微塑料在可食用蛤蜊Meretrix petechialis中的组织特异性积累及人体暴露风险

《Journal of Food Composition and Analysis》：Tissue-specific accumulation and human exposure risk of microplastics in the edible clam Meretrix petechialis

　　孙家仪|宣胜|陈小梅|张莉|刘小寿
中国海洋大学海洋生命科学学院与深海多圈层及地球系统前沿科学中心，青岛266003

**摘要**
蛤蜊是人类重要的食物来源。通过食用可食用的Meretrix petechialis蛤蜊而摄入微塑料，对人类健康和环境都构成威胁。本研究显示，蛤蜊中的平均微塑料含量为8.62±5.46个/克（湿重）或36.82±12.73个/个体。所有研究过的蛤蜊组织中的微塑料含量存在显著差异，其中进水管、出水管和鳃部的微塑料含量明显高于其他组织。进水管、出水管、鳃部和内脏中的微塑料主要来源于摄入过程，而足部、外套膜和闭壳肌中的微塑料则主要来源于附着。最常见的微塑料形态为纤维状。主要的聚合物类型是聚乙烯（31.33%）、氯化聚乙烯（23.54%）和聚丙烯（23.39%）。101-500微米的尺寸范围内的微塑料最为普遍。在蛤蜊中发现的微塑料最常见的颜色是蓝色。研究区域内沿海居民通过食用Meretrix petechialis蛤蜊每年摄入的微塑料总量约为11295.65个/人。污染负荷指数和化学成分风险评估的结果表明，蛤蜊中的微塑料对环境和人类食品安全都构成威胁。

**1. 引言**
由于塑料具有重量轻、耐用性高、使用方便且价格低廉等优异的物理化学性质，因此在工业和日常生活中被广泛使用（Liu等人，2023年）。全球每年的塑料产量持续增加，2020年达到了3.67亿吨，并预计到2025年将翻一番（Chen等人，2022年）。微塑料被定义为直径小于5毫米的塑料，通常由较大塑料的破碎或已经较小的塑料产生（Chen等人，2022年）。研究表明，由于其高流动性和与全球生物的相互作用，微塑料已成为一个全球性问题（Ding等人，2022年；Wang等人，2021年）。从浮游生物到大型海洋哺乳动物，由于微塑料的微小体积和高流动性，各种海洋生物都可能接触到它们（Cho等人，2019年）。研究表明，可以在多种生物体中检测到微塑料，例如浮游动物（Sun等人，2017年）、海鸟（Carrillo等人，2023年）和双壳类动物（Li等人，2022年）。微塑料在海洋中的扩散和积累会干扰海洋生物的生物活动，从而威胁它们的生存。

许多研究已经验证了微塑料对生物的影响。He等人对微塑料对浮游动物的影响进行了研究，发现这些颗粒的摄入会导致生长减缓或延迟、基因表达异常以及产卵减少（He等人，2022年）。微塑料的摄入可能导致鱼类胃肠道的结构和功能退化，从而引发营养和生长问题（Peda等人，2016年；Wang等人，2020年）。此外，Moos等人发现微塑料存在于Mytilus edulis的细胞内，并对组织和细胞层面产生了影响（von Moos等人，2012年）。微塑料的营养级传递对海洋生物和食物网的健康有影响，进而威胁人类健康（Farrell和Nelson，2013年）。

由于双壳类动物分布广泛、固定生活习性、占据生态位以及能够过滤大量水体，它们被认为是生物指示物（Sendra等人，2021年）。双壳类动物通过滤食行为容易摄入污染物（如微塑料），因此它们更容易受到微塑料的影响（Bom和Sa，2021年；Li等人，2022年）。由于双壳类动物可以从环境中积累微塑料，它们对人类接触微塑料的贡献很大（Exposito等人，2022年）。Meretrix petechialis是一种双壳类软体动物，在中国江苏沿海地区广泛养殖。研究表明，大多数江苏沿海居民每周食用三次贝类，其中28%偏好M. petechialis（Qi，2016年）。作为滤食者，这些蛤蜊在进食过程中会被动摄入海水中的微塑料，因此它们可能是人类接触微塑料的直接途径（Cho等人，2019年）。因此，研究这些蛤蜊中的微塑料积累情况并评估其生态风险至关重要。因此，我们对中国江苏省的M. petechialis中的微塑料进行了研究，旨在：1）确定该物种中微塑料的分布和特征；2）评估微塑料特征与生物测量参数之间的相关性；3）评估通过食用M. petechialis对人体潜在的风险。

**2. 材料与方法**
**2.1. 采样地点**
采样地点位于南海两个沿海地区的潮间带：东陵和凤里（图1）。这些地区是广泛食用的M. petechialis蛤蜊的重要栖息地。2022年8月和11月期间，在东陵的高潮间带、中潮间带和低潮间带收集了M. petechialis样本。在凤里，8月仅在中间潮间带采集样本，11月扩展到包括中间和低潮间带。样本被单独标记，用铝箔袋包装，并在-20°C下储存以备进一步分析。

