《Journal of Contaminant Hydrology》：Variations in microplastic pollution characteristics among different aquaculture modes: A case study from Dongting Lake area, China
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本研究调查了中国洞庭湖地区四种养殖模式（池塘、湖泊、生态、设施）及四种水产品（鱼、虾、蟹、鲻鱼）中微塑料污染情况，发现生态和设施养殖模式因高效水处理系统微塑料含量较低，但尾水仍存在高浓度污染，而鲻鱼池塘污染最严重。结果揭示了养殖模式和物种对微塑料分布的影响，为制定污染管理策略提供依据。
聂秀珍|孙迪文|龙翔|田家义|文晓峰|陈子翔|邱一鸣|王亚文|沈家琪|蔡宇|尹凌仕
湖南农业大学水资源与土木工程学院，长沙410128，中国
摘要
微塑料在可食用水生生物中的广泛存在引起了全球的广泛关注，因此确定微塑料污染的程度对于确保食品安全至关重要。在这项研究中，我们调查了洞庭湖地区四种养殖模式（池塘养殖、湖泊养殖、生态养殖和设施养殖）和四种养殖物种（鱼类、虾类、蟹类和沼泽鳗鱼）中的微塑料污染情况。洞庭湖养殖水体中的微塑料平均含量为11.58±3.28个/升。沼泽鳗鱼养殖池塘中的污染程度显著高于鱼类、虾类和蟹类养殖池塘。与传统的养殖模式相比，生态养殖和设施养殖中采用的综合湿地净化和高效水处理系统显示出较低的微塑料含量；然而，在尾水中检测到了高浓度的微塑料。这些结果表明，不同养殖系统中的微塑料污染特征受到养殖物种和养殖方式的影响。实施生态或管理措施可能有助于减少微塑料污染。我们的研究结果为评估渔业中的微塑料污染以及制定管理和治理策略提供了基础。
引言
微塑料（MPs）是指尺寸≤5毫米的塑料颗粒。它们广泛分布于自然环境中，包括海洋、河流、湖泊、土壤和大气中（Nguyen等人，2023年）。许多生物会摄入微塑料，从而将其带入食物链（Cong等人，2025年）。此外，微塑料还作为塑料添加剂（如增塑剂和稳定剂）及相关环境污染物（如重金属和抗生素）的载体，可能导致复合毒性（Hu等人，2021年；Tang等人，2023年）。因此，确定微塑料的来源、分布、迁移、影响和控制措施至关重要。
渔业是全球增长最快的食品生产领域之一，对全球粮食安全也至关重要；然而，在各种渔业产品中都检测到了微塑料，包括鱼类（Qualhato等人，2024年）、贝类（Hossain等人，2024年）、虾类（Páez-Osuna等人，2023年）以及其他具有商业价值的物种。最近的研究表明，微塑料在各种养殖环境中普遍存在，人们对潜在的污染问题越来越关注。微塑料污染不仅限于水生生物，还广泛存在于养殖水体和沉积物中。在印度尼西亚的Kalirejo绿贻贝养殖区，海水中的微塑料含量高达28,000个/立方米（Buwono等人，2025年）。在中国，也在多个海洋养殖区检测到了微塑料，例如茅尾海（3.63±0.22个/升）和大鹏湾（1333±773个/立方米）（Xu等人，2024年；Zhu等人，2019年）。同样，在淡水养殖系统中也检测到了微塑料，例如洪湖（87–750个/立方米）和珠江口养殖池塘（6.6×10^3至263.6×10^3个/立方米）（Li等人，2021年；Xiong等人，2021年）。池塘养殖是主要的淡水养殖方式。密集的人类活动和操作干扰导致这些系统中的微塑料污染风险更高。微塑料污染的程度受养殖方式、位置和物种的影响（Huang等人，2024年）。传统养殖模式（池塘养殖和湖泊养殖）中的微塑料含量可能高于设施养殖（循环养殖系统[RASs]和工厂化养殖），因为传统养殖模式依赖自然水源，容易受到陆地污染源和大气沉降的影响（Hossain等人，2023年；Su等人，2024年）。