海洋污染危害人类健康！以大菱鲆为例，分析污染对人和动物的影响 - 海洋生态系统服务评估

1 D2 q7 P8 ?, U7 r" y" E: z8 n

文|江卿曻

8 {& E) p9 S! ~

编辑|江卿曻

, K0 F' ~9 U2 J. R) `7 i

前言

由于人为活动的因素，黑海的污染情况仍旧日益严重，这可能会导致有机污染物在水生环境中积累，从而影响到水生生物的健康。

大菱鲆是一种具有商业价值的底栖鱼类，在黑海地区内，这种鱼很少被人类研究，所以，到现在为止仍旧没有任何对其主要组织中OP浓度的研究。

那么，OP是如何输入到野生大菱鲆身体中的呢？在大菱鲆组织中占主导地位的物质是什么？工业活动和受污染的食物会对人类健康构成风险吗？

; T1 X- e6 q0 X, e8 X

黑海中的大菱鲆

黑海有六个沿岸国家——保加利亚、·格鲁吉亚、罗马尼亚、俄罗斯、土耳其和乌克兰，从而将两大洲统一起来，这是一个半封闭的海域，通过海峡与邻近海域的通信实线。

因此，刻赤海峡通过博斯普鲁斯海峡与亚速海相连，黑海与马尔马拉海相连，进一步通过达达尼尔海峡，与爱琴海相连，其次是地中海。

黑海生态系统的特点是具有特定的形态、气候和水文特性，因此容易受到人为压力的影响，沿海地区人口增加以造福其生态系统服务的结果包括海上运输，旅游业和工业化的发展，由于人为活动，海洋生态系统产生了许多压力，例如污染物的引入，自然保护区的丧失和营养物质的引入。

大菱鲆是一种生活在黑海底部的底栖鱼类，它广泛分布于欧洲水域，从东大西洋到摩洛哥，从东北大西洋到北极圈，它也分布在波罗的海和地中海。

2 t0 }% o' E7 i6 W% p2 G/ u, b

& W' R; A& y1 G. n ~ h7 f" N% ~

大菱鲆生活在约100米的深度，在20-30米的深度靠近海岸产卵，黑海大菱鲆的食物包括软体动物，甲壳类动物，比目鱼，竹荚鱼和虾虎鱼，大菱鲆具有很高的商业价值，这就是为什么在一些国家它也在水产养殖中生长。

6 D& g" h* P. a, X# L

就黑海罗马尼亚水域而言，2021年和2022年记录的大菱鲆捕捞量约为75吨/年，只有拉帕纳海螺和贻贝超过这些数量，它是一种诱人的鱼，肉白，制备后味道特殊，使其成为非常受欢迎的人类食用鱼。

可是一旦污染物到达水生环境，它们就会积聚成海洋生物，随着时间的推移，鱼类消费后会对人类健康造成损害。

由于只有两个欧盟成员国，并非所有欧洲立法都得到沿岸国家的承认和应用，相反，它们都是《保护黑海免受污染公约》的缔约方，应实施其要求，然而，常见的监测程序包括多氯联苯和多环芳烃。

0 P, L, P7 Y) u0 M! v8 s% d. J

另一方面，欧洲最重要的海洋生态系统生态评估立法是海洋战略框架指令，旨在通过防止海洋生态系统的长期恶化来维持和创造海洋环境的状态，MSFD专门使用两个描述符——描述符8和描述符9——来评估海洋环境中污染物的存在和影响。

罗马尼亚黑海的最后一次评估强调了水和沉积物中污染物的非良好环境状况，而生物群的状态为“良好”。

6 o& R" }. J6 @( a$ e, C

很少有研究关注被多环芳烃污染的水或沉积物如何影响大菱鲆的发育，迄今为止在黑海进行的研究旨在确定水、沉积物或生物群，特别是软体动物中的多环芳烃、口服避孕药和多氯联苯，根据现有信息，在黑海地区仅进行了一项将大菱鲆作为物种进行测定的研究。

( ]9 s) x* C& q# ^$ Z( N/ w1 {: X& t

因此，研究黑海大菱鲆组织中的多环芳烃和持久性有机污染物非常重要，原因如下：

! |7 t7 U5 p4 M) i# g3 @8 O

环境问题：黑海以其高水平的污染而闻名，这可能对海洋生态系统和生活在其中的鱼类的健康产生不利影响，因此，了解大菱鲆组织中污染物的类型和浓度可以提供有关黑海污染水平的重要信息，并有助于制定减轻污染的战略。

