人为压力下咸水海域城市沙滩沙中化学污染物与细菌群落组成的关联研究

本研究针对人为压力下波罗的海沿岸休闲沙滩的沙质环境，通过16S rDNA测序和非靶向GC-MS技术，首次系统揭示了149种化学污染物（包括PAHs、塑化剂等）与细菌群落结构变化的关联性，发现31种潜在人类病原体DNA，为海滩环境健康风险评估提供了重要科学依据。

　　

沙滩作为海岸带最典型的生态系统，长期承受着来自陆地和海洋的双重压力。近年来，随着城市化进程加速，波罗的海沿岸休闲沙滩面临日益严重的化学污染和微生物安全威胁。尽管海水质量已被常规监测，但游客与沙滩接触时间远超海水，其潜在健康风险却被长期忽视。更令人担忧的是，新型化学污染物不断涌现，传统监测手段难以全面评估其生态效应。

格但斯克医科大学的研究团队针对这一科学空白，在2022-2023年间对格但斯克湾7个高人为压力沙滩进行跨季节采样，通过整合宏基因组学（16S rDNA测序）与非靶向化学分析（GC-MS），首次系统揭示了化学污染物与微生物群落的互作关系。相关成果发表于《Environmental Pollution》。

研究采用五大关键技术：1) 跨季节多点采样策略（34份样本覆盖夏秋冬三季）；2) 细菌群落16S核糖体DNA（16S rDNA）高通量测序；3) 气相色谱-质谱联用（GC-MS）非靶向化学筛查；4) 地理信息系统（GIS）空间分析；5) 病原体特异性基因检测。

【研究结果】
背景：沙滩沙作为天然过滤器，其多孔结构可富集微生物和化学物质。研究区域位于波罗的海南岸的格但斯克湾，采样点涵盖港口区（格丁尼亚GN1-2）、旅游区（索波特SP1）及城市沙滩（格但斯克GD1-4）。

研究区域与采样：在15公里海岸线设置7个采样点，发现沙滩微生物群落具有显著地理特异性，且季节稳定性高于预期。例如港口附近样本（GN系列）富含烃类降解菌，而城市沙滩（GD系列）则以人类共生菌为主。

结果与讨论：
• 化学分析检出149种化合物，包括28种多环芳烃（PAHs）、19种塑化剂和苯并噻唑类工业添加剂。
• 污染物与微生物群落显著相关：PAHs富集点α-变形菌门（Alphaproteobacteria）减少50%，而塑化剂污染区拟杆菌门（Bacteroidetes）增加2倍。
• 检出31种潜在病原体DNA，包括大肠杆菌（Escherichia coli）和弧菌属（Vibrio spp.），其分布与城市径流输入呈正相关。

结论：研究证实沙滩微生物群落具有地理指纹特征和季节稳定性，化学污染物会定向选择特定菌群。该发现为建立"微生物-化学"联合监测体系提供了理论依据，对保障公众健康具有重要意义。

讨论部分强调，这是首个在低盐度海域（波罗的海盐度<7‰）开展的系统研究，揭示了新型污染物（如苯并噻唑）的生态效应。研究局限性在于未评估污染物的生物可利用度，未来需结合代谢组学深入解析毒性机制。该成果为欧盟《海滩环境质量指令》的修订提供了科学支撑，建议将沙滩沙质量纳入常规监测体系。