**图1. 江苏沿海潮间带M. petechialis研究区域和采样地点的地图**。地图显示了江苏省沿南海的沿海地区，选择了两个重要的M. petechialis分布区——东陵和凤里。采样地点设置在潮间带：DH（东陵高潮间带、中潮间带、低潮间带）和FM（凤里中间潮间带、低潮间带）。

**2.2. 解剖与消化**
本研究共解剖了39个蛤蜊样本，其中东陵每个潮间带5个，凤里每个潮间带3个。用蒸馏水清洗蛤蜊的外壳，并使用游标卡尺测量每个蛤蜊的外壳长度、宽度和高度。随后将软组织从外壳中分离出来，并使用分析天平（GL2004B，Yokechina，上海）测定每个蛤蜊的软组织重量（湿重）。仔细解剖每个蛤蜊的软组织，分离出外套膜、鳃、进水管、出水管、足部和内脏。将分离出的组织立即转移到烧杯中，并加入50毫升10%的KOH溶液。然后用铝箔覆盖烧杯，将其放入设定在60°C的烤箱（DHG-9260A，Huitai仪器，上海）中消化24小时。消化后，通过孔径为0.0308毫米的筛子过滤溶液。筛子上截留的物质用饱和氯化锌溶液（密度1.5克/立方厘米）冲洗后静置过夜。接着使用密度分离方法将微塑料从上清液中分离出来，并通过0.0308毫米的筛子过滤。筛子用蒸馏水冲洗后，将留在筛子上的微塑料洗脱并过滤到0.45微米的滤膜上。将滤膜放入干净的玻璃培养皿中以便后续分析。

**2.3. 微塑料分析**
使用配备数码相机的立体显微镜（CX21，Olympus，日本）观察、识别和测量滤膜上的微塑料。根据形状、颜色和大小对微塑料进行分类。微塑料分为五类：纤维状（线状结构）、碎片状（不规则形状的固体颗粒）、薄膜状（薄而平坦的片状物）、颗粒状（球形或椭圆形颗粒）和泡沫状（轻质多孔结构）（Watkins等人，2019年）。每个微塑料的大小以其最长维度测量（Liang等人，2024年）。选择代表性微塑料使用LDIR激光红外成像光谱仪（8700，Agilent，中国）确定其聚合物组成。选择代表性微塑料的标准主要包括两个方面：1）全面覆盖大小、形态类型和颜色；根据在M. petechialis中检测到的微塑料的大小、形态和颜色分布特征，按实际比例选择样本；2）在立体显微镜下随机采样以避免主观偏差。使用光谱仪内置的微塑料聚合物光谱库进行自动光谱匹配和定性分析。光谱匹配度高于70%的聚合物被认定为微塑料，这是微塑料研究中常用的阈值，用于区分有效的聚合物信号和背景噪声及非塑料物质（Su等人，2020年；Tang等人，2022年；Thompson等人，2004年）。

**2.4. 质量保证与控制**
为减少潜在的样本污染，本研究采取了一系列操作措施。所有玻璃器和工具在使用前用过滤后的蒸馏水彻底冲洗三次并包裹在铝箔中。样本和实验室用品在不使用时立即用铝箔覆盖。实验中使用的所有试剂均使用超纯水制备，并通过孔径为0.45微米的滤膜过滤。操作人员穿着棉质实验服和一次性丁腈手套进行实验。实验工作台用乙醇彻底擦拭。设置无蛤蜊的空白样本来检测实验室环境中的微塑料污染。为了验证聚合物识别的准确性，实施了两种质量控制措施：使用干净的滤膜进行空白样本测试，以消除实验材料和实验室空气中的光谱干扰；每个选定的微塑料样本扫描三次，使用平均匹配百分比进行最终定性判断，以减少随机测量误差。

**2.5. 生态风险评估**
**2.5.1. 微塑料的污染负荷指数（PLI）**
污染负荷指数（PLI）是一种用于评估不同地区污染程度的标准化规则，本研究也采用了该指数（Ding等人，2020年；Ding等人，2022年）。PLI公式如下：
CFi = Ci / C0
PLI = (CF1 × PLI1 + CF2 × PLI2 + … + CN × PLIn) / ΣCi
其中CFi是采样点的微塑料污染因子；C0是双壳类贝类中微塑料含量的背景值（最低平均微塑料含量）。Ding等人（2022年）查阅了相关文献，最终确定C0为0.040个/克（湿重）。该值也应用于本研究。Ci是每个采样点双壳类贝类中微塑料含量的平均值（个/克（湿重）；PLI是每个采样点的污染负荷指数；PLIzone是整个研究区域的微塑料总污染负荷指数（Yin，2023年）。该指数的分级标准为：PLI<10，微塑料污染负荷低；10≤PLI<20，微塑料污染负荷中等；20≤PLI<30，微塑料污染负荷高；30≤PLI，微塑料污染负荷危险（Yin，2023年）。

