《Marine Pollution Bulletin》：Occurrence, biotic interactions, and ecotoxicological impacts of microplastics in the East African coastal environment: Insights and research priorities from the MICROMARINE Project
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微塑料污染是一个全球性环境问题，也是国际治理的优先事项和公认的星球边界威胁。在“微塑料”一词首次使用二十年后，它已成为涵盖多种形态（纤维、碎片、薄膜、颗粒等）和聚合物成分（聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯等）的总称。由于其普遍性和持久性，微塑料已在所有海洋和淡水环境分
微塑料污染是一个全球性环境问题，也是国际治理的优先事项和公认的星球边界威胁。在“微塑料”一词首次使用二十年后，它已成为涵盖多种形态（纤维、碎片、薄膜、颗粒等）和聚合物成分（聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯等）的总称。由于其普遍性和持久性，微塑料已在所有海洋和淡水环境分区中被检测到，包括表层水、沉积物和生物群。目前已在超过1300种水陆物种中检测到微塑料，涵盖鱼类、无脊椎动物、鸟类、哺乳动物及其他类群。现场和实验室研究已将微塑料摄入与多种负面结果相关联，包括消化窘迫和营养损伤等生理影响，以及与塑料添加剂和吸附的环境污染物释放或运输相关的潜在化学效应。尽管关于实验室研究是否能充分反映自然环境条件仍存在争论，因为许多研究使用均质微塑料和环境上不切实际的暴露浓度。关于微塑料出现、丰度和生物效应的文献在全球范围内迅速扩展，然而地理覆盖仍不均衡，非洲环境历来代表性不足。这一差异在东非尤为突出，过去二十年中该地区人口增长和沿海城市化加速。肯尼亚和坦桑尼亚海岸位于西印度洋区域，支持着珊瑚礁、海草床、红树林和手工渔业等多样化生态系统，这些系统支撑着当地的粮食安全和生计。包括蒙巴萨和达累斯萨拉姆在内主要沿海城市经历了人口增长和城市发展，增加了废物管理系统的压力以及塑料泄漏到沿海环境的可能性。与此同时，废物管理基础设施未能按比例扩展，这是整个非洲大陆公认的挑战。在许多沿海流域，有限的收集覆盖、露天倾倒和非正规住区增加了塑料泄漏到河流和沿海系统的可能性。在东非，萨巴基河（肯尼亚）以及姆辛巴齐河和特格塔河（坦桑尼亚）等河流直接排入近岸环境，为陆基塑料进入海洋系统提供了潜在途径。尽管存在这些压力，2018年之前关于东非沿海水域微塑料的同行评审数据稀少。表层水浓度、海床积累和当地相关物种摄入的定量信息有限。这种基线数据的缺乏限制了区域风险评估，并阻碍了将微塑料纳入海洋监测框架。然而，自本十年初以来，大量工作已开始从东非涌现，研究涉及海洋水域、沉积物和生物群。此外，微塑料暴露对东非本地鱼类的影响正在被调查。这些工作大部分是在WIOMSA资助的MICROMARINE项目下进行的，该项目在2018–2024年新冠疫情期间运行，旨在解决环境出现和生物暴露的区域知识空白。本文综合了当前证据：（i）沿海水域和沉积物中的环境出现；（ii）海洋生物对微塑料的摄入以及环境与生物水平之间的对应关系；（iii）个体水平的生态毒理影响及其在种群水平的潜在影响。总之，这些研究为理解东非沿海系统中微塑料的分布和生物后果奠定了基础。与之前仅关注微塑料环境存在的更广泛区域评估相比，本文整合了东非沿海环境中的环境出现、生物暴露和实验效应，并利用这一证据基础确定了既具有区域相关性又与全球微塑料研究一致的研究重点。
主体内容总结：
1. 引言
微塑料污染已被确认为全球性环境问题和星球边界威胁。微塑料在超过1300种水陆物种中被检出，与消化窘迫、营养损伤及添加剂/污染物释放相关。尽管全球文献快速扩展，非洲环境仍代表性不足，东非的肯尼亚和坦桑尼亚沿海尤其缺乏基线数据。本文基于MICROMARINE项目，综合环境出现、生物暴露和生态毒理证据，提出区域研究重点。
2. 综述方法
本文采用叙述性综述方法，主要基于MICROMARINE项目产出并结合区域文献。研究入选标准包括：现场或实验研究，涉及微塑料出现、丰度、来源、生物暴露或生态毒理效应，且证据与东非沿海、河口或海洋环境相关。地理重点为肯尼亚和坦桑尼亚。文献通过Google Scholar及参考文献追踪识别。方法学变异和研究局限性在综合分析中予以批判性考虑。
3. 东非沿海水域和沉积物中的环境出现
