东北地中海梅尔辛湾重金属分布与健康风险评估：沉积物、大型藻类（Enteromorpha sp.）及鱼类物种（Mugil cephalus, Mullus barbatus, Pegusa lascaris）的多介质研究中文标题

本研究针对东北地中海梅尔辛湾重金属污染问题，通过分析沉积物、大型藻类（Enteromorpha sp.）和鱼类（M. cephalus, M. barbatus, P. lascaris）样本，结合生态风险指数（EF、Igeo、CF、PLI、PERF、PERI）和健康风险模型（HQ、HI、CR、TLCR），揭示镍（Ni）为主要生态风险因子，镉（Cd）、铬（Cr）、镍（Ni）在沉积物和藻类中具健康风险，铜（Cu）在鱼类消费中存在潜在危害，为区域海洋生态管理和食品安全提供科学依据。

　　

海洋环境中的重金属污染因其持久性、毒性和生物累积性已成为全球性环境问题。尽管部分重金属自然存在于海洋生态系统中，但工业活动、农业径流、生活污水排放、航运及沿海城市化等人类活动显著增加了其浓度，对海洋生物群（包括大型藻类和鱼类）造成生理生化过程紊乱、生物多样性减少及生态系统功能受损等风险。重金属在海产品中的积累更构成人类暴露的直接途径，其毒性和致癌性对公众健康构成潜在威胁。位于东北地中海沿岸的梅尔辛湾是一个生态和经济重要区域，受城市化、工业活动和旅游业的强烈影响，湾内水域接收大量来自生活污水、工业废水和河流输入的污染物，导致海水、沉积物和生物体中污染物积累。尽管已有研究报道该区域沉积物和特定生物体重金属的存在，但同时涵盖多环境介质（沉积物、大型藻类、鱼类）的综合评估仍显不足。为此，研究人员在梅尔辛湾开展了系统研究，旨在填补这一知识空白，全面评估重金属分布及其生态与健康风险，相关成果发表在《Marine Pollution Bulletin》。

为开展本研究，作者团队于2024年11月至2025年4月期间在梅尔辛湾8个站点采集了沉积物、大型藻类（Enteromorpha sp.）和鱼类（Mugil cephalus, Mullus barbatus, Pegusa lascaris）样本。沉积物使用埃克曼抓斗采集，大型藻类手工采集，鱼类样本则从当地渔民处获取以确保空间可比性。金属分析采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）， preceded by microwave-assisted acid digestion（微波辅助酸消解），沉积物和藻类数据以干重（dw）报告，鱼类以湿重（ww）报告。质量控制通过认证参考物质（CRM）分析实现，回收率在90%至120%之间。生态风险评估计算了富集因子（EF）、地积累指数（I_geo）、污染因子（CF）、污染负荷指数（PLI）、潜在生态风险因子（PERF）和潜在生态风险指数（PERI）。健康风险评估采用危害商数（HQ）、危害指数（HI）、致癌风险（CR）和总致癌风险（TLCR）模型，结合统计方法如Pearson相关分析和主成分分析（PCA）探究污染来源和关系。

3.1. 沉积物中的金属

研究发现，梅尔辛湾表层沉积物中金属浓度变化显著，东部区域浓度较高，主要受污染河流和人为输入影响。金属浓度范围分别为：铝（Al）10,832–82,394 mg/kg dw、铬（Cr）32.12–260.79 mg/kg dw、锰（Mn）358.0–1242.6 mg/kg dw、铁（Fe）9194–39,289 mg/kg dw、钴（Co）8.57–40.29 mg/kg dw、镍（Ni）160.3–2421.1 mg/kg dw、铜（Cu）3.58–31.22 mg/kg dw、锌（Zn）17.40–71.52 mg/kg dw、镉（Cd）0.07–0.17 mg/kg dw、铅（Pb）3.56–20.86 mg/kg dw。泥质含量（silt+clay）介于29.4%至48.6%，与金属浓度呈良好相关性，PCA分析表明金属分布受粒度分布影响，铁、铬、钴和镍聚类显示岩性来源，而铅、铜、锌和镉分离暗示人为输入。生态风险指数显示，镍在所有站点均呈现最高值，EF（0.23–52.01）、I_geo（?4.24–4.57）、CF（0.08–35.60）、PLI（0.35–0.99）、PERF（0.18–178.02）和PERI（25.71–198.28）均表明梅尔辛湾沉积物深受镍污染，主要源于区域基性和超基性岩石的风化侵蚀及人类活动。

3.2. 大型藻类中的金属

大型藻类（Enteromorpha sp.）金属浓度高于沉积物，显示其高生物累积能力，尤其对镉。浓度范围分别为：Al 1290.4–9937.7 mg/kg dw、Cr 9.33–34.57 mg/kg dw、Mn 46.4–180.8 mg/kg dw、Fe 950.1–5481.4 mg/kg dw、Co 1.13–11.43 mg/kg dw、Ni 37.8–317.9 mg/kg dw、Cu 1.03–3.51 mg/kg dw、Zn 7.85–14.42 mg/kg dw、Cd 0.06–0.28 mg/kg dw、Pb 0.35–2.10 mg/kg dw。高污染站点值较高，归因于人为有机和无机物排放，与既往研究一致，突显大型藻类作为生物指示剂的有效性。

3.3. 鱼类物种中的金属

鱼类金属浓度远低于沉积物和藻类，表明其吸收但不累积重金属。浓度范围（ww）分别为：Al 2.28–2.77 mg/kg、Cr 0.31–0.39 mg/kg、Mn 0.22–0.68 mg/kg、Fe 1.51–5.42 mg/kg、Co 0.006–0.016 mg/kg、Ni 0.04–0.13 mg/kg、Cu 0.09–0.29 mg/kg、Zn 1.53–3.45 mg/kg、Cd 0.0007–0.0010 mg/kg、Pb 0.035–0.051 mg/kg。所有值均低于土耳其食品法典（TFC）、世界卫生组织（WHO）、粮农组织（FAO）和欧盟委员会（EC）设定的上限，但健康风险评估显示潜在风险。

3.4. 梅尔辛湾金属的健康风险评估

健康风险评估显示，沉积物和大型藻类中镉、铬和镍对人类构成健康风险（HI ≥ 1, TCR ≥ 1.00 × 10^?4），与先前研究一致。尽管大型藻类Enteromorpha sp.在土耳其非传统食用，评估仍为间接暴露或未来消费变化提供 insight。鱼类中，M. cephalus和M. barbatus的铜金属导致HQ和CR值超限（HQ 2.13 × 10^?4–3.68 × 10^?2, CR 8.42 × 10^?8–1.42 × 10^?4），尽管浓度低于标准，但因每日摄入估算和毒理学参考值，频繁消费可能带来长期健康风险。

研究结论强调，梅尔辛湾沉积物受镍污染，镉、铬、镍在沉积物和藻类中具健康风险，鱼类消费中铜存在潜在危害。多介质方法提供了对重金属污染动态的全面理解，呼吁实施综合管理策略，包括污染控制、持续监测和鱼类消费建议，以保护海洋生态系统和公众健康。此研究为东北地中海区域的沿海管理和食品安全提供了关键数据支持，突出了在人类活动加剧背景下，多介质评估对环境与健康风险管理的必要性。