. D& p) M5 P0 s. ~4 ~

多环芳烃和持久性有机污染物的人为来源

$ c y8 z5 i- H% B/ m4 a% {9 u: x

多环芳烃和持久性有机污染物的人为来源包括：

1 W1 o4 L3 @3 n) d t

工业过程：化学品制造以及石油和天然气开采；

% ?& E- r3 H2 S* @) E; [

废物处理：废物处置不当,这包括垃圾填埋场，废物的露天燃烧以及将废物倾倒到水体中；

7 P/ z; Q. s9 x8 W

农业实践：农业中使用的杀虫剂和除草剂可能含有持久性有机污染物,来自农场的径流也可以将持久性有机污染物带入附近的水体；

( j: v& `5 Y& W7 l

运输：车辆和船舶排放多环芳烃和持久性有机污染物，特别是来自其排气系统的排放；

6 {# l& ]6 Q8 X

消费品：一些消费品，如电子产品、家具和服装，都含有持久性有机污染物，当这些产品被处置时，持久性有机污染物可以释放到环境中；

2 U+ b8 Q& b0 C* x

焚烧：焚烧废物，包括医疗废物和危险废物，可将多环芳烃和持久性有机污染物释放到空气中。

多环芳烃和持久性有机污染物的这些人为来源促成了它们在环境中的广泛分布，包括通过不同的途径——空中、陆地和水生途径——在远离其来源的偏远地区。

& ]1 C; b* g3 E% g* Q; m; X

因此，在北极地区等地区检测到持久性有机污染物的存在和污染的严重程度已经变得显而易见，这些地区从未使用或生产过持久性有机污染物，其水平对野生动物和人类健康构成风险。

# S+ A. `$ N+ |/ |& E6 X

有机氯杀虫剂是一类在1980年代初之前一直大量使用的杀虫剂，它们包括六氯代苯、林丹、七氯、艾氏剂、对二氯二苯乙烯、狄氏剂、异狄氏剂、对二氯二苯基二氯乙烯和对二氯二苯基三氯乙烷，它们剧毒，难以生物降解，持久性高，在环境和生物群中具有较长的半衰期。

' h! J. y6 W) r& _9 r- t

OCP积聚在富含动物脂质的组织中，并可溶于脂肪组织，而不是进入细胞的水环境，正因为如此，它们在生物群中持续存在，在食物链中具有生物浓缩性，它们对人类和动物健康产生一系列不良反应，如癌症、神经系统疾病以及生殖和内分泌系统疾病。

" { j( j" g/ Q" l: Q9 X g

来自环境的多环芳烃不具有活性，不能引起致癌作用，只有在进入生物体后，它们才会代谢转化为致癌形式，对人类致癌性最高的PAH是苯并芘。

因此，监测海洋环境的重要性已被证明，以显示其污染及其在各个层面，对生物组织和人类健康的影响之间的联系。

1 ^: Q4 `. v) u

多年来，海洋环境的污染是一个日益严重的问题,海洋环境退化的重要原因之一是使用POP，这是一组剧毒和持久性化学物质，可引起广泛的人类健康和环境问题,虽然PAHs,通常不包括在POP类别中，但它们被纳入本研究，因为它们有一些相似之处。

# b/ v6 J' b# _0 {4 d( b U& Z

已经证明，鱼垒暴露于污染物会导致内分泌紊乱，内分泌紊乱会干扰负责调节体内各种生理过程的内分泌系统的正常功能，从而产生毒性作用,这些干扰物可以模仿或阻断天然激素的作用，导致一系列负面影响，如生殖干扰、行为改变、免疫系统抑制、发育异常和干扰代谢。

3 y: g' F3 N( b

5 t3 i8 g R9 I/ X3 H8 L: P

海水沉积物的成分

海水和沉积物中存在的主成分分析表明，沉积物中多环芳烃和水中贡献最大的所有提取成分的平方和100%可以解释。

. t6 c- B; K, ]- ]# i

此外，根据方差分析，水中多环芳烃、口服臭氧层和多氯联苯的含量存在显著差异，沉积物中的含量相当。

0 B4 K- M: @1 H. _9 m

% b" }5 ]% n3 H/ W) |" P

通过分析环境中OP含量与组织之间的联系，观察到不同参数之间存在显著相关性，例如，在多瑙河影响区，沉积物中氟蒽和芘组织含量与萘之间存在负显著相关性，可能是萘生物转化的结果。

7 k$ l0 Q* a6 G* o, ^

在多氯联苯病例中未发现组织与环境基质之间的显著相关性，OP进入黑海水域的主要途径之一是通过多瑙河、德涅斯特河和第聂伯河主要河流进行沿海排水和河口径流，多环芳烃记录了从多瑙河口前的监测站取样的水域的最大值，就观察到了这一点。

; }. P- F% }3 P d3 I" ^+ P

' ^# l5 C6 a& Q: M/ l6 O1 l. q1 ?

