近日，中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所院級南海漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價創(chuàng)新團隊谷陽光研究員，聯(lián)合河海大學姜仕軍教授及日本山形大學Richard W. Jordan教授，在沿海沉積物中微塑料對水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風險評估方面取得新進展，相關研究成果以“Probabilistic risk assessment of microplastics on aquatic biota in coastal sediments”為題發(fā)表在國際環(huán)境知名期刊Chemosphere上（JCR一區(qū)，IF=8.8）。

沿海地區(qū)一直受到不同程度的塑料污染，特別是微塑料的影響。微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒。當微塑料進入水體后，由于其小尺寸和比水重大，它們會在沿海沉積物中沉積和積累。先前的研究表明，沿海生態(tài)系統(tǒng)中相當大一部分微塑料積聚在沉積物中，尤其是在水流緩慢的地區(qū)，如河口和海灣。沉積物中的微塑料是一個重要的環(huán)境問題，因為這些小顆粒可能對海洋生物產(chǎn)生負面影響，最終影響整個食物鏈，包括商業(yè)上重要的魚類品種和人類健康。因此，更科學和合理地評估沉積物中微塑料的生態(tài)風險顯得尤為必要。

為了有效解決微塑料污染問題，需要在生態(tài)風險較高的地區(qū)實施有針對性的控制措施。這需要使用可靠的指標評估微塑料在沉積物中引起的生態(tài)風險。評估與沉積物中微塑料相關的生態(tài)風險最常用的指標包括污染負荷指數(shù)（PLI）、聚合物危險指數(shù)（PHI）和潛在生態(tài)風險指數(shù)（PERI）。PLI指示微塑料污染的程度，但其局限性在于僅依賴于“貽貝監(jiān)測”計劃中測量的貝類中的金屬濃度，同時忽視了其他水生生物并且未考慮微塑料的毒性。PHI基于微塑料的物理和化學特性以及類似材料的已知毒理學數(shù)據(jù)。通常情況下，PHI用于評估沉積物中微塑料的聚合物風險。PERI可以計算毒性并用于生態(tài)風險評估，但沒有考慮微塑料在生態(tài)風險評估中的實際實驗毒性，也不能提供水生生物對沉積物中微塑料的實際生態(tài)風險評估。

概率風險評估（PRA）是一種系統(tǒng)評估和量化某一物體與系統(tǒng)、過程或活動相關的潛在風險的方法。它涉及識別危險、評估其概率和潛在影響，并分析如何減輕或控制這些風險。PRA概念考慮所使用的數(shù)據(jù)和模型中的不確定性和變異性，并使用概率方法估計風險水平并制定風險管理策略。PRA概念的目標是為決策者提供對涉及風險和不同風險管理選項之間的權(quán)衡的全面理解。因此，PRA概念優(yōu)于上述三種傳統(tǒng)方法。然而，目前尚未應用這種方法來評估沉積物中微塑料對水生生物的生態(tài)風險。

自1989年以來，我國在水產(chǎn)品生產(chǎn)方面一直居世界首位，監(jiān)測我國水產(chǎn)品的質(zhì)量安全至關重要。廣東省是我國最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)地，因此其環(huán)境質(zhì)量很大程度上影響國內(nèi)外水產(chǎn)品的質(zhì)量安全。柘林灣的海洋養(yǎng)殖規(guī)模和產(chǎn)量在廣東東部地區(qū)居于首位，對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展做出了顯著貢獻。然而，近年來自陸源和水產(chǎn)養(yǎng)殖活動釋放的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物已經(jīng)對柘林灣的水生生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。

因此，該研究選取柘林灣為研究對象，應用PRA概念進行評估沉積物中微塑料對水生生物的生態(tài)風險。評價方法的主要步驟包括：一是聯(lián)合采用X射線熒光光譜、立體顯微鏡和微型傅立葉變換干涉等技術(shù)手段對微塑料的種類和特征進行了分類和鑒定，從而獲取沉積物中微塑料豐度等特征數(shù)據(jù)；二是從ScienceDirect、Springer和CNK等國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫獲取微塑料水生生物區(qū)系毒性數(shù)據(jù)，構(gòu)建物種分布敏感曲線；三是采用美國宇航局和環(huán)保署推薦的PRA概念模型，計算微塑料對水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風險概率。研究結(jié)果表明，柘林灣表層沉積物對水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風險概率為3.43%，屬于低生態(tài)風險。

圖1.柘林灣沉積物中微塑料豐度（A）、形狀（B）、顏色比例（C）、尺寸（D）以及形態(tài)學特征（E）

圖2.沿海沉積物中多種類型微塑料對不同營養(yǎng)級水生生物區(qū)系風險概率評估流程圖

本研究獲得了海南省自然基金（(422MS155）、國家重點研發(fā)計劃“藍色糧倉科技創(chuàng)新”項目（2019YFD0901105）和中國水產(chǎn)科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費（2023TD15）項目的資助。

全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653524003047