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阿拉斯加鲑鱼作为污染物生态通道:16种微量元素在食物网中的生物累积与健康风险评估
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月05日 来源:Emerging Contaminants 5.3
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本研究针对阿拉斯加鲑鱼体内微量元素(TEs)的生物累积及其健康风险展开。研究人员分析了两种鲑鱼(大麻哈鱼和粉红鲑)7种组织中的16种TEs(包括As、Cd、Hg等),发现大麻哈鱼因生命周期长、食性广导致更高TE累积,但其肌肉组织对人类食用风险较低,而肾脏和肝脏中As超过野生动物耐受量。研究强调了持续监测的必要性,为人类消费和野生动物保护提供关键数据。
阿拉斯加鲑鱼不仅是人类重要的蛋白质来源,更是北极和亚北极生态系统中能量流动的关键载体。然而,随着全球工业化和气候变化,重金属和微量元素通过大气沉降、采矿活动等途径进入海洋环境,可能通过食物链在顶级捕食者体内富集。尤其令人担忧的是,鲑鱼作为溯河洄游物种,既能将海洋污染物带入淡水系统,又是棕熊、虎鲸等野生动物的主要食物。但此前研究多局限于肌肉和肝脏组织,且缺乏对阿拉斯加这一特殊地理区域的系统性评估。
针对这一科学问题,Nova Southeastern University的研究团队在《Emerging Contaminants》发表了开创性研究。他们采集了阿拉斯加东南部3条溪流中的大麻哈鱼(Chum salmon, Oncorhynchus keta)和粉红鲑(Pink salmon, O. gorbuscha),采用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术分析了16种TEs在7类组织(脑、头骨、肾、肝、肌肉、皮肤、脊椎)的分布,并通过估计日摄入量(EDI)、靶标危害商数(THQ)和致癌风险(CR)模型评估健康风险。
3.1 微量元素分布
研究发现大麻哈鱼各组织TE浓度普遍高于粉红鲑,尤其肾、肝差异显著。头骨中钒(V)浓度比其他组织高100倍,而脑组织中锡(Sn)富集程度达22倍。肝脏作为代谢中枢,富集了铜(Cu, 135 mg/kg)和铁(Fe, 286 mg/kg)等必需元素,而肾脏则是镉(Cd)的主要储存部位。
3.2 人类健康风险
尽管大麻哈鱼肾脏和肝脏的砷(As)超过耐受日摄入量(TDI),但肌肉组织的THQ均<1,致癌风险值(10-4-10-9)远低于警戒线。值得注意的是,所有组织的硒汞比(Se:Hg)>1,表明Se对Hg的解毒作用有效。
4.1 物种差异
大麻哈鱼更高的TE负荷与其更长的生命周期(3-5年)和广食性相关,而粉红鲑肌肉中更高的As(0.251 mg/kg)和Hg(0.129 mg/kg)可能与其脂肪含量较高有关。
4.2 组织特异性
肝脏展现出最强的TE富集能力,其中Cu浓度是其他组织的40倍;头骨中Al(28.2 mg/kg)和V(3.67 mg/kg)的异常高值提示骨骼可能作为某些金属的"沉积库";而脑组织Cr(0.304 mg/kg)的富集机制仍需探索。
4.3 野生动物风险
研究首次量化了鲑鱼各组织TE数据,为评估棕熊、虎鲸等捕食者的二次暴露风险奠定基础。例如灰狼若专食鲑鱼头部,其V暴露量可能显著增加。
这项研究建立了阿拉斯加鲑鱼TE污染的基线数据库,揭示了组织特异性累积规律。尽管当前人类食用风险较低,但气候变化导致的永冻层融化可能释放更多Hg,未来需持续监测。研究创新性地将生态毒理学与食品安全评估结合,为制定区域性污染物管理政策提供了科学依据。
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