《Regional Studies in Marine Science》：A comparative study of microplastic contamination and ecological risk in beach and bottom sediments along the southern Black Sea coast
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黑海沿岸海滩与底泥微塑料污染对比研究显示两地平均浓度分别为140.39±10.38 MP/kg和106.19±8.74 MP/kg，热点区域均超200 MP/kg。海滩以纤维为主（74.1%），底泥碎片和薄膜占比更高（53.5%）。PET占海滩聚合物总量59.1%，底泥则含PE、PP、PA、PAN等多类型。多变量分析证实聚合物组成差异显著，PET是主要差异来源。生态风险指数显示超70%站点属最高风险（Class V），凸显有害聚合物生物可利用性风险。
雅赫亚·特尔齐（Yahya Terzi）|艾哈迈德·拉伊夫·埃里亚沙尔（Ahmet Raif Erya?ar）|尼桑·伊什塞文（Nisan ??seven）|伊尔汉·扬迪（?lhan Yand?）|艾哈迈德·沙欣（Ahmet ?ahin）|拉费特·查格里·奥兹图尔克（Rafet ?a?r? ?ztürk）|塞达特·贡多杜（Sedat Gündo?du）|凯南·盖迪克（Kenan Gedik）
土耳其特拉布宗卡拉德尼兹技术大学（Karadeniz Technical University）海洋科学学院渔业技术工程系，邮编61530
摘要
微塑料（MPs）现已被公认为海洋生态系统中的广泛存在的污染物，尤其是像黑海这样的半封闭海域，由于水体交换受限以及大量来自陆地的输入物质，其污染更为严重。本研究首次对土耳其整个黑海沿岸的海滩沉积物和海底沉积物中的微塑料污染情况及其生态风险进行了比较评估。调查在64个地点进行（38个海滩和26个海底沉积物采样点）。平均浓度在两种沉积物中大致相当，海滩沉积物为140.39±10.38 MP/kg，海底沉积物为106.19±8.74 MP/kg，但某些特定地点的浓度超过了200 MP/kg。纤维是两种沉积物中的主要形态类型，在海滩沉积物中的比例（74.1%）显著高于海底沉积物（53.5%），而碎片和薄膜在海底沉积物中相对更常见。蓝色和黑色颗粒在两种环境中都很常见。聚合物分析显示，海滩沉积物中聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）占主导地位（59.1%）。相比之下，海底沉积物中的聚合物类型更为多样，包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）和聚丙烯腈（PAN）。多元分析证实了两种沉积物在成分上的显著差异，PET被认为是造成这些差异的主要因素。聚合物危害指数（PHI）表明存在严重的生态风险，超过70%的采样点被归类为最高危害等级（第五级），这凸显了有害聚合物的持久性和潜在的生物可利用性。
引言
过度生产、短寿命的应用以及不充分的废物管理使得塑料成为全球最普遍的人为压力源之一。实证证据表明，微塑料主要积聚在沉积物-水体界面及沉积物表层几厘米范围内；例如，在爱尔兰大陆架上，97%的微塑料集中在表层2.5厘米内（Lots等人，2017年）。因此，为了获得可靠的评估结果，建议至少采集表层4-5厘米的样本（Lots等人，2017年）。从生态角度来看，微塑料不仅因其对生物体的物理影响而令人担忧，还因其具有吸附疏水性污染物的能力并进入食物链，从而成为化学暴露的载体（?ztürk和Alt?nok，2020年；Terzi等人，2024年）。
土耳其拥有约1700公里的黑海海岸线，是该海域中最长的海岸线（Tuncer等人，1998年）。然而，由于废物管理基础设施不足和固体废物处理方式不规范，塑料污染问题日益严重。特别是污水溢出、未经处理的废水排放（Akdemir和Gedik，2023年）以及沿海定居点的无序倾倒行为，直接或间接地导致微塑料进入海洋环境（Da?tekin等人，2025年）。这一因素被认为是土耳其沿海地区和海底沉积物中微塑料积累量高的主要原因之一。废水处理仍然是土耳其黑海沿岸面临的重大挑战。地区间差异显著，在许多沿海省份，未经处理或处理不足的废水仍流入海洋，尤其是那些缺乏先进设施的小型市镇。土耳其是向黑海排放塑料废物最多的国家（?evik等人，2022年），这主要是由于废物管理不善和回收效率低下。此外，黑海沿岸居住着近1600万人，季节性旅游业进一步增加了对废物和废水系统的压力。这些人口和社会经济因素加剧了微塑料的输入，凸显了废物管理不足的问题。