**2.5.2. 化学成分风险（H）**
根据Lithner等人的研究（Li等人，2022年；Lithner等人，2011年）评估微塑料的潜在风险。应用Lithner等人（2011年）提出的塑料聚合物危害评分来评估微塑料风险。微塑料化学风险的评估公式为：
H = ∑Pn × Sn
其中H是微塑料的计算聚合物风险指数，Pn是每个采样点双壳类软体动物中微塑料聚合物类型的平均值百分比，Sn是Lithner等人（2011年）为微塑料组成的聚合物化合物确定的危害评分（Ding等人，2020年；Lithner等人，2011年）。该指数的分级标准为：H<10，微塑料聚合物风险低；10≤H<100，微塑料聚合物风险中等；100≤H<1000，微塑料聚合物风险高；H≥1000，微塑料聚合物风险危险（Lithner等人，2011年；Yin，2023年）。

**2.5.3. 通过食用M. petechialis摄入微塑料的估计**
研究表明，大多数江苏沿海居民每周食用三次贝类，每次摄入量约为10-50克，其中28%偏好M. petechialis（Qi，2016年）。根据上述数据及M. petechialis中的微塑料含量，修改了Wang等人的公式来估算江苏沿海居民每年的微塑料摄入量（Wang等人，2021年）。公式如下：DI = f × C × p × A × 5^2，其中DI是由于食用M. petechialis而摄入的微塑料量，f是食用贝类的频率，C是每份贝类的摄入量（本研究采用中位数30克），p是对贝类的偏好程度，A是贝类中的微塑料含量（Wang等人，2021年）。2.6. 统计分析数据分析使用了Excel（Office 2019，微软，美国）、SPSS Statistics（SPSS 26.0，IBM，美国）和PRIMER（v6，PRIMER-e，英国）软件。ArcGIS（10.8，ESRI，美国）用于制作采样点的图表。为了确定显著性差异，进行了Mann-Whitney U检验和Kruskal-Wallis（K-W）检验。使用CANOCO（5.0，Microcomputer Power，美国）进行了去趋势对应分析（DCA），以确定单峰模型还是线性模型更适合分析各种参数对蛤蜊的影响。DCA结果显示最长排序轴的梯度长度小于4，因此基于线性模型的冗余分析（RDA）适合用于分析微塑料与蛤蜊之间的关系。使用CANOCO（5.0，Microcomputer Power，美国）进行了冗余分析（RDA），以研究微塑料特征与生物测量参数之间的相关性。Spearman相关性分析用于评估微塑料含量与生物测量参数之间的关系。3. 结果3.1. 蛤蜊中的微塑料含量所有蛤蜊样本中都检测到了微塑料，共检测到1406个微塑料颗粒（夏季484个，秋季922个）。蛤蜊中的平均微塑料含量为8.62±5.46个/克湿重或36.82±12.73个/个体。夏季蛤蜊中的平均微塑料含量为5.04±2.70个/克湿重或26.89±10.50个/个体，秋季为11.73±5.35个/克湿重或43.90±8.60个/个体。在每个研究区域，秋季采集的蛤蜊中的微塑料含量显著高于夏季（p<0.05）。在每个潮间带，秋季采集的蛤蜊中的微塑料含量也显著高于夏季（p<0.05），东岭的低潮间带除外。东岭的蛤蜊平均微塑料含量为8.36±5.21个/克湿重，而凤岭为9.57±6.64个/克湿重，两者之间没有显著差异。夏季东岭采集的蛤蜊中的微塑料含量显著高于凤岭（p<0.05），秋季两个研究区域之间没有显著差异。在每个潮间带，夏季东岭不同潮间带的蛤蜊中微塑料含量没有显著差异，东岭各潮间带的蛤蜊与凤岭中间潮间带的蛤蜊之间也没有显著差异。秋季东岭不同潮间带的蛤蜊中微塑料含量存在显著差异（p<0.05），具体来说，低潮间带的蛤蜊中微塑料含量最低，高潮间带的蛤蜊中微塑料含量最高；高潮间带和中间潮间带的微塑料含量显著高于低潮间带（p<0.05）。在凤岭，中间潮间带和低潮间带的蛤蜊中微塑料含量没有显著差异，中间潮间带的微塑料含量略高于低潮间带。东岭低潮间带的蛤蜊中的微塑料含量显著低于凤岭中间潮间带的蛤蜊（p<0.05），其余潮间带之间的微塑料含量没有显著差异（图2）。下载：下载高分辨率图片（209KB）下载：下载全尺寸图片图2. 不同潮间带M. petechialis中微塑料含量的季节性变化（A：夏季 B：秋季）。3.2. 蛤蜊中微塑料的形状、颜色和大小夏季从蛤蜊中检测到五种微塑料形态（图3）：纤维（70.45%）、碎片（27.48%）、薄膜（1.24%）、颗粒（0.62%）和泡沫（0.21%）。秋季从蛤蜊中检测到四种微塑料形态（图3）：纤维（76.90%）、碎片（19.85%）、薄膜（2.82%）和泡沫（0.43%）。秋季采集的蛤蜊中没有检测到颗粒。纤维是两个研究区域中最常见的微塑料形态（图3）。秋季纤维微塑料的比例高于夏季。下载：下载高分辨率图片（222KB）下载：下载全尺寸图片图3. 不同季节M. petechialis组织中微塑料形态的组成（A：夏季 B：秋季）。在本研究中，夏季在蛤蜊中观察到七种微塑料颜色（图4）：蓝色（46.90%）、透明（19.42%）、绿色（15.08%）、黄色（8.68%）、红色（7.85%）、黑色（1.65%）和白色（0.41%）。秋季在蛤蜊中观察到九种微塑料颜色（图4）：蓝色（64.32%）、绿色（8.57%）、透明（8.46%）、黄色（7.05%）、红色（6.51%）、黑色（1.95%）、紫色（0.76%）和棕色（0.43%）。蛤蜊中主要颜色为蓝色、透明和绿色。秋季蓝色微塑料的比例高于夏季。下载：下载高分辨率图片（264KB）下载：下载全尺寸图片图4. 夏季和秋季从M. petechialis中分离出的微塑料的颜色分布（A：夏季 B：秋季）。微塑料颗粒被分为八个尺寸范围（0-50μm、51-100 μm、101-500 μm、501-1000 μm、1001-2000 μm、2001-3000 μm、3001-4000 μm、4001-5000 μm）。夏季蛤蜊中微塑料的平均尺寸为689.5 μm，秋季为720.9 μm。101-500 μm尺寸范围的微塑料在夏季和秋季都最为丰富，分别占38.02%和40.56%（图5）。图6展示了夏季和秋季各站点微塑料尺寸的组成。下载：下载高分辨率图片（235KB）下载：下载全尺寸图片图5. 不同季节M. petechialis组织中检测到的微塑料尺寸组成（A：夏季 B：秋季）。