土耳其黑海沿岸七种经济鱼类潜在毒性元素生态风险评估及健康风险模型构建

本研究针对黑海沿岸工业废水导致的潜在毒性元素（PTEs）污染问题，通过测定Al、Cu等14种元素在7种经济鱼类肌肉组织中的富集水平，结合MPI、THQ等多维度健康风险评估模型及GIS空间分布分析，发现鱼类体内Fe(17.028 μg g-1)和Zn(14.288 μg g-1)富集最高但均低于WHO限值，证实当前食用风险可控，为沿岸国家渔业监管提供重要数据支持。

　　

黑海作为全球重要的半封闭海域，长期承受着来自多瑙河等河流携带的工业污染物和航运活动影响。近年来，土耳其沿岸76%的渔业产量来自该区域，但日益严重的重金属污染通过食物链富集，对经常食用鱼类的沿岸居民构成潜在健康威胁。特别是As、Hg等具有强毒性和生物累积性的元素，可能引发神经系统损伤、癌症等疾病，儿童群体更易受到危害。这种生态与健康风险的叠加，使得系统评估鱼类体内污染物水平成为当务之急。

为准确评估风险，Evrim Sibel ?NEL团队采用ICP-MS（电感耦合等离子体质谱）对黑海沿岸8个省份捕获的480尾鱼类样本进行14种元素检测，选取广泛消费的鲭科、鲻科等7个物种，通过微波消解法处理肌肉组织。研究创新性地结合传统理化分析与空间插值技术，运用IDW（反距离加权）算法构建元素分布热图，并采用MPI（金属污染指数）、THQ（目标危害商）和HI（危害指数）等多参数模型进行健康风险评估。

研究结果部分呈现以下重要发现：

1. 1.

   元素富集特征：鱼类肌肉中元素平均浓度排序为Fe(17.028)>Zn(14.288)>As(2.045)>Cu(1.017)>Mn(0.721) μg g^-1，底栖性鱼类Mullus barbatus(MB)表现出最高的综合富集水平(57.66 μg g^-1)，这与该物种摄食底栖无脊椎动物的习性相关。空间分析显示Kastamonu省鱼类Cr、Cu污染最显著，与当地港口矿物运输活动直接相关。

2. 2.

   健康风险评估：所有鱼种的MPI值均<1（MB最高0.685），THQ和HI指数均低于安全阈值。As在MB肌肉中的含量(5.31 μg g^-1)虽超过伊朗标准但EDI（估计日摄入量）计算显示，每周140g的消费量下，成人摄入量仍远低于FAO/WHO的PTWI（暂定每周耐受摄入量）。

3. 3.

   元素相关性：Pearson分析揭示As-Cu(r=0.89)、Pb-Al(0.86)存在强相关性，双聚类热图将8个省份按污染特征划分为两个集群，其中Trabzon、Rize等东部省份因采矿活动呈现独特的Fe-Zn污染模式。

讨论部分强调，尽管当前鱼类消费的致癌风险较低，但As等元素的持续富集趋势值得警惕。研究首次建立的黑海沿岸PTEs空间分布模型，为污染源追踪提供可视化工具。作者建议在工业区引入生物监测物种，并针对Kastamonu等高风险区域实施重点防控。该成果发表于《Scientific Reports》的重要意义在于，其建立的多参数评估体系不仅适用于黑海区域，也为全球类似沿岸生态系统的风险管控提供了方法论参考。

值得注意的是，研究发现的元素生物富集规律——小型鱼类因代谢旺盛更易累积金属，为渔业资源管理提供了科学依据。而GIS技术与传统毒理学参数的创新结合，则开创了区域生态风险评估的新范式。这些发现将直接影响土耳其及周边国家的水产品安全政策制定，并对实现联合国可持续发展目标中"清洁饮水和卫生设施"的具体指标产生积极推动作用。