中国沿海海洋鱼类微塑料的组织特异性赋存特征及膳食暴露评估

《Journal of Food Composition and Analysis》：Tissue-specific occurrence and characteristics of microplastics in marine fish from coastal China

　　

微塑料（MPs）在95.4%（125/131）海洋鱼类的可食肌肉组织中检出；粒径<100 μm的MPs和聚氯乙烯（PVC）在海洋鱼类各组织中持续占优；鱼体组织与环境介质之间仅发现MPs特征的部分对应；估计的膳食暴露凸显中国人群经鱼类摄入MPs的情况。

微塑料（microplastics, MPs）一般指粒径小于5 mm的固体含聚合物颗粒。全球塑料产量持续增加，MPs可进入海洋环境并在水体与沉积物间迁移，海洋生物可通过直接接触、摄食和营养传递暴露。实验研究提示MPs暴露与肠道屏障损伤、肠道菌群改变、代谢紊乱和肝脏组织病理变化相关；MPs还可携带聚合物添加剂、吸附环境污染物并形成微生物生物膜。膳食是潜在人体暴露途径，海产品中MPs受到关注。鱼类在水生食物网和海鲜消费中占重要地位，但既往研究多集中于胃肠和鳃，肌肉中MPs证据增加而不同物种、粒径范围和分析方法间差异较大。已有研究常受物种数少、区域单一、同一鱼体肌肉/胃肠/鳃同步表征不足、鱼组织与同期水/沉积物/饲料比较有限以及小粒径MPs受方法阈值限制等制约。为此，研究人员采用激光直接红外光谱（laser direct infrared spectroscopy, LDIR）研究中国渤海、东海和南海19种131尾常见野生和养殖海洋鱼类10–500 μm MPs在肌肉、胃肠道和鳃中的组织特异性赋存，并分析同期水、沉积物和饲料样品，结合个体鱼类消费和体质量数据估计膳食暴露。研究得出MPs在鱼体组织中广泛检出、鳃丰度最高、<100 μm颗粒和PVC在组织中持续占优、鱼组织与环境介质仅部分对应、经鱼类消费存在MPs膳食暴露且儿童估计暴露较高，但受暴露评估不确定性和毒理学证据不足限制，尚不能直接转化为健康风险。该研究为海产品MPs组织特异性基线和风险评估提供了基础数据。

关键技术方法（≤250字）：研究人员采集渤海辽东湾（n=29）和渤海湾（n=30，2022年7月）、东海舟山（n=36）和南海海南岛周边（n=36，2023年8月）19种131尾常见野生和养殖海洋鱼，同时采集12份表层海水和12份养殖池水共24份水样、12份沉积物和12份饲料；取肌肉、胃肠道和鳃组织，经消化、密度浮选和过滤后，用8700 LDIR系统在10–500 μm范围进行颗粒定位、红外光谱聚合物鉴定，并以基于9个形态参数的决策树自动分类形状；全过程设置程序空白和质量控制；结合2015年中国食品消费调查（<3岁婴幼儿和幼儿）及2018–2020年中国食品消费调查（≥3岁）的个体海洋鱼类消费和体质量数据（中国国家食品安全风险评估中心，CFSA；61860名参与者）构建粒子数和质量膳食暴露模型；采用非参数检验、回归和Spearman相关分析。

3.1 海洋鱼类中MP丰度
研究人员在全部受检鱼中检出MPs，肌肉、胃肠道和鳃的检出率分别为95.4%、100.0%和96.2%；中位丰度分别为12.96、27.59和86.67 items/g，组织间差异显著。肌肉10–500 μm平均丰度为19.31 items/g，其中10–150 μm为18.41 items/g、150–500 μm为0.90 items/g。野生鱼在肌肉、胃肠道和鳃中的中位丰度均显著高于养殖鱼；整体区域差异仅鳃组织显著，东海和南海高于渤海；营养级与MP丰度无显著线性关系；体长和体重与三组织MP丰度呈负相关，如鳃组织体长回归系数β=-2.03、R²=0.251，体重β=-0.75、R²=0.306，作者以生长稀释解释。

3.2 海洋鱼类组织中MPs的粒径、形状和聚合物特征
通过LDIR分析，三组织粒径均以<100 μm为主（肌肉90.7%、胃肠道93.0%、鳃94.1%），20–50 μm最多；形状组成随粒径显著变化，整体肌肉和胃肠道以碎片为主，鳃中纤维与碎片比例接近；聚合物组成随粒径显著变化，PVC在肌肉、胃肠道和鳃中均占优（42.7%、69.1%、63.0%）。按海区和生态习性分组后，20–50 μm和PVC仍持续占优；东海纤维比例高于渤海，渤海碎片和聚丙烯（polypropylene, PP）较多；中上层鱼胃肠道纤维比例较高，底栖鱼肌肉碎片比例较高。

3.3 环境样品中MP丰度和特征
环境样品均检出MPs，饲料中位丰度最高（205.00 items/g），沉积物为75.50 items/g，水为55.00 items/g；20–50 μm在各介质中占优；水和沉积物以碎片为主，饲料中碎片和纤维较均衡；水和沉积物以PVC占优（72.8%、80.5%），饲料以聚乙烯（polyethylene, PE）最多（28.0%）。养殖水与野生水MP丰度无显著差异，但形状和聚合物组成显著不同；Spearman相关未发现鱼组织与环境样品在MP丰度、粒径、形状和聚合物组成上的显著相关，说明鱼组织MP特征不能直接归因于单一环境介质。

3.4 经海洋鱼类消费估计的人体MP暴露
结合个体消费和体质量数据估计，10–500 μm一般人群MP暴露均值为2.78、P95为19.54 items/kg BW/day（334.41、2351.67 ng/kg BW/day）；海洋鱼类消费人群均值20.25、P95为53.64 items/kg BW/day（2437.17、6454.90 ng/kg BW/day）；儿童一般高于青少年和成人。10–150 μm一般人群均值为2.65 items/kg BW/day，消费人群为19.31 items/kg BW/day；以粒子数计时小粒径贡献较大，以质量计时150–500 μm贡献更大。

3.5 不确定性与未来展望
讨论指出消费调查未区分鱼种，可能造成暴露高估或低估；暴露情景假设生肌肉MP浓度等同清洗和烹饪后，清洗可降低表面MPs但塑料砧板可能引入颗粒，油炸可降低MPs；三海区非同年采样，存在年际变异；粒子数转质量依赖保守假设；毒理学和毒代动力学数据不足，暴露估计不能直接转化为健康风险。未来需将物种特异MP浓度与个体消费数据整合，评估食品制备和烹饪影响，开展同步重复时空采样，验证颗粒质量测定方法并补充毒理学和毒代动力学证据。总体而言，该研究强调海洋鱼类MPs的组织特异性赋存及膳食暴露特征，为海产品MPs风险评估提供基础数据。

研究结论翻译：MPs在中国沿海海洋鱼类的肌肉、胃肠道和鳃中检出，鳃中丰度最高；小于100 μm的颗粒和PVC在各组织中占优。海洋鱼类消费是膳食MPs暴露来源，儿童估计暴露较高。然而，由于暴露评估的不确定性和毒理学证据不足，这些暴露估计不能转化为健康风险。未来研究应使用标准化分析方法，将物种特异MP浓度与消费数据整合，开展重复时空采样，并产生毒理学证据以支持海产品相关MPs风险评估。