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北部湾鱼类汞暴露的环境驱动机制及膳食风险评估:摄食习性与海水参数的交互作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月21日 来源:Environmental Research 7.7
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针对热带-亚热带海域汞(Hg)污染生态风险认知不足的问题,研究人员在北部湾东部24个站点开展多物种(10种/650尾)汞暴露研究,揭示底栖鱼类THg/MeHg(总汞/甲基汞)显著高于浮游生物食性鱼类,发现水温与pH通过摄食类群特异性途径调控汞积累,证实硫磺鲻(Upeneus sulphureus)等物种存在智力发育(新生儿IQ降低0.45分)和心血管疾病风险(每10万人年增加2.68例),为动态海域汞风险评估提供新范式。
汞污染如同潜伏在海洋中的"生态幽灵",在热带-亚热带海域尤为猖獗。北部湾作为中国四大渔场之一,承受着全球50%的大气汞(II)湿沉降和80%的河流汞通量,却缺乏对海洋生物汞暴露机制的深入认知。更棘手的是,气候变化导致的水温上升和酸化可能改写汞的生态剧本——微生物将无机汞转化为剧毒的甲基汞(MeHg),通过食物网产生104-107倍的生物放大效应。尽管已知鱼类体长、营养级会影响汞积累,但环境参数如何与摄食习性交互作用?季节性波动是否构成突发性生态威胁?这些问题在动态的亚热带海域亟待解答。
中国海洋大学等机构的研究团队在《Environmental Research》发表的研究给出了关键答案。通过2022年4月/8月在北部湾东部24个站点的系统性采样,对10种650尾鱼类(涵盖底栖、浮游生物和自游生物食性三类)进行总汞(THg)和甲基汞(MeHg)检测,同步测定13项海水参数,结合健康风险评估模型,首次揭示了环境驱动汞暴露的类群特异性机制。
研究采用底拖网标准化采样获取鱼类样本,通过原子荧光光谱法测定THg,气相色谱-冷原子荧光光谱(GC-CVAFS)检测MeHg。利用YSI多参数水质仪现场测定温度、pH等环境参数,结合广义加性模型(GAM)解析环境-生物因子的非线性关系,采用美国EPA推荐公式计算膳食风险商(HQ)和智力损失量。
MeHg和THg分布
数据显示鱼类MeHg(0.028-2.609 mg/kg干重)占THg的82-99%,证实甲基化是主要风险形态。底栖食性的硫磺鲻(Upeneus sulphureus)和约翰氏石首鱼(Johnius belangerii)分别以1.92和0.87 mg/kg干重位居前两位,较浮游生物食性鱼类高3-8倍,印证"底栖-沉积物"是汞富集热点途径。
环境驱动机制
温度与pH展现摄食类群特异性效应:温度每升高1°C,自游生物食性鱼类MeHg增加12.3%,而浮游生物食性类群反而降低7.8%;底栖鱼类MeHg与pH呈显著负相关(r=-0.53),可能与低pH促进沉积物汞解吸有关。这种"环境-摄食"双因子调控模型,突破了传统单一生物参数解释框架。
健康风险评估
硫磺鲻的HQ值达0.68(安全阈值1),长期食用会导致新生儿IQ累计损失0.45分,成人心血管疾病死亡风险增加2.68例/10万人年。该发现为南海沿岸居民(日均鱼类摄入量达200g)的膳食结构调整提供量化依据。
这项研究构建了"环境波动-生物积累-膳食风险"的全链条认知体系,其创新性体现在三方面:首次证实亚热带海域短期环境波动可通过摄食类群特异性途径影响汞暴露;建立温度/pH与不同营养途径的剂量-效应关系;量化了区域性特色鱼种的健康风险阈值。研究成果不仅为动态海域汞风险评估填补方法学空白,更对全球气候变化背景下的渔业安全管理具有预警意义——当北部湾夏季水温持续升高时,自游生物食性鱼类的汞风险可能呈现加速上升趋势,这要求监管部门建立更灵活的季节性监测机制。
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