下载：下载高分辨率图片（280KB）下载：下载全尺寸图片图6. 不同地点M. petechialis组织中检测到的微塑料尺寸组成（A：夏季 B：秋季）。3.3. 蛤蜊中微塑料的聚合物类型共鉴定出十四种聚合物类型，包括聚乙烯（PE）、氯化聚乙烯（CPE）、聚丙烯（PP）、聚氨酯（PU）、氟硅橡胶、聚氯乙烯（PVC）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、丁二烯橡胶（BR）、氯化聚异戊二烯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乳酸（PLA）、聚苯乙烯（PS）和聚四氟乙烯（PTFE）（表1）。表1. 蛤蜊中微塑料聚合物成分的组成。聚合物比例聚乙烯（PE）31.33%丁二烯橡胶（BR）0.60%氯化聚乙烯（CPE）23.54%氯化聚异戊二烯0.60%聚丙烯（PP）23.39%聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）0.30%聚氨酯（PU）13.79%聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）0.30%氟硅橡胶3.45%聚乳酸（PLA）0.30%聚氯乙烯（PVC）1.50%聚苯乙烯（PS）0.15%乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）0.60%聚四氟乙烯（PTFE）0.15%主要聚合物类型是聚乙烯（PE，31.33%），其次是氯化聚乙烯（CPE，23.54%）、聚丙烯（PP，23.39%）、聚氨酯（PU，13.79%）和其他聚合物类型（表1）。3.4. 蛤蜊不同组织中的微塑料分布我们发现微塑料在闭壳肌中的检出率为100%，在鳃中为92.31%，在其他组织中的检出率在97.44%到之间。不同组织中的微塑料含量存在显著差异（p<0.05）。进水和出水管中的微塑料含量最高（50.18±40.76个/克湿重），其次是鳃（22.75±21.89个/克湿重）、足部（10.71±9.15个/克湿重）、闭壳肌（9.20±5.94个/克湿重）、外套膜（8.10±6.28个/克湿重）和内脏（4.12±3.18个/克湿重）。进水和出水管以及鳃中的微塑料含量显著高于其他组织（p<0.05）（图8-A）。下载：下载高分辨率图片（240KB）下载：下载全尺寸图片图7. 通过LDIR扫描的高反射玻璃上的有效测试区域照片以及红外光谱（蓝线代表标准光谱，红线代表样品光谱）。下载：下载高分辨率图片（293KB）下载：下载全尺寸图片图8. M. petechialis中微塑料的组织特异性分布。不同组织中微塑料的丰度（A）以及形状（B）、颜色（C）和大小（D）的组成。（a-f分别代表进水和出水管、鳃、足部、闭壳肌和内脏）。进水和出水管中检测到五种微塑料形态，闭壳肌、外套膜、足部和鳃中检测到四种形态，内脏中检测到三种形态。纤维是所有组织中最主要的类型，其次是碎片（图8-B）。不同组织中检测到各种颜色的微塑料，其中蓝色微塑料在所有研究组织中最为普遍。外套膜和内脏中的绿色微塑料比例相对较高，进水和出水管中的黄色微塑料比例也相对较高（图8-C）。101-500 μm尺寸范围的微塑料在所有研究组织中最为丰富，不同组织之间的微塑料尺寸分布没有显著差异（图8-D）。不同组织之间微塑料分布的主要差异在于微塑料的丰度，但在形状、颜色和大小方面几乎没有变化。3.5. 微塑料特征与生物测量参数的相关性如图9所示，RDA结果显示了微塑料特征（丰度、形状、颜色和聚合物类型）与生物测量参数（壳长、壳宽、壳高和总软组织重量）之间的关系。壳长（p<0.05）和总软组织重量（p<0.01）是影响微塑料特征的主要参数。具体来说，总软组织重量与微塑料含量呈强负相关。微塑料含量受到壳长、壳宽和壳高的影响，并与这些生物测量参数呈负相关。Spearman相关性分析显示微塑料含量与壳长之间存在显著负相关（图10）。此外，我们发现季节对东岭和凤岭的微塑料特征都有影响。下载：下载高分辨率图片（175KB）下载：下载全尺寸图片图9. 微塑料特征与生物测量参数之间的冗余分析。下载：下载高分辨率图片（49KB）下载：下载全尺寸图片图10. M. petechialis中微塑料含量与壳长之间的相关性。3.6. 蛤蜊中微塑料的生态风险东岭的PLI值在10.73-20.50之间，表明污染负荷为中等到高。凤岭的PLI值在7.36-20.58之间，这些值将微塑料污染负荷分为低、中、高三个等级。根据PLI的结果，东岭夏季和秋季的PLIzone值分别为11.72和15.82，都属于中等污染负荷。凤岭夏季的PLIzone值为7.36，属于低污染负荷，秋季的PLIzone值为17.86，属于中等污染负荷。总体而言，两个研究区域夏季的PLIzone值均低于秋季。根据H值的结果，东岭夏季的H值为462.63，属于高微塑料风险；秋季的H值为2121.51，属于危险微塑料风险。凤岭夏季和秋季的H值分别为2.67和2.75，都属于低微塑料风险（表2）。东岭的H值最高，两个季节都高于凤岭。表2. 蛤蜊中微塑料的生态风险评估。季节区域站点PLI危险等级PLIzone危险等级HH危险等级夏季东岭DH11.11中等11.72中等462.63高DM10.73中等DL13.50中等凤岭FM7.36低7.36低2.67低秋季东岭DH20.50高15.82中等2121.51危险DM16.74中等DL11.54中等凤岭FM20.58高17.86中等2.75低FL15.49中等通过M. petechialis摄入的微塑料平均量在东岭沿海地区约为10954.94个/人/年，在凤岭沿海地区约为12540.53个/人/年。总体而言，江苏省沿海居民通过M. petechialis摄入的微塑料平均量为11295.65个/人/年。4. 讨论4.1. 蛤蜊中微塑料的特征在本研究中，每个蛤蜊样本都受到微塑料污染，表明研究区域的海水和沉积物中微塑料污染严重。M. petechialis栖息在沉积物基质中，通过滤食从海水中获取食物颗粒。因此，当沉积物中的微塑料颗粒被输送到底层海水中时（Martin等人，2017年），它们会随着食物颗粒一起被蛤蜊通过滤食过程摄入。