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微塑料污染在印度喀拉拉邦北部两个河口湾的分布、生物累积及风险特征研究，揭示水体和沉积物中微塑料浓度分别为7.1-23.6 particles/L和25-176.67 particles/kg，生物富集于滤食性贝类和底栖甲壳类，聚合物以PE、PET为主，污染源包括渔业、包装和一次性塑料。重金属浓度达标但存在55种新兴污染物，综合风险评估显示生态风险较低但存在潜在食品安全隐患。
Vijayalekshmi Padmachandran Aiswriya|P.S. Nishmitha|Kochuparambil Ajayaghosh Akhilghosh|Karunakaran Malavika|Swathy Krishna|Muthukumar Muthuchamy|S. Krishnakumar|Anbazhagi Muthukumar
环境监测与评估研究小组，环境科学系，喀拉拉中央大学地球科学系统学院，印度喀拉拉邦卡萨拉戈德，671325
摘要
微塑料（MP）污染对热带沿海地区的海洋生态系统和粮食安全构成了新的威胁。本研究全面评估了印度喀拉拉邦北部两个河口地区的微塑料分布、特性、生物累积模式、背景重金属浓度、新兴污染物的存在以及风险评估。水中的微塑料浓度范围为7.1至23.6粒/升，而沉积物中的微塑料浓度则更高，达到25至176.67粒/千克。在滤食性双壳类动物（1.33至3粒/克）和底栖甲壳类动物（2粒/克）中观察到了微塑料的生物累积现象。拉曼光谱分析显示，主要的聚合物成分包括热塑性塑料如聚乙烯（PE）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS），这些塑料来源于渔业、包装活动以及一次性塑料废弃物。空间分析揭示了污染物的传输路径、垃圾倾倒地点、生活污水排放口以及海洋潮汐作用是主要的污染来源。沉积物和生物体内的重金属（如镉、铬、铜、铁、镍、铅和锌）含量处于允许限值以下。非目标分析发现了55种新兴有机化合物，包括塑料添加剂、降解产物/碳氢化合物、表面活性剂和个人护理产品，表明塑料是这些化学污染物的主要来源。综合风险评估（污染负荷指数PLI：2.44–3.25）表明这些河口地区受到污染。极高的聚合物危害指数（PHI）值表明微塑料中含有高危害性的聚合物。然而，潜在生态风险指数（PERI）（138–148）考虑了聚合物的毒性和微塑料的丰度，结果显示由于微塑料的存在，生态风险相对较低（>150）。生物累积因子（BAF）得分低于100（14.5–46），表明微塑料从河口沉积物进入生物体的生物体内的累积潜力较低。在可食用河口物种中发现微塑料，这提示了需要进一步进行暴露评估研究。这一全面的基线研究强调了迫切需要采取综合环境管理和政策干预措施，以保护河口生态系统、粮食安全以及依赖渔业资源的社区的社会经济福祉。
引言
河口系统是淡水河流与海洋环境交汇的关键过渡区和生态热点。河口独特的水动力和生物地球化学条件影响着人为污染物的命运和传输（Wang等人，2022年）。在经历快速发展和人为压力加剧的沿海地区，微塑料颗粒在河口沉积物中的累积已成为一个重要的环境问题（Krishnakumar等人，2020年）。与水柱中的短暂微塑料污染不同，河口沉积物是塑料颗粒的最终归宿，这些颗粒会在其中长期累积（López等人，2021年）。这为通过底栖食物网进行生物吸收和营养级传递创造了条件（Campanyà-Llovet等人，2017年）。
除了直接的物理影响外，微塑料还促进了相关化学污染物的传输，包括塑料添加剂（邻苯二甲酸酯、双酚A、阻燃剂）、吸附在颗粒表面的持久性有机污染物以及重金属元素（Kinigopoulou等人，2022年）。与直接从水中或沉积物中摄入相比，微塑料可能增强这些污染物的吸收（Bakir等人，2016年）。这种多方面的污染特征使得微塑料既是一种直接污染物，也是复杂化学污染物混合物的载体（Fang等人，2025年）。
