《Regional Studies in Marine Science》：Safeguarding Coastal Health: Marine Pollution as a Catalyst of Food Insecurity and Ecological Risk in African Island Nations
编辑推荐：
本研究基于One Health框架，对非洲六国小岛屿发展中国家的海洋污染影响进行系统性分析，涵盖污染物检测、家庭膳食调查、卫星影像污染入口评估及政策比较。结果表明微塑料（73%样本检出）和重金属（铅、汞超标）为主要污染源，港口邻近区域污染风险最高（OR=3.8），综合干预措施（如IMTA养殖、渔具标记、抗生素监测）成本效益显著，可有效提升食品安全与海岸生态韧性。
陈群宇|戴尔·斯泰因
中国江苏省徐州市徐州工业技术学院化学工程学院，邮编221140
摘要
海洋污染威胁着非洲小岛屿发展中国家（SIDS）的粮食安全和生态完整性，然而将污染物路径与健康结果联系起来的定量证据仍然有限。本研究采用“同一健康”（One Health）框架，对六个非洲SIDS国家（佛得角、圣多美和普林西比、几内亚比绍、塞舌尔、科摩罗和毛里求斯）的海洋污染影响进行了原创的实证分析。我们在2022年至2024年间进行了系统的数据收集，包括：（i）来自传统渔场和水产养殖设施的海产品污染物检测（n=847个样本；通过ICP-MS检测重金属，通过FTIR光谱检测微塑料）；（ii）312份结构化的家庭调查，测量粮食安全指标；（iii）利用卫星图像和港口当局记录对污染源进行空间分析；（iv）通过与48名政府官员和环境管理人员的半结构化访谈，对这六个国家进行政策评估。结果表明，微塑料（在73%的样本中检测到，平均每克4.2个颗粒）和重金属（铅：0.34 mg/kg；汞：0.18 mg/kg；在热点地区均超过世界卫生组织的限值）是主要的污染源，且各岛屿之间存在显著差异（p<0.001）。港口位置是污染的最强预测因素（OR=3.8，95% CI：2.1-6.9），其次是废水基础设施不足（OR=2.4）。食源性疾病发病率与污染水平呈正相关（r=0.67，p<0.01），水产养殖和传统渔业共同解释了64%的社区暴露变异。综合多营养级水产养殖（IMTA）系统在保持89%基线产量的同时，减少了45-67%的营养负荷。标记渔具的举措使试点地区的废弃渔具减少了52%。在水产养殖中，通过兽医监测的抗菌素耐药性（AMR）监测在18个月内将抗生素耐药性发生率降低了38%。成本效益分析显示，结合废水升级（每个岛屿230万美元）、IMTA转换试点（45万美元）、标记渔具项目（12万美元）和AMR监测系统（每年8.5万美元）的综合性干预措施，为同时提高非洲SIDS国家的粮食安全、保护沿海生态系统和增强社区韧性提供了经济可行的途径。
引言
海洋污染已成为非洲小岛屿发展中国家（SIDS）生态完整性、公共卫生和粮食安全面临的最严重且未得到充分关注的威胁之一。这些国家经济脆弱，土地资源有限，严重依赖海洋生态系统获取营养、就业和出口收入，因此更容易受到污染导致的沿海环境退化的影响。微塑料、重金属、持久性有机污染物以及来自城市径流、航运和水产养殖作业的营养物质排放等污染物的迅速增加，破坏了海洋生物多样性（Arisekar等人，2021年），削弱了鱼类资源，并将有毒物质引入食物链。这些压力因素共同危及依赖渔业和水产养殖作为主要蛋白质来源的社区的营养安全，同时通过海产品中的毒素生物积累和对人类健康的抗菌素耐药性直接构成风险。尽管人们对这些多维威胁的认识日益增强，但由于制度和基础设施薄弱——如废物管理不善、监管执行不力以及监测系统不足——有效的缓解措施受到阻碍。此外，生态系统退化、动物健康和人类福祉之间的相互关联在非洲SIDS国家的现有政策和治理框架中尚未得到充分整合（Kaliszewicz等人，2023年）。缺乏将环境保护与社会经济发展相协调的协调一致、基于证据的策略，导致了对污染相关冲击的脆弱性持续存在。因此，迫切需要一个综合框架，阐明海洋污染与粮食不安全和公共卫生恶化之间的联系，并提供可行的、资源适宜的解决方案。通过采用“同一健康”方法——该方法认识到人类、动物和生态系统健康的相互依赖性——本研究解决了污染驱动的生态压力如何削弱沿海抵御能力这一紧迫的研究问题，并提出了可持续的治理机制、技术干预措施和政策创新，以保护非洲岛国的海洋生计（F. Liu等人，2022年）。