另一方面，沉积物中某些合成化合物的存在，可能只有两个来源-通过不同的排放或大气沉积-这可能是目前工作中未研究的重要途径。

与其他研究一样，主要化合物是模式p，pDDT及其代谢物p，pDDD和p，pDDE，这表明污染源可以是河流输入的大陆径流，沉积物遗产或大菱鲆标本中已经污染的食物，较高浓度的代谢物p，pDDD和p，pDDE表明这些农药在海洋环境中已经存在了很长时间，即使它们目前不再使用，值得一提的是，众所周知，这对鱼类有雌激素作用。

# {, i/ c5 E* s* v7 { x

# @- `# x; p$ T+ o# b

持久性杀虫剂的使用可能会在不同程度上，积累在鱼类或贝类中，这取决于它们的物理化学特性和对新陈代谢的抵抗力。

由于这种排放及其在每个营养级的积累，鱼类组织中某些化学物质的浓度，可能比周围水域中的浓度高10倍。

8 z3 S0 p- O% M6 J) ~+ |

大菱鲆中的PCB浓度与在黑海沿岸进行的另一项研究相似，PCB52是本研究中的主要化合物，也是黑海沿岸软体动物POP测定研究中的主要化合物，黑海沿岸中上层鱼类的污染物浓度比本研究确定的大菱鲆污染物浓度低10倍。

- \1 X- l" U+ u4 {% Q4 o

关于软体动物中的多环芳烃浓度，以前的研究发现它们低于大菱鲆中确定的浓度，这表明它们在食物网中的生物积累。

( ^2 W6 L6 u2 G& T" r8 Z

: v* m0 W9 }; g- U0 c M- S6 `5 d! d

生物群是大菱鲆组织中的化学浓度，泥沙是在野外收集鱼类的站点沉积物中的化学浓度。

5 A& M8 n1 ~! W

BSAF是所有暴露途径的表达，它们可以基于整个生物体、肌肉、肝脏或任何其他组织中的残留物，不包括两个BSAF极值，数据显示大菱鲆中多环芳烃>OCP>多氯联苯暴露，然而，危害和不同组的OP之间没有显着差异。

: Z5 L6 L& Q& V4 @

比较肌肉组织、鳃、性腺和肝脏0种类型的组织，肝脏和性腺中多环芳烃浓度最高，肌肉中多氯联苯浓度最高，性腺多氯联苯浓度其次，鳃中OCP浓度最高，对结果进行统计检查，发现多环芳烃、口服避孕药和多氯联苯在生物群中的积累之间没有显着差异。

在比较不同类型组织中的有机污染物水平时，出现了统计学差异，因此，我们发现仅在肝脏，鳃，性腺和肌肉的水平具有可比性的情况下显着差异，肝脏中的平均浓度分别遵循与BSAF相同的模式，多环芳烃>口服避孕药>多氯联苯。

不同化合物的所有样品均超过最大允许浓度，食用受多环芳烃、口服避孕药和多氯联苯污染的鱼类，会对人类构成重大健康风险，已知这些污染物是有毒的，会随着时间的推移在体内积聚，可能导致各种健康问题。

+ ^# z& e; V7 V6 O

对底栖物种黑海大菱鲆的有机污染物进行筛查表明，所有组织中都存在多环芳烃和持久性有机污染物，其水平强调生物积累和对人类健康的风险。

; G4 `! [' D' V1 N8 |- R0 b- ]

虽然每组沉积物中的含量，在统计上具有可比性，但据观察，生物群-沉积物积累因子的最高水平是由于存在高分子量多环芳烃，即在沉积物中积累潜力很高的物质。

% n. ]5 p1 s/ D8 n: A# S2 i1 N

+ q+ H1 Y9 J' f' `; `. Y) S7 |+ v

结语

重要的是监测水生生态系统中的OP水平，并采取措施减少其使用和径流，以保护底栖鱼类、其他水生生物和人类的健康。

此外，由于对鱼类种群下降，以及人类长期接触受污染海产品，我们应该格外提高警惕，应开展研究，解决多种多环芳烃和持久性有机污染物的综合影响。

6 g, F) \4 Q5 c+ a |

未来的研究应，应针对在混合污染物的压力下，对水生生物生理学的影响，特别是关注大菱鲆的繁殖能力，以及通过这些鱼的血浆生物标志物，分析氧化应激的存在，以此来保护鱼类和人类的健康。

( v2 d7 M! ^( S

4 W; f9 ^0 S2 y( R9 Z; M$ }

参考文献：

一、韩彦;南比，I.M.rabhakarClement，T.钦奈漏油事故的环境影响-案例研究。科学.总环境。

二、考夫曼;布彻;马登;沃克;Widmer，M.兽药残留确认的可靠性：高分辨率质谱与串联质谱。肛门。

- y$ w; m! P7 S% n! B* {* P+ d

三、史密斯;艾伦;沃兹沃思，E.J.K.导航事故及其原因，导航，阿西德，原因。

" I! @4 c6 G" ~% f

四、阿克索伊;达斯;亚武兹;古文克;阿特马卡;Agaoglu，S.土耳其凡州鱼类和贻贝中的有机氯农药和多氯联苯含量。

( l1 H/ I1 l6 _8 J% \* Q1 P ' x$ Y3 g' p, G5 J