相比之下，设施化养殖通过优化养殖设计、改进养殖工艺和加强水质控制有效减少了微塑料污染（Mossotto等人，2025年）。尽管生态养殖和设施养殖都依赖于工程化的水循环控制系统，理论上具有拦截微塑料的潜力，但两种方法的关键操作参数和减少机制仍不甚清楚。生态养殖利用“植物-基质-微生物”的三元协同作用实现原位净化，而设施养殖则通过高水利用率和集中废水排放从源头阻止外部输入。然而，其内部的水推式充氧和高密度喂养方式可能会产生新的内源性纤维状微塑料，目前尚缺乏定量表征。明确这两种模型在微塑料迁移、积累和排放过程中的差异模式对于制定精确的减少策略至关重要。尽管许多研究报告了微塑料在养殖环境中的广泛分布，但直接证据仍然有限。因此，目前的信息不足以全面了解养殖水体中的微塑料分布情况。只有少数研究报道了不同养殖模式和物种中微塑料的分布和特征。
洞庭湖位于长江中游，是中国第二大淡水湖，也是重要的渔业生产基地。洞庭湖地区养殖了多种物种，包括鱼类、虾类（Procambarus clarkii）、蟹类（Brachyura）和沼泽鳗鱼（Monopterus albus）。该地区拥有数千平方公里的渔业面积，每年生产超过200万吨鱼类产品。近年来，包括我们的团队在内的多个研究小组对该地区的微塑料污染进行了研究。微塑料在洞庭湖的水体和沉积物中广泛分布，对生态系统和水生生物构成潜在威胁（Qiu等人，2025年；Yin等人，2024年）；然而，尚未有研究专门探讨洞庭湖地区养殖中的微塑料污染情况。我们通过测量洞庭湖地区养殖水体中的微塑料积累量来填补这一研究空白。本研究的目标是：（1）调查洞庭湖地区养殖水体中微塑料的丰度和特征；（2）比较不同养殖模式（池塘养殖、湖泊养殖、设施养殖和生态养殖）和物种（鱼类、虾类、蟹类和沼泽鳗鱼）中的微塑料污染程度；（3）研究新型养殖模式（设施养殖和生态养殖）中微塑料的空间分布特征；（4）分析不同功能区（养殖区、水净化区和生态保护区）中的微塑料污染情况。基于研究结果，我们提出了一套针对养殖环境中微塑料污染的控制和管理策略。
研究区域
洞庭湖（北纬28°30′至30°20′，东经110°40′至113°10′；图1），总面积为2579.2平方公里，位于中国中南部。它是重要的淡水养殖基地，涵盖多种养殖模式，包括池塘养殖、湖泊养殖、设施养殖和生态养殖，并拥有丰富的养殖物种，如鱼类、虾类、蟹类和沼泽鳗鱼。设施养殖是一种利用现代工程技术、设备和管理工具的养殖方式。
微塑料含量
图2a显示了16个养殖渔业中的微塑料含量。所有采样点的水体中都检测到了微塑料，平均含量为11.58±3.28个/升。不同渔业之间的微塑料含量存在显著差异。洞湖渔业（S13）的微塑料含量最高（18.39±2.51个/升），而广兴洲渔业（S11）的微塑料含量最低（9.09±1.75个/升）。已有多项研究针对不同淡水环境中的微塑料进行了研究。
结论
本研究调查了中国洞庭湖不同养殖模式（池塘养殖、湖泊养殖、生态养殖和设施养殖）和不同养殖物种（鱼类、虾类、蟹类和沼泽鳗鱼）养殖水体中的微塑料污染情况。洞庭湖养殖水体中的微塑料平均含量为11.58±3.28个/升。养殖水体中的微塑料主要为纤维状，颜色透明，尺寸小于2毫米。
作者贡献声明
聂秀珍：撰写初稿、方法学研究、调查、数据分析、概念化。孙迪文：调查。龙翔：调查。田家义：调查。文晓峰：撰写、审稿与编辑、监督、资源协调。陈子翔：调查。邱一鸣：调查。王亚文：调查。沈家琪：调查。蔡宇：调查。尹凌仕：撰写初稿、方法学研究、数据分析、概念化。
利益冲突声明
我们声明没有利益冲突。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：52209048）、湖南省自然科学基金（项目编号：2024JJ5207）、湖南省教育厅科研项目（项目编号：24B0293、25C0137）以及湖南省水资源科学技术项目（项目编号：XSKJ2025056-39）的财政支持。
