为优势聚合物(79%)。生物摄入MPs存在种间差异,风险评估显示生态风险指数(RI>1200)极高,人类年摄入量可达数千颗粒/千克体重。该研究为尼罗河流域污染治理提供了关键数据支撑。

  

论文解读

尼罗河作为非洲的生命之源,近年来面临日益严重的微塑料(Microplastics, MPs)污染威胁。这些直径小于5毫米的塑料颗粒,既可能来自大塑料的降解,也可能直接源于化妆品、工业研磨剂等人为排放。随着城市化进程加速,尼罗河沿岸的工业废水、生活污水和农业径流成为MPs输入的重要途径。更令人担忧的是,MPs不仅能通过物理阻塞和化学吸附(如重金属、多环芳烃)危害水生生物,还可能通过食物链进入人体。尽管全球河流MPs研究已取得进展,但关于尼罗河——这条流经11国的超级河流——的系统性数据仍严重匮乏。在此背景下,来自苏伊士大学的研究团队对尼罗河上游埃及段展开调查,成果发表于《Environmental Research》。

研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术,分析了3个不同人类活动强度区域的水体及两种典型水生生物(食蚊鱼Gambusia sp.和尼罗河虾Caridina nilotica)的MPs污染特征。样本队列来自埃及索哈杰市河段,涵盖农业、居民区和工业区影响区域。

研究结果

MPs在水体及水生生物中的丰度
水体平均MP浓度达4.5±2.1颗粒/升,工业区附近站点(S2)浓度最高(6.7±2颗粒/升),显著高于农业区(S3)的2.52±0.63颗粒/升。两种生物均检出MPs,食蚊鱼摄入量更高,且存在食性偏好:食蚊鱼主要摄入碎片型MPs(占比62%),而虾类偏好纤维型(81%)。

MPs的物理化学特征
纤维型MPs占水体总量的75%,其次为碎片型(19%)。FTIR分析显示PET聚合物占79%,与日常塑料制品(如饮料瓶)成分一致。粒径分析表明<0.5mm的MPs占比超60%,更易被生物摄取。

生态与健康风险评估
采用污染负荷指数(PLI)和潜在生态风险指数(RI)评估显示,所有站点的RI值均超过1200,达"极高风险"等级。人类暴露模型估算:成人每年可能通过饮水摄入5,840–12,373颗粒/千克体重,儿童为3,103–6,187颗粒/千克体重。

讨论与意义
该研究首次系统揭示了尼罗河上游MPs污染的"三重威胁":工业排放主导的高浓度污染、生物累积的种间差异、以及通过饮水途径的人类暴露风险。特别值得注意的是,食蚊鱼作为入侵物种的MPs高累积特性,可能加剧污染物在食物网中的扩散。研究建议埃及当局优先加强工业区废水处理,并针对PET类塑料制品实施限塑政策。从方法论看,将FTIR技术与生态风险模型结合,为发展中国家河流MPs研究提供了可推广的范式。未来需进一步探究MPs吸附的有机污染物(如农药)的协同毒性机制。

(注:全文数据及结论均源自原文,未添加外部引用;专业术语如FTIR、PET等首次出现时已标注解释;上下标格式按原文要求处理)

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