蛤蜊中的平均微塑料含量为8.62±5.46个/克湿重或36.82±12.73个/个体，这高于中国沿海地区其他关于贝类中微塑料的研究结果（Tang等人，2022年；Wang等人，2021年）。Wang等人在江苏省沿海地区对三种商业贝类（Meretrix petechialis、Ruditapes philippinarum和Sinonovacula constricta）中的微塑料进行了调查，平均微塑料含量在0.33-9.33个/个体或0.06-0.92个/克湿重之间（Wang等人，2021年）。南海潮间带四种蛤蜊（Meretrix petechialis、Ruditapes philippinarum、Mactra veneriformis 和 Cyclina sinensis）的平均微塑料含量分别为6.16±2.87个/个体或2.30±2.56个/克湿重，这些数值也低于我们的研究结果（Tang等人，2022年）。然而，与印度西南海岸双壳类动物的平均微塑料含量相比，我们的结果更低（Joshy等人，2022年）。我们研究与其他研究之间微塑料含量差异的原因可能归因于采样区域的不同以及微塑料提取和鉴定方法的不同。总体而言，我们研究中Meretrix petechialis的微塑料污染水平相对较高。在本研究中，所有研究组织的微塑料含量存在显著差异，其中进水管和出水管以及鳃部的微塑料含量明显高于其他组织（p<0.05）。Kolandhasamy等人发现，双壳类动物不仅可以通过吞食吸收微塑料，还可以通过附着的方式吸收（Kolandhasamy等人，2018年）。在那些不参与吞食过程的器官中，附着是吸收微塑料的方式；而在参与吞食过程的器官中，吞食是积累微塑料的方式。进水管和出水管是双壳类动物进出水的重要通道。水通过进水管进入，经过鳃部过滤后通过出水管排出。双壳类动物通过鳃部过滤水，捕获生物和非生物颗粒（营养物质和微塑料），这些颗粒随后被纤毛传递到消化道。在这个过程中，微塑料可能会在鳃部被捕获和积累。消化道中的微塑料无法分解，部分会被排出体外，而另一部分则会积累在体内。我们得出结论，进水管、出水管、鳃部以及由于吞食过程而产生的内脏中的微塑料含量较高，因为这些组织参与了这一过程。双壳类动物可以通过足部的伸展和收缩来移动。在此过程中，微塑料可能会附着在足部、外套膜和闭壳肌上，从而导致这些组织不可避免地通过附着方式吸收微塑料。此外，这些组织并不参与吞食过程，而大小在101-500微米范围内的微塑料在这些组织中的含量最高。由于这些颗粒无法进入循环系统，因此微塑料不太可能通过循环系统转移到这些组织中。因此，我们认为足部、外套膜和闭壳肌中的微塑料是通过附着方式积累的。进水管、出水管和鳃部直接参与滤食过程，更容易接触到外部环境中的微塑料，因此这些组织中的微塑料含量高于其他组织。在我们的研究中，纤维状微塑料在蛤蜊中最为常见，这一结果与其他关于双壳类动物中微塑料的研究一致（Joshy等人，2022年；Li等人，2016年；Teng等人，2019年；Wang等人，2021年）。纤维状微塑料的优势与研究区域（江苏沿海潮间带）的特定污染源有关，该区域具有密集的海洋养殖区和工业区，以及频繁的人类活动。纤维状微塑料主要来自两个途径：1）生活污水排放：沿海居民和水产养殖工人的洗衣废水会释放大量聚酯、人造丝和棉-聚酯混纺纤维（Browne等人，2011年；Wang等人，2021年；Wang等人，2019年），而这些纤维很难被传统的污水处理过程有效去除（Browne等人，2011年），最终大量进入沿海水域；2）海洋养殖活动：用于蛤蜊养殖的防污网、浮绳和塑料薄膜在紫外线辐射、风浪摩擦和使用过程中的磨损作用下会逐渐分解并释放纤维状微塑料（Lin等人，2022年）。这些微塑料在潮间带养殖环境中大量积累，并容易被滤食性蛤蜊通过水过滤摄入（Lin等人，2022年）。织物材料的脱落、衣物的磨损以及消费量的增加加剧了纤维污染物向自然环境的释放（Li等人，2022年；Tran-Nguyen等人，2023年）。纤维状微塑料的高比例对蛤蜊的生理和海洋食物网有特定影响：与其他形态的微塑料（如碎片、颗粒）相比，纤维状微塑料更柔软、更长，更容易在蛤蜊滤食过程中缠绕在鳃丝上（Weinstein等人，2022年）。这种缠绕会降低鳃部的通透性，抑制气体交换和营养物质的过滤效率（Christoforou等人，2020年；Weinstein等人，2022年），甚至引发鳃组织的炎症反应（Christoforou等人，2020年）。对于较高营养级的生物（如螃蟹、海鸟和食用蛤蜊的人类），纤维状微塑料更难以消化和排出（Weinstein等人，2022年）。作为双壳类动物中主要的微塑料形态（Zapata-Restrepo等人，2025年），它们容易在食物链中发生生物积累和生物放大作用。此外，蓝色微塑料在我们的研究中最为常见，这也反映了该地区的污染源特征。蓝色微塑料通常与工业和海洋养殖相关的塑料产品有关，例如养殖设施上的蓝色防污涂层、水产饲料的蓝色塑料包装以及渔具中使用的蓝色合成纤维（Manolaki等人，2023年）。蓝色微塑料通常含有高浓度的合成染料（如酞菁蓝）（Manolaki等人，2023年），这些染料可能对蛤蜊造成细胞毒性作用和内分泌干扰。具体来说，这些染料会导致鳃组织损伤、上皮细胞破裂、鳃丝紊乱以及生殖卵细胞的退化变化（如空泡化和卵膜降解），从而影响蛤蜊的繁殖和生长（Rupali和Patil，2024年）。对于人类来说，长期摄入含有这类染料的微塑料可能导致肝脏和肾脏中有毒物质的积累，引发氧化应激、组织炎症甚至DNA损伤（Alberghini等人，2023年）。在蛤蜊中发现的常见聚合物类型为聚乙烯（PE）、氯化聚乙烯（CPE）、聚丙烯（PP）和聚氨酯（PU），其比例分别为31.33%、23.54%、23.39%和13.79%。PE的来源可能是生活和工业用的塑料产品，而PP的来源可能是家用电器和高渗透性材料（Wang等人，2021年）。CPE可能来源于电线、电缆、软管和胶带等，而PU可能来源于塑料泡沫。在这些聚合物中，聚氨酯（PU）在降解过程中会释放异氰酸酯，这些物质对水生生物具有刺激性，对人类可能具有致癌性（Pantelic等人，2023年）。同时，氯化聚乙烯（CPE）中的氯基团在紫外线辐射、生物降解和环境催化剂（如金属离子）的作用下可能产生有毒副产物（Gullett等人，2000年）。这些高风险聚合物在蛤蜊中的高比例（PU为13.79%，CPE为23.54%）进一步突显了研究区域微塑料污染带来的生态和健康风险。