微塑料污染已成为“同一健康”框架下最普遍且隐蔽的环境压力因素之一，它将生态系统退化与人类健康联系起来。在非洲小岛屿发展中国家（SIDS），海鲜是主要食物来源，微塑料从最低营养级开始渗透到海洋食物网中。作为海洋食物链基础的浮游动物容易摄入被误认为是有机颗粒的微塑料碎片。这些摄入的颗粒会降低摄食效率，减少繁殖成功率，并改变能量传递效率（Airoldi & Beck，2007年）。随着微塑料通过营养级放大作用在食物链中上升，它们被更高层次的生物（如小型远洋鱼类、甲壳类动物和双壳类动物）摄入，而这些生物是SIDS社区的主要食物来源。实验室和实地研究表明，摄入微塑料的鱼类会出现胃肠道阻塞、氧化应激和组织炎症，导致塑料颗粒和吸附的毒素（如多氯联苯（PCBs）和重金属）的生物积累。例如，在塞舌尔和佛得角，当地捕获的鱼类胃肠道中检测到了高浓度的微塑料，突显了人类消费者直接暴露的途径。一旦通过食用海鲜被人体摄入，微塑料可能会从肠道转移到其他组织，破坏免疫功能、内分泌平衡，并可能导致慢性炎症反应（Airoldi & Beck，2007年）。从“同一健康”治理的角度来看，这些联系强调了需要综合监测系统和政策干预措施，同时解决海洋污染、海鲜安全和公共卫生问题。非洲SIDS国家的实际案例表明了跨学科合作的价值。在毛里求斯，国家当局启动了海洋环境监测计划（MEMP），该计划结合了海洋生物学、公共卫生监测和毒理学，评估海鲜中的污染物积累及其健康影响。同样，塞舌尔制定了国家蓝色经济路线图（2018-2030年），通过统一的治理体系整合了沿海废物管理、可持续渔业认证和食品安全标准。这些案例表明，在SIDS国家有效应用“同一健康”框架需要环境科学家、公共卫生官员、海洋生物学家和当地社区之间的跨部门协调。图1展示了“同一健康”框架内人类、动物和生态系统健康之间的相互依赖性。它强调了由污染和环境压力驱动的海洋生态系统破坏如何导致动物疾病和人类健康风险，强调了综合、跨部门管理对于沿海和岛屿可持续性的重要性。
图2展示了塑料和化学污染如何破坏海洋生态系统，减少生物多样性并降低海鲜质量，同时加剧粮食不安全和公共卫生风险。它强调了“同一健康”原则，即可持续的废物管理和基于生态系统的治理对于保护非洲岛国的环境和人类福祉至关重要。
本研究通过提出一个综合的“同一健康”框架，全面探讨了2000年至2024年间非洲小岛屿发展中国家（SIDS）的海洋污染、粮食安全和沿海可持续性问题，为相关文献做出了多方面的贡献。与以往仅从生态或经济角度研究海洋污染影响的研究不同，本研究采用了风险路径模型，并结合PRISMA指导的系统回顾和定性政策分析，追踪了从污染物来源到健康和食品系统结果的完整过程。聚焦六个非洲岛国——佛得角、圣多美和普林西比、几内亚比绍、塞舌尔、科摩罗和毛里求斯——该研究首次比较分析了多种污染物（包括微塑料、重金属和抗菌素残留物）如何在海洋生态系统中相互作用，并通过营养级链积累，影响人类营养和生态平衡。通过（i）绘制特定地区的暴露路径，将海洋污染与海鲜污染联系起来；（ii）将治理和基础设施质量纳入污染-风险建模；（iii）展示适应性技术（如综合多营养级水产养殖（IMTA）、可降解渔具和AMR监测系统）如何在SIDS典型的资源限制下减轻风险，本研究提供了实证和概念上的清晰度。通过将这些发现置于“同一健康”范式中，该研究填补了跨学科沿海健康研究中的重要空白，并为面临类似脆弱性的其他发展中国家的沿海环境管理、公共卫生和可持续食品系统提供了可转移的分析框架。
研究设计与概念框架
本研究采用了一种融合混合方法的设计，结合定量环境监测和定性政策分析，研究海洋污染对非洲小岛屿发展中国家（SIDS）粮食安全和生态健康的影响。研究于2022年1月至2024年6月在六个国家（佛得角、圣多美和普林西比、几内亚比绍、塞舌尔、科摩罗和毛里求斯）进行，涵盖了22个沿海社区，并涉及系统
重金属污染
重金属分析显示，所有六个非洲SIDS国家都存在广泛的污染现象，各国和物种之间的差异显著。在分析的847个海鲜样本中，38.4%（n=325）超过了至少一个世界卫生组织/粮农组织的最大残留限值（MRL），这一超标率远高于该地区先前研究的报告。Dadar等人（2017年）仅在西非沿海鱼类中发现了12%的超标情况，而我们的结果与Copat等人（2018年）的研究更为一致
讨论
这项全面的多国评估提供了强有力的实证证据，表明海洋污染对非洲小岛屿发展中国家的粮食安全、公共卫生和沿海生态系统完整性构成了一个关键且被低估的威胁。我们的发现显示，污染负担远超世界卫生组织/粮农组织的安全限值，38.4%的海产品样本至少违反了其中一个监管标准——这一发生率是先前记录的三倍多
结论
本研究提供了全面的实证证据，表明海洋污染构成了多方面的危机，威胁着非洲小岛屿发展中国家的环境完整性、粮食安全、公共卫生和可持续发展。我们记录的污染水平——38%的海产品样本超过安全限值，73%的样本中含有微塑料，食源性疾病发病率是全球平均水平的4-5倍——明确证明了这一挑战的严重性和紧迫性。
未引用的参考文献
(Hassan和Alam, 2019, Thompson-Saud和Wenger, 2022)
CRediT作者贡献声明
戴尔·斯泰因：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