由于黑海是一个半封闭的海域，水体交换受限，且其流域主要由克孜勒尔马克河（K?z?l?rmak）、耶希尔尔马克河（Ye?il?rmak）、萨卡里亚河（Sakarya）、多瑙河（Danube）、德涅斯特河（Dniester）和第聂伯河（Dnieper）等主要河流主导，因此该海域特别容易积累塑料。区域评估显示，黑海中的浮游微塑料数量大约是地中海的两倍，仅多瑙河每天就排放多达4.2吨塑料（Lechner等人，2014年；Cincinelli等人，2021年）。大约90%的微塑料来自陆地，主要来源包括河流排放、城市废水、污水溢出和固体废物管理不善（Cincinelli等人，2021年；Terzi等人，2025a）。人口密集的海岸线和无控制的排放进一步加剧了微塑料的积累风险（Da?tekin等人，2025年；Terzi等人，2025a；Terzi等人，2025b）。在黑海中，微塑料已存在于表层水、水柱、沿海和深海沉积物以及底栖生物中（Erya?ar等人，2021年；Terzi等人，2022年；Ayd?n等人，2023年；Gedik和G?zler，2022年）。这些研究共同证实，微塑料在黑海中普遍存在，分布于表层水、沿海沉积物、深海沉积物和河流输入物中，其数量受人为压力、水动力和局部地貌的强烈影响。
尽管已有许多研究评估了黑海不同环境介质中的微塑料含量，但缺乏对沿海沉积物和海底沉积物之间进行比较分析的研究。因此，本研究旨在：（i）量化沿海与海底沉积物中的微塑料数量、形态类型和尺寸分布；（ii）分析聚合物组成并推断潜在来源；（iii）利用风险指数评估生态风险，重点关注沉积物-水体界面的底栖生物暴露情况。该地区记录的季节性动态和跨界传输过程揭示了局部和区域因素在微塑料沉积过程中的复杂相互作用。
总体而言，在一个受到强烈陆地影响和沿海人为压力作用的半封闭海域中，从沿海到海底的比较视角有助于了解区域性的微塑料“热点”及其从源头到沉积地的动态过程。这样的研究结果将为沿海管理决策提供依据——从废水和雨水基础设施到渔业和旅游法规——并支持基于证据的生态风险评估和监测框架的建立。
采样方法
采样
所有样本均采集于2024年夏季，时间范围为7月至8月。海底沉积物样本来自黑海南部沿岸的26个站点（图1A）。采样使用从船上投放的Van Veen抓取器进行，采集深度为20-25米。回收样本时，仅取顶部约3厘米的未受扰动的沉积物，以获取最近沉积的物质。每个站点采集了三个重复样本。
含量分布
38个采样点中收集的海滩沉积物样本中的微塑料含量存在显著差异（ANOVA，p<0.05）。总体平均微塑料密度为140.39±10.38 MP/kg，范围从一个站点的最低值12.30±2.02 MP/kg到另一个站点的最高值486.00±19.28 MP/kg（图3A）。有几个地点被确定为微塑料积累的热点区域，其中站点12的平均密度最高（486.00±19.28 MP/kg），其次是站点7。
讨论
本研究首次对黑海南部沿岸的海滩沉积物和海底沉积物中的微塑料污染情况进行了比较评估。总体而言，海滩沉积物（140.39±10.38 MP/kg）和海底沉积物（106.19±8.74 MP/kg）中的微塑料含量大致相当，这与半封闭海域中有限的水体交换会促进塑料碎片在多个环境中的滞留和重新分布的观点一致（Cincinelli等人，2021年；Bobchev等人，
结论
本研究首次对土耳其黑海沿岸的海滩沉积物和海底沉积物中的微塑料污染情况进行了比较评估。这项工作的创新之处在于其双沉积物视角，为半封闭海域中微塑料的从源头到沉积地的动态提供了新的见解。研究结果证实，黑海南部是微塑料的区域性聚集区，其污染水平在全球范围内属于中等至较高水平。
作者贡献声明
凯南·盖迪克（Kenan Gedik）：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、项目管理、资金筹集、数据管理、概念构思。雅赫亚·特尔齐（Yahya Terzi）：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、可视化、数据分析。艾哈迈德·拉伊夫·埃里亚沙尔（Ahmet Raif Erya?ar）：研究、数据管理。艾哈迈德·沙欣（Ahmet ?ahin）：研究。拉费特·查格里·奥兹图尔克（Rafet ?a??）：撰写——审稿与编辑、研究、概念构思。尼桑·伊什塞文（Nisan ??seven）：研究。伊尔汉·扬迪（?lhan Yand?）：研究，
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了雷杰普·塔伊普·埃尔多安大学（Recep Tayyip Erdo?an University）科学研究项目组的支持（项目编号：FBA-2025–2190）。