4.2 微塑料特征与生物测量参数的相关性分析
在本研究中，微塑料含量（个/克湿重）与壳长（p<0.05）和总软组织重量（p<0.01）呈显著负相关。尽管壳长较长的蛤蜊通常年龄较大，理论上应有更长的微塑料积累时间，但实际上较大个体的单位组织微塑料浓度较低。这种反比关系可能由两种机制解释：首先，蛤蜊的摄食活动随体型增大而减少。一般来说，壳长越长，总软组织质量越高，平均泵送速率越低，相应地每克软组织中的微塑料数量也减少（Catarino等人，2018年）。Patterson的研究还发现，较小的蛤蜊（3-6厘米）能够摄入更多的微塑料，且随着蛤蜊体型的增大，微塑料的吸收率降低（Patterson等人，2021年）。其次，组织生长引起的稀释效应。虽然较大的蛤蜊年龄较大，接触微塑料的时间较长，但其软组织重量增长速度通常快于微塑料的生物积累速度，从而导致微塑料在扩展的组织体积中稀释，从而使单位软组织中的微塑料含量降低。这一现象与微塑料文献中记录的“尺寸稀释效应”一致，已在包括Crassostrea hongkongensis和Perna viridis在内的多种双壳类动物中得到验证（Malto等人，2021年；Zhu等人，2025年）。我们的研究揭示了秋季东陵三个潮间带中Meretrix petechialis的微塑料含量存在显著差异（高>中>低）。虽然三个潮间带的微塑料都可能对此差异有所贡献，但本研究主要关注蛤蜊的生物学特性，未测定环境中的微塑料浓度，因此未将该因素纳入分析。根据Catarino等人（2018年）的方程，每克软组织中的微塑料数量取决于贻贝组织的总质量。随着总软组织湿重的增加，平均泵送速率降低，相应地每克软组织中的微塑料数量也减少（Catarino等人，2018年）。此外，Teng等人还发现，牡蛎组织中的微塑料数量可能与生物体重成反比（Teng等人，2019年）。秋季东陵时，蛤蜊软组织的总重量从低到高依次为：高潮间带2.56±0.53克，中等潮间带3.78±0.64克，低潮间带8.54±2.22克。不同潮间带中蛤蜊的微塑料含量差异表明，高潮间带的蛤蜊更容易受到微塑料污染（Tang等人，2022年）。一项关于南海潮间带蛤蜊的研究证实，高潮间带不仅更频繁地受到人类活动（如海洋养殖和垃圾污染）的干扰，还受到大气沉降和陆地径流的长期影响，导致微塑料含量显著高于中等和低潮间带。此外，高潮间带蛤蜊较低的软组织重量进一步放大了单位组织中的微塑料浓度（Tang等人，2022年）。因此，后续研究可以进一步探讨环境微塑料含量对蛤蜊微塑料含量的潜在影响。

