加拿大北极环斑海豹（Pusa hispida）摄入微塑料的证据

《Marine Environmental Research》：Evidence of Microplastic Ingestion in Ringed Seals ( Pusa hispida) from the Canadian Arctic

　　

# 加拿大北极环斑海豹体内首次确认微塑料摄入证据

• 微塑料在77%的胃中被检测到，平均每只海豹2.0个颗粒
• 碎片（55%）和纤维（42%）为主要形态
• 不同性别、年龄和地理位置之间的微塑料丰度相似
• 为北极塑料污染监测项目提供区域基线数据

## 引言

在过去的五十年中，环境中排放和积累的塑料数量显著增加，预计到2040年，全球塑料废弃物向陆地和水生环境的排放率将增加超过2.6倍（Lau等人，2020年）。环境过程，包括酶促、光解、水解和机械风化作用，将塑料污染碎化为越来越小的碎片，从而形成微塑料（最长维度小于5毫米的塑料颗粒）。微塑料现已被认为是全球普遍存在的污染物，构成了重大的全球环境挑战。

微塑料的摄入对生物体构成风险，因为研究表明，暴露于微塑料会对多种生物体造成致死和亚致死效应。塑料颗粒可能造成危害，例如撕裂胃肠道（GI），或通过引发生物体的虚假饱腹感导致能量储备耗尽（Wright等人，2013年）。微塑料还可能含有多种化学物质（例如未反应的单体、制造助剂以及添加的染料、增塑剂、阻燃剂和紫外线滤光剂），并可能从环境中吸附有机和无机污染物（Li等人，2024年；Wang等人，2018年）。这些化学物质向生物体和水道的浸出为微塑料诱导毒性提供了另一条途径（Bohá?ková和Cajthaml，2024年）。目前已有大量证据表明，暴露于微塑料会对个体生物体造成危害，并且其在环境中的存在对整个生态系统产生不利影响（Bucci等人，2020年）。

北极地区现已广泛受到塑料污染，微塑料已在海水（0.22 ± 0.23个颗粒/L；Huntington等人，2020年）、海冰（高达1.2 × 10?个颗粒/m3；Peeken等人，2018年）、沉积物（0.6-4.7个颗粒/g干重；Adams等人，2021年；1.94个颗粒/g；Huntington等人，2020年）、雪（高达1.44 × 10?个颗粒/L；Bergmann等人，2019年；17.5 ± 18.2个颗粒/L；Yu等人，2025年）、路尘（36.5–73.4 μg/g；Evans等人，2025年）以及该地区空气中（Hamilton等人，2022年）被检测到。尽管北极的微塑料可能源自当地来源，如垃圾、废物管理有限或废弃渔具（Bergmann等人，2022年；Evans等人，2025年），但微塑料也会通过大气传输（Bergmann等人，2019年；Hamilton等人，2024年；Yu等人，2025年）、洋流（Cózar等人，2017年）和季节性海冰流动（Peeken等人，2018年）从远处来源被输送到北极。随着全球气温升高，预计融化的海冰将释放被困的微塑料（Obbard等人，2014年），导致该地区的负荷增加。

环斑海豹（*Pusa hispida*）是环极分布物种，在加拿大北极地区内具有广泛的地理分布范围，并作为北极熊（*Ursus maritimus*）和因纽特人的主要食物来源，在北极海洋生态系统中发挥着关键作用。几十年来，环斑海豹一直被用作监测传统和新兴污染物暴露的哨兵物种（Houde等人，2019年），也是生态系统健康的关键指示物种。它们对因纽特社区的文化、饮食和经济福祉也至关重要，特别是通过生计狩猎。

全球范围内已在鳍足类动物的胃肠道和粪便中发现了微塑料（Zantis等人，2021年），证实了海豹会暴露于并摄入微塑料。然而，关于北极鳍足类动物中微塑料存在情况的数据有限，现有研究结果不一致。通过红外光谱在挪威斯瓦尔巴群岛的 walrus 粪便中确认发现了微塑料，平均浓度为34个颗粒/kg（Carlsson等人，2021年），在阿拉斯加附近白令海和楚科奇海采集的33/34（97%）斑海豹（*Phoca largha*）胃中也报告了微塑料（Sletten等人，2025年），表明即使在偏远地区也可能存在潜在暴露。相比之下，在加拿大东部北极地区收割的142只海豹胃中未检测到微塑料（Bourdages等人，2020年），加拿大西部北极地区的10只环斑海豹（Jardine等人，2023a）以及加拿大努纳武特地区五个社区的36只大西洋 walrus（Jardine等人，2023b）中也未检测到微塑料。这些加拿大研究的作者认为，未检测到微塑料可能是因为这些地区的北极海豹暴露水平较低。虽然证据证实了鳍足类动物在全球范围内摄入微塑料，但关于北极物种的数据仍然有限且不一致。需要进一步研究以澄清暴露的区域差异，评估潜在来源，并确定影响北极海豹和 walrus 中微塑料保留的因素。