微塑料在肯尼亚和坦桑尼亚沿海表层水和沉积物中广泛检出，但量化比较受采样设计、网目/滤膜尺寸、采样体积和报告单位影响。表层水研究采用500 μm至250 μm浮游生物网、300 μm曼塔网及体积过滤等方法，粒径范围差异导致丰度相差数量级。实验室处理和QA/QC程序也存在差异，部分研究使用空白校正，部分仅报告未检出。聚合物鉴定程度不一，从FTIR确认10%~25%亚样本到仅目视鉴定。空间上，河口、溪流、城市岸线和受大河排放影响区域丰度较高，开放水域较低。肯尼亚的Malindi、Tudor Creek和Port Reitz Creek为热点，坦桑尼亚达累斯萨拉姆高于桑给巴尔。降雨驱动的季节性输入增强，湿季浓度较高。沉积物作为长期汇，Mtoni Kijichi Creek浓度最高（2972 ± 238 items kg?1干重）。纤维和碎片是最常见形态，但非所有纤维均为合成聚合物；跨区域分析仅37%纤维为合成材料，55%为天然，8%为再生纤维素。总体空间格局显示污染普遍但异质，受陆基输入、水动力和季节性径流控制。
4. 生物群中的微塑料及其与环境水平的对应关系
东非候选生物监测物种包括半远洋广食性鱼类Lethrinus harak（斑马龙占）和滤食性双壳类Anadara antiquata（古蚶）。对L. harak的387个个体分析显示，48%个体检出微塑料，各登陆点出现频率17.1%~66.7%，平均丰度0.17 ± 0.38至1.75 ± 2.33个/个体。纤维占64.7%，碎片占17.9%。研究发现，生物微塑料负荷与表层水或沉积物浓度无相关性，鱼类长度和体重也与摄入量无关。摄入颗粒的形态和颜色更接近海床沉积物而非表层水，表明底栖摄食途径是主要暴露路径。A. antiquata的负荷同样与沉积物浓度不相关，约65%为纤维。这些结果与全球多个区域报道一致，表明环境浓度不能单独决定生物摄入量，物种特异性摄食行为、栖息地利用和短期暴露动态可能起主导作用。尽管两者满足生态学相关性和采样可行性，但现有证据不足以支持其作为可靠的定量生物监测指标。未来需要标准化方法、重复时间采样和更广谱配对生物-环境样本。
5. 微塑料摄入的生态毒理影响
东非区域缺乏海洋物种的受控暴露研究。Mbugani等人利用淡水慈鲷Oreochromis urolepis（乌罗非鱼）进行了系列实验。鱼类摄入38–45 μm球形聚乙烯微塑料，65天暴露期间滞留量随暴露浓度增加。组织学检测显示剂量依赖性肠道病理变化，包括绒毛、上皮细胞、杯状细胞、隐窝腺体改变，白细胞浸润和充血。部分肠道损伤在长期净化后仍持续存在，表明慢性暴露下恢复不完全。生长方面，幼鱼出现体长、最终体重和增重降低，条件因子（condition factor）显著下降并与组织病理学损伤指数负相关。生殖指标方面，从幼鱼到成鱼的长期暴露未显著改变繁殖力、相对繁殖力、性腺指数或肝体指数，但条件因子下降表明能量储备减少，可能反映代偿性分配而非生殖失败。现有证据支持从摄入到肠道损伤、生长减缓和能量失衡的机制通路，主要由颗粒物理作用驱动。关于添加剂、吸附污染物或化学释放的贡献未被直接评估。该证据基础在分类和实验范围上狭窄，外推至海洋物种需谨慎。
6. 讨论
6.1 当前证据表明
研究确认微塑料在东非沿海多种环境介质中存在，城市化和河流影响区域丰度更高。环境发生与生物暴露之间关系不成立，生物负荷不是环境浓度的简单反映。个体水平效应在实验条件下得到证实，但外推至种群层面仍不确定。证据强度按顺序递减：环境发生和空间异质性较可靠，生物对应关系为新兴证据，个体效应受限于实验条件，种群影响尚无直接证据。
6.2 当前证据基础的局限性
空间覆盖不均衡，大量海岸线（如达累斯萨拉姆至林迪之间）未被研究。分类学广度有限，实验证据依赖单一淡水鱼模型。方法学差异包括网目尺寸、QA/QC、聚合物确认和报告单位，限制定量比较。配对环境-生物采样缺乏，降低生物监测可靠性。解释性框架如种群效应和三重行星危机尚超出直接实证范围。
6.3 研究重点
短期优先事项：强化源解析（区分河流、城市径流、废水、渔业投入）；加强科学-政策界面（建立可复现指标和最低QA/QC要求，支持全球塑料条约谈判）。中期优先事项：纳入纳米塑料和塑料相关化学品评估；开发暴露指示物和生物标志物，验证候选生物监测种；从个体效应扩展至种群和群落后果。长期优先事项：将微塑料研究嵌入气候变化、生物多样性丧失和污染的三重行星危机框架，进行跨学科系统研究，评估塑料污染与生态脆弱区域的叠加效应。
7. 结论
当前证据虽不均衡，但为东非沿海微塑料污染提供了基础。微塑料广泛存在于表层水、沉积物和生物群中，空间格局受城市化、河流输入和水动力控制。生物负荷与环境浓度不匹配，限制候选生物监测种应用。实验证据显示摄入可导致组织损伤和生长抑制。未来需改进方法标准化、扩大空间和分类覆盖，并加强环境数据与政策需求整合。现有文献应被视为进一步发展的平台，而非完整的区域记录。