4.3 蛤蜊中微塑料的生态风险评估
污染负荷指数（PLI）反映了研究区域内微塑料污染的空间和季节变化特征。我们的研究表明，蛤蜊的微塑料含量相对较高。在两个季节中，东陵和凤利的PLI值表明污染程度中等，除了夏季的凤利。化学组成风险（H）与聚合物组成相关。PVC和PU的危险评分分别为10001和7384，均非常高（Lithner等人，2011年）。这两种聚合物都在东陵的蛤蜊中被检测到，其中PU的比例较高（27.38%），因此东陵的微塑料污染风险在秋季较高，在夏季更高。食物摄入是微塑料进入人体的主要途径（Bhat等人，2023年）。研究表明，人脑组织中的微塑料和纳米塑料浓度显著高于肝脏和肾脏等其他器官（Nihart等人，2025年）。足够小的颗粒可以穿过血脑屏障，随后在富含脂质的脑区（如前额叶皮层）积累，这些区域参与人类的行为控制和决策过程（Casella等人，2025a；Casella等人，2025b；Casella等人，2025c；Casella等人，2025d）。此外，纳米塑料与肠道微生物群的相互作用可能导致菌群失调（Zhang等人，2023年）。当微塑料颗粒通过食物进入人体时，尺寸较小的颗粒（小于2.5微米）可以轻易穿透肠道（Albazoni等人，2024年）。在我们的研究中，大小在101-500微米范围内的微塑料在蛤蜊中最为丰富，而这些颗粒可以通过食用蛤蜊被人体间接摄入。研究表明，尺寸小于150微米的微塑料有可能转移到人体组织中，从而引发局部免疫反应（Exposito等人，2022年；Prata等人，2020年）。因此，小尺寸的微塑料可能通过食用蛤蜊转移到人体组织中，对人类健康构成威胁。Wang等人估计，江苏省沿海居民通过食用双壳类动物每年平均摄入的微塑料量为1088.64个/人/年（Wang等人，2021年）。在贝类消费量较高的国家，人们通过食用贻贝摄入的微塑料量预计可达每年每人4260个（Catarino等人，2018年）。在我们的研究中，江苏省沿海居民通过食用M. petechialis平均摄入的微塑料量约为11295.65个/人/年。这一数值几乎是同一地区通过食用双壳类动物摄入量的10倍，也是贝类消费量高的国家人均摄入量的2.6倍。然而，这一结果存在不确定性。首先，人们的消费习惯存在差异。本研究中的计算基于江苏省沿海居民平均食用M. petechialis的情况，但实际摄入量在不同人群中可能有显著差异。经常食用的人（例如渔民、有特定饮食偏好的当地居民）的摄入量可能高出2-3倍，而非经常食用者的暴露量则要低得多（Hermsen等人，2018年；Malafaia和Barceló，2023年）。此外，蛤蜊的消费也有季节性差异。秋季蛤蜊产量增加，导致人类消费量相应增加（比其他季节高出30%-50%），这可能导致年摄入量的高估或低估（Malafaia和Barceló，2023年）。同时，个体间的消化功能也存在差异，如胃酸度、消化酶活性和肠道传输时间等因素都会影响微塑料的滞留和转移效率（Malafaia和Barceló，2023年）。肠道传输速度较快的人可能会排出超过60%未被吸收的微塑料，而传输速度较慢的人则可能在体内积累更多微塑料（Hermsen等人，2018年；Malafaia和Barceló，2023年）。另外，尽管LDIR光谱技术在聚合物识别方面具有高精度，但由于仪器分辨率限制（空间分辨率为10-20微米），尺寸小于10微米的微塑料（尤其是5-10微米范围内的）可能会被低估30%-40%（Xu等人，2019年）。这些小颗粒的人体吸收率（15%-20%）远高于大颗粒，因此实际摄入量可能略高于本研究中的估计值（Xu等人，2019年）。本研究的结果对中国食品安全法规和消费者意识的提高具有重要意义。在食品安全法规方面，首先，它可以为制定贝类中的微塑料污染限制提供基础数据。目前，微塑料尚未被纳入中国的国家食品安全标准。本研究的结果，如江苏省沿海居民每年平均摄入11,295.65个微塑料以及相关的聚合物风险（例如PU和CPE的高危害性），可以直接支持特定标准的制定，包括对M. petechialis等贝类产品中微塑料的最大允许含量和高风险聚合物的限制。其次，它为优化贝类养殖实践提供了数据支持。鉴于养殖活动是微塑料的重要来源之一，相关监管机构可以推广在养殖区使用可生物降解的养殖材料，例如用环保替代品替换塑料网和绳索，从而从源头上减少微塑料的输入。在提高消费者意识方面，首先可以在沿海地区开展科普活动，告知居民过量食用蛤蜊的潜在风险，并建议适量和控制消费频率。其次，可以向消费者提供减少微塑料暴露的实际方法，例如在食用前用过滤海水清洗蛤蜊72小时并去除外套膜（Tang等人，2022年）。最后，应改进贝类产品的标签系统，例如在标签上添加收获时间和地点的信息。这有助于消费者根据污染风险的差异做出明智的选择，从而提高他们的风险预防意识。结合污染负荷指数和化学成分风险的结果，江苏省沿海潮间带蛤蜊中的微塑料对环境和人类健康都构成了威胁。