为进一步解决北极海豹微塑料丰度数据有限的问题，本研究旨在定量和表征在加拿大北极地区努纳武特阿维亚特和雷索卢特湾附近收割的环斑海豹胃中的微塑料。我们使用与先前研究（Bourdages等人，2020年）类似的采样和提取技术，但在此基础上，使用拉曼微光谱全面鉴定从海豹胃中分离出的所有潜在微塑料颗粒，而非仅视觉识别的颗粒子集。通过从形态、颜色和聚合物类型三个方面表征每个确认的微塑料，本研究旨在深入了解可能影响该地区环斑海豹的污染来源和暴露途径。本研究旨在建立加拿大环斑海豹微塑料丰度的基线，并为北极塑料污染知识体系的不断完善做出贡献。

## 样本采集

2021年秋季，因纽特猎人在加拿大努纳武特地区两个社区附近收割了30只环斑海豹（图1）：阿维亚特（n = 20）和雷索卢特湾（n = 10）。这是与加拿大渔业和海洋部以及环境和气候变化部合作开展的社区监测项目。猎人在野外移除胃部，用聚乙烯袋密封，并冷冻运送到麦克埃文大学，在-80°C下储存直至分析。

## 形态与胃内容物

环斑海豹胃长度从69毫米到334毫米不等（均值= 232 ± 53毫米），内容物质量从1.4克到195克不等（均值= 67.5 ± 59.5克）。分析微塑料的30个海豹胃中有7个（23%），均来自阿维亚特，几乎为空。这导致雷索卢特湾的海豹胃内容物质量大于阿维亚特，平均重量分别为104 ± 53.7克和49.3 ± 53.2克。该差异无统计学显著性；然而，来自

## 讨论

环斑海豹作为北极海洋食物网中的顶级捕食者发挥着至关重要的作用，并作为北极污染的重要生物指示剂。尽管其重要性显著，但关于环斑海豹微塑料摄入和积累的数据有限。在本研究中，我们观察到加拿大北极地区两个地点收割的海豹胃中大部分（77%）含有微塑料（经拉曼光谱确认），这表明来自该地区的海豹

## 结论

本研究提供了加拿大北极环斑海豹微塑料摄入的首次确认证据，77%的采样个体胃中含有微塑料。虽然总体丰度较低，但以聚酯纤维和人为碎片为主的存在突出了塑料污染的普遍性，即使在偏远的生态系统中也是如此。这些发现与之前报告该地区海豹中未检测到微塑料的研究不同，可能由于

## CRediT作者贡献声明

Liisa Jantunen：写作 – 审阅与编辑，验证，资源，经费获取，概念化。Magali Houde：写作 – 审阅与编辑，验证，资源。Matthew Ross：写作 – 审阅与编辑，监督，项目管理，方法论，经费获取，正式分析，数据管理，概念化。Haylee Hatton：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，可视化，方法论，调查，正式分析，数据管理。Steven Ferguson：

## 利益冲突声明

作者声明，他们不存在已知的可能影响本文报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

## 数据可用性

本研究使用的原始数据可在麦克埃文大学数据仓库获取：https://doi.org/10.5683/SP3/ZRIHXJ

## 手稿准备过程中生成式人工智能和AI辅助技术的声明

在手稿准备过程中，作者使用Claude（Anthropic）进行校对，检查内部一致性和引文格式。Claude还用于处理并绘制补充数据中展示的拉曼光谱。使用此工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，并对内容的全部内容承担全部责任。

## 资助

本工作由北部污染物计划（CIRNAC项目M-04和M-26）、加拿大自然科学与工程研究理事会通过发现计划资助（资助参考编号RGPIN2015-04852）以及麦克埃文大学研究服务办公室支持。

## 利益冲突声明

? 作者声明，他们不存在已知的可能影响本文报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

## 致谢

作者衷心感谢阿维亚特猎人和捕手组织以及雷索卢特湾猎人和捕手协会的贡献，并感谢环斑海豹（因纽特语称为nattiit）为知识推进所做的贡献。感谢麦克埃文大学实验室技术员的支持，以及北部污染物计划、麦克埃文大学和NSERC的资助。海豹胃分析是在第六条约领土上进行的，在承认和尊重

Haylee I. Hatton | Brynne Radford | Steven H. Ferguson | Magali Houde | Liisa M. Jantunen | Matthew S. Ross