《Microplastics》：Identification of Certain Microplastic Species in Pelagic and Demersal Fish in the Black Sea
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本研究旨在调查黑海远洋鱼类（包括大西洋鲣（Sarda sarda）、地中海竹筴鱼（Trachurus mediterraneus）和欧洲鳀（Engraulis encrasicolus））以及底栖鱼类（包括羊鱼（Mullus barbatus）和
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本研究旨在调查黑海远洋鱼类（包括大西洋鲣（Sarda sarda）、地中海竹筴鱼（Trachurus mediterraneus）和欧洲鳀（Engraulis encrasicolus））以及底栖鱼类（包括羊鱼（Mullus barbatus）和牙鳕（Merlangius merlangus））的胃、肠道和鳃组织中微塑料（microplastics, MPs）的出现情况、浓度及聚合物类型。研究人员共分析了150份鱼类样本（每个物种各30尾）。研究人员采集胃、肠道和鳃组织并制备用于微塑料分析，采用傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR）进行聚合物鉴定。在所检查的个体中，相当比例的样本检出微塑料。在远洋鱼类中，最常见的聚合物为聚乙烯（polyethylene, PE）、聚丙烯（polypropylene, PP）和聚氯乙烯（polyvinyl chloride, PVC）。在胃组织中，PE（29%）和PVC（29%）为主要聚合物类型；在肠道组织中，PP（35%）和PE（27%）最为普遍；而在鳃组织中，PP（24%）和PE（22%）为最常检出的聚合物。在底栖鱼类中，主要微塑料聚合物同样为PP和PE。胃组织中PP（22%）和PE（17%）最为常见，肠道组织含PP（25%）和PE（21%），鳃组织中PP（23%）和PE（21%）为检出最丰富的聚合物。结果表明，黑海远洋和底栖鱼类均暴露于微塑料污染，且不同组织间聚合物组成存在显著差异。这些发现凸显了微塑料在具有商业重要性的鱼类物种中的广泛存在，并强调了微塑料污染对黑海生态系统潜在的生态与食品安全影响。
论文解读
一、研究背景与意义
近年来，微塑料（microplastics, MPs）在海洋环境中的广泛存在已引起高度关注。塑料因其廉价易得，自20世纪以来被广泛应用于各个领域，大量塑料废弃物进入自然环境后，在紫外线、温度、酸性和微生物分解等物理化学机制作用下逐渐破碎为更小颗粒。按照尺寸分类，塑料废弃物可分为巨型塑料（>100 mm）、大型塑料（>20 mm）、中型塑料（5–20 mm）和微塑料（<5 mm），其中据报道水体中92%的塑料废弃物为微塑料。微塑料颗粒因体积小、颜色鲜艳且可漂浮，容易被鱼类误认为天然猎物而吞食，进而沿食物链传递，对水生生物乃至人类健康构成潜在威胁。已有研究报道，来自所有栖息地的超过150种鱼类体内含有微塑料。黑海地区以显著的工业活动和贸易以及庞大人口为特征，微塑料污染问题尤为突出。此前关于黑海商业鱼类微塑料污染的研究主要集中于胃肠道内容物，而关于胃、肠道和鳃组织中间时出现微塑料的信息仍然有限。因此，本研究旨在比较黑海具有不同生态特征和食性的商业重要鱼类物种多个组织中微塑料的赋存情况，填补这一研究空白，为评估微塑料污染的生态和食品安全影响提供数据支撑。
二、研究设计与技术方法
研究人员于2022年10月至2023年2月期间，从黑海地区Sancakl?岛（41°17.9550′ N和37°00.2988′ E）附近海域的当地渔民处获取鱼类样本，共采集150尾（每物种30尾），包括远洋鱼类大西洋鲣、地中海竹筴鱼、欧洲鳀以及底栖鱼类羊鱼和牙鳕。所有样本均在冷链条件下运至实验室并于?20 °C保存。研究采用的主要技术方法包括：组织消解与密度分离法，即使用10% KOH溶液对胃、肠道和鳃组织进行消解（胃和肠道组织孵育24小时，鳃组织因软骨结构孵育72小时），随后加入过滤NaCl溶液（密度1.2 g/mL）进行密度分离，并通过1.2 μm孔径Whatman滤纸过滤；傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析法，即所有疑似颗粒直接经FTIR光谱进行聚合物鉴定，未进行预先的目视分类，以减少小颗粒误判风险，光谱数据在8000–340 cm?1范围内以0.9 cm?1分辨率记录，采用Bruker品牌FTIR设备，参考波长区间包括1400–1480 cm?1（PE）、1670–1760 cm?1（PP）、2780–2980 cm?1（PET）、1740–1800 cm?1（PVC）和2900–3000 cm?1（PS）；统计分析方法，即使用SPSS 27软件，通过Shapiro–Wilk检验判断数据正态分布性，对正态分布组采用卡方检验比较分类变量，p值小于0.05视为具有统计学显著性。研究还实施了严格的质量控制措施，包括空白样本平行处理、使用棉质实验服和丁腈手套、在层流柜中操作等，空白样本中未检出显著微塑料污染。
三、研究结果
3.1 远洋鱼类研究结果
