波斯湾穆萨河口潜在有毒元素污染：生态与健康风险评估及镍污染的关键警示

本研究针对波斯湾穆萨河口工业活动导致的Cu、Ni、Hg等潜在有毒元素(PTEs)污染问题，通过季节性采样分析水体、沉积物及5种经济水生物种(如Platycephalus indicus)的污染特征，结合生物富集因子(BAF)和健康风险模型(THQ/TCR)，揭示镍污染致癌风险超标(TCR>10-4)的严峻现状，为海湾工业区生态监管提供科学依据。

　　

波斯湾作为全球最繁忙的石油运输通道，其沿岸工业活动导致的重金属污染长期威胁着脆弱的海洋生态系统。穆萨河口作为伊朗西北部重要的工业河口，承受着来自石化企业、航运活动和城市径流的多重压力，但关于该区域污染物在"水-沉积物-生物"系统中的迁移规律及其健康风险的系统研究仍属空白。这正是本研究团队在《Marine Pollution Bulletin》发表论文的核心关切。

研究团队采用多介质采样策略，在2024年夏季(8月)和冬季(12月)采集了6个站点的水体、表层沉积物(0-4cm)以及4种鱼类(印度鲬Platycephalus indicus、东方鳎Euryglossa orientalis等)和1种虾类(近缘新对虾Metapenaeus affinis)的肌肉组织。通过火焰原子吸收光谱法(FAAS)定量分析了Cu、Pb、Cr、Ni、Zn、Hg六种元素，结合生物富集因子(BAF)、目标危害商(THQ)和总致癌风险(TCR)等模型评估生态与健康风险。质量控制方面采用DORM-4(鱼类)、NIST-1646a(沉积物)等标准物质验证，回收率达85%-115%。

3.1 水体PTEs污染特征
数据显示水体金属浓度呈Ni(71.23-92.88 μg/L)>Zn>Cr>Pb>Cu>Hg梯度，夏季浓度普遍高于冬季(P<0.05)。值得注意的是，Ni在所有站点均超出美国环保署(USEPA)水质标准10倍以上，Cu也超标1.4倍，表明工业排放的持续影响。

3.2 沉积物污染格局
沉积物中Ni(36.35-55.63 μg/g)同样占据主导，冬季浓度显著升高。在工业区邻近的2号站点，Ni超过可能效应水平(PEL)阈值，Hg在冬季多个站点超过效应范围低值(ERL)，反映沉积物作为污染"汇"的长期风险。

3.3 生物组织富集规律
肌肉组织分析显示：虾类(M. affinis)对Cu的富集最强(BAF_水=1.14)，而底栖鱼类(P. indicus)对Hg的富集最显著(BAF_沉积物=4.78)。所有物种的Ni含量均超WHO限值，其中P. indicus和E. orientalis的Cr还超过FAO标准，显示底栖生物的高暴露风险。

3.5 健康风险评估
尽管每日估计摄入量(EDI)和危害指数(HI=0.177-0.378)显示非致癌风险可控，但镍的总致癌风险(TCR)在多数物种中突破10^-4阈值，尤以冬季P. indicus最高(2.4×10^-4)。相比之下，Pb和Cr的致癌风险可忽略。

讨论部分深入剖析了镍污染的工业来源——石化冶炼过程中镍催化剂的广泛使用导致环境释放。与红海、孟加拉湾等参照区域相比，穆萨河口的Ni污染水平高出2-3个数量级，其致癌风险与印度Ship-breaking地区相当。研究创新性地揭示了冬季低温条件下金属滞留增强的生物学机制：鱼类代谢减缓导致镍排泄效率降低，这与热带地区夏季高富集的传统认知形成鲜明对比。

该研究的政策意义在于：首次量化了穆萨河口镍污染对海鲜消费者的致癌风险，为修订波斯湾地区海鲜安全标准提供数据支撑。作者建议将底栖鱼类(P. indicus等)纳入区域生物监测指标物种，并在工业区周边实施贝类消费警示。未来研究需结合分子毒理学手段，阐明镍在海洋生物中的代谢解毒通路差异，特别是为何Pelagic物种(C. nudus)表现出更强的耐受性。这些发现对全球工业河口区的生态风险管理具有示范价值。