微塑料在河口生物体内的生物吸收和累积是通过水生食物网传递污染物的关键途径，这可能对生态系统健康和人类粮食安全产生影响（Tepe等人，2024年）。滤食性双壳类动物通过其摄食机制处理大量水和沉积物，并以反映环境污染水平的浓度积累微塑料（Rosa等人，2018年）。同时，底栖甲壳类动物通过多种途径接触微塑料，包括沉积物摄入、食物传递以及底部活动中的偶然摄入（Saher等人，2025年）。这些物种在印度渔业中的商业重要性增加了污染评估的社会经济意义，因为食用受污染的生物体是人类摄入微塑料的直接途径。
本研究旨在全面评估印度喀拉拉邦北部两个生态和地貌特征不同的热带河口地区的微塑料污染及其相关新兴污染物。它重点关注商业重要河口物种中的微塑料分布、聚合物组成和生物累积情况，并使用多种指数进行综合风险评估。这项研究填补了了解沿海河口环境中微塑料污染的关键空白。通过将沉积物、水体和生物体的污染模式与重金属和新兴有机化合物的存在联系起来，该研究为微塑料作为直接污染物和化学载体的多方面生态风险提供了新的见解。这项工作为热带河口研究提供了重要的基线，整合了环境监测、敏感河口生态系统的保护以及通过基于证据的政策建议和管理策略来防止塑料污染及其化学共污染物的措施。
研究区域
印度西海岸线拥有众多河口系统，这些系统由来自西高止山脉的淡水河流形成。本研究选择了位于印度喀拉拉邦北部的两个相邻河口。Bekal河口位于喀拉拉邦卡萨拉戈德区，地理坐标为北纬12°23′57“至12°24’48”，东经75°01′40“至75°05’15”（图1）。Bekal河形成了一个面积为40公顷的河口区域，具有独特的特征
水体和沉积物的物理化学特性
Bekal河口的水温范围为29.8–32.2°C，pH值略呈碱性，介于7.2至7.9之间。河口处的电导率范围为29.7至33.5 mS/cm，而河口上游处的电导率为28.6至29.2 mS/cm；盐度范围从河口上游的最低21,600 mg/L上升到河口下游的28,800 mg/L。总溶解固体（TDS）范围为19,900至27,400 mg/L，总悬浮固体（TSS）范围为126至204 mg/L。结论
这项关于热带河口微塑料污染的全面研究表明，少数研究将微塑料污染与多种环境介质中的重金属和新兴有机污染物进行了关联评估。Bekal河口的水体和沉积物中的微塑料平均含量分别为12粒/升和65粒/千克，而Chittari河口的水体和沉积物中的微塑料平均含量分别为24粒/升和92粒/千克
CRediT作者贡献声明
Vijayalekshmi Padmachandran Aiswriya：撰写初稿、方法论设计、调查实施、数据分析、概念构建。P.S. Nishmitha：调查实施、数据分析。Kochuparambil Ajayaghosh Akhilghosh：软件使用、方法论设计、调查实施。Karunakaran Malavika：调查实施。Swathy Krishna：调查实施。Muthukumar Muthuchamy：数据验证、监督、资源协调。S. Krishnakumar：资源提供。Anbazhagi Muthukumar：撰写修订稿、监督、概念构建。
资金来源
Vijayalekshmi Padmachandran Aiswriya（第一作者）感谢印度政府大学拨款委员会（UGC）提供的优秀研究奖学金（SRF）对这项研究的支持。利益冲突声明
作者声明以下财务利益或个人关系可能被视为潜在的利益冲突：Vijayalekshmi Padmachandran Aiswriya报告称获得了大学拨款委员会的支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。致谢
作者衷心感谢印度泰米尔纳德邦哥印拜陀的Bharathiar大学先进物理研究材料与设备中心（2016年2-8月（NS/PE）提供的技术和仪器支持，以及Mahatma Gandhi大学环境科学学院和Inter University Instrumentation Centre（IUIC）提供的ICP MS分析仪器支持。