3.1.1 大西洋鲣（S. sarda）鱼组织中的FTIR光谱与聚合物分布：** 卡方检验结果显示，大西洋鲣鱼胃、肠道和鳃组织之间PS值存在统计学显著差异（p < 0.05），但其他微塑料种类无显著差异（p > 0.05）。所有组织均检出PE、PP、PS、PVC和PET五种聚合物，整体而言PP（28%）和PE（26%）为最常检出的微塑料类型。
3.1.2 地中海竹筴鱼（T. mediterraneus）鱼组织中的FTIR光谱与聚合物分布：** 聚合物分布分析显示，胃组织中PP积累率最高（65.5%），肠道组织中PET最高（67.7%），鳃组织中PVC最高（73.3%）。整体上PET（26%）为最常检出的聚合物。
3.1.3 欧洲鳀（E. encrasicolus）鱼组织中的FTIR光谱与聚合物分布：** 鳃组织中检出的PVC（73.3%）和PET（70.0%）值表明欧洲鳀存在通过呼吸途径暴露于这些聚合物的高风险。胃组织中PP（65.5%）积累最高，肠道中PET（67.7%）和PP（58.1%）较为突出。整体上PET（23%）和PP（22%）为最常检出的微塑料。
综合远洋鱼类来看，胃组织中PP（23%）、肠道组织中PP（26%）、鳃组织中PET（24%）为最常检出的微塑料种类，此外还检出PS、PE和PVC等种类。
3.2 底栖鱼类研究结果
3.2.1 羊鱼（M. barbatus）鱼组织中的FTIR光谱与聚合物分布：** 最高聚合物积累检出在肠道组织（PP 70%，PE 60%），胃组织为PP、PET和PVC的主要积累点（各60%）。这些数据表明，所研究鱼类消化道对微塑料的滞留能力高于鳃组织。
3.2.2 牙鳕（M. merlangus）鱼组织中的FTIR光谱与聚合物分布：** 组织水平上，最高积累率记录在肠道组织，为PP（70%）和PE（60%）；胃组织中PP、PET和PVC各以60%的比例检出。
综合底栖鱼类来看，胃组织中PVC（25%）、肠道组织中PP（25%）、鳃组织中PP（23%）为最常检出的微塑料种类。
3.3 优势微塑料种类汇总： 不同鱼类物种和组织间优势微塑料聚合物类型分布存在差异。Sarda sarda胃组织中PE（29%）为优势聚合物，肠道（35%）和鳃（24%）中PP更常见；Trachurus mediterraneus胃组织中PVC（29%）最丰富，肠道和鳃中PET（25%）占优势；Engraulis encrasicolus肠道和鳃中PET（25%）最常检出，胃中PP（25%）占优势；Mullus barbatus胃（28%）和肠道（24%）中PVC占优势，鳃中PET（26%）更常见；Merlangius merlangus所有组织中PP均为优势聚合物类型，胃中25%、肠道中30%、鳃中30%。
四、讨论与结论总结
讨论部分指出，微塑料通过食物链进入鱼类组织并积累，影响消化系统、生殖系统和激素平衡。鳃丝有助于从水中提取氧气，使微纤维能够被输送到血管，鱼类张口吸入水和氧气流经鳃时，小型微塑料可通过鳃进入内脏器官。研究表明，鱼类通过鳃摄入微塑料，导致鳃中经常检出大量微塑料，随后转移至肠道和消化道等其他器官。微塑料及化学污染物的生物累积和生物放大可导致人体皮肤致敏、呼吸系统疾病、心血管风险、胃肠问题、生殖影响和癌症。尽管海产品因富含蛋白质、omega-3多不饱和脂肪酸（u3-PUFAs）、维生素和矿物质而被广泛消费，但其中污染物可能削弱这些益处。污染物在鱼类不同组织中的积累并不相同，鳃和肝脏中的污染物浓度分别反映水体中污染物水平和鱼类体内积累水平。肌肉作为鱼类最可食用部分，其污染物潜在风险是人类关注的重点。微塑料因其尺寸小，可在浮游生物、双壳类和人类食用的鱼类等不同营养级中被发现，从不同来源进入水环境的微塑料对水生生物以及消费受污染鱼类和海产品的人类构成威胁。微塑料的毒性研究表明，这些物质可对水生生物造成物理和化学毒性，包括基因毒性、氧化应激、行为改变、生殖干扰、死亡率和种群增长率下降等。
研究结论部分指出：研究结果显示，远洋鱼类大西洋鲣、地中海竹筴鱼和欧洲鳀胃组织中最常见的微塑料为PP（23%），肠道组织中为PP（26%），鳃组织中为PET（24%）；底栖鱼类羊鱼和牙鳕胃组织中检出PVC（25%），肠道组织中为PP（25%），鳃组织中为PP（23%）。此外，所有组织中均检出PE、PS和PVC种类。统计分析结果显示，大西洋鲣、地中海竹筴鱼和羊鱼鱼种胃、肠道和鳃组织之间PS值存在统计学显著差异（p < 0.05），而其他微塑料种类无显著差异（p > 0.05）。本研究揭示了黑海生态系统中五种经济重要鱼类（牙鳕、羊鱼、欧洲鳀、地中海竹筴鱼和大西洋鲣）对微塑料污染具有较高暴露水平。种间比较分析表明，聚合物积累受鱼类栖息地偏好的影响：底栖摄食的羊鱼胃组织中检测到极端高值（90.0% PVC）和底栖地中海竹筴鱼（83.3% PVC/PET）反映了底部区域重型沉降塑料的主导地位；而活跃捕食的远洋物种大西洋鲣消化系统中轻质聚合物如PP（80.0%）和PE（76.7%）的高检出率与水柱中塑料的流动性直接相关。欧洲鳀和地中海竹筴鱼鳃组织中检出的高PVC和PET比例（70.0–83.3%）证实了呼吸道是远洋物种与摄食同样关键的污染途径。PVC（羊鱼和地中海竹筴鱼）和PS（大西洋鲣）的统计学显著分布表明，微塑料污染是一个依赖于聚合物类型和组织亲和力的系统性过程，而非随机积累。