5. 结论

我们研究了在江苏省沿海潮间带采集的受欢迎食用蛤蜊物种M. petechialis中的微塑料情况。蛤蜊中的平均微塑料含量为8.62±5.46个/克湿重或36.82±12.73个/个，高于中国其他沿海地区的记录。然而，本研究中的微塑料含量低于印度西南海岸的蛤蜊，表明全球沿海蛤蜊中的微塑料污染存在明显的地区差异。这种空间变化很大程度上取决于当地的工业活动、海洋污染管理和其他环境因素。不同组织中的微塑料含量存在显著差异。进水管和鳃中的微塑料含量明显高于其他组织（p<0.05）。作为滤食和摄食的关键器官，这些组织极易受到微塑料的暴露和积累。其他组织主要通过表面粘附积累微塑料，因此微塑料含量较低。夏季和秋季，蛤蜊体内的微塑料形态以纤维为主。PE、CPE和PP是主要的聚合物成分。尺寸在101-500微米范围内的微塑料占比最高，蓝色是主导颜色。这些特征反映了研究区域的微塑料输入特征，也为探索江苏省潮间带的微塑料来源和分布提供了基础数据。Spearman相关性分析表明，壳长（p<0.05）和软组织重量（p<0.01）是影响蛤蜊中微塑料积累的关键生物因素。微塑料含量与壳长呈显著负相关。这一趋势可能归因于较大蛤蜊的摄食活动减少和组织生长稀释的共同作用。结合污染负荷指数（PLI）、化学成分风险（H）和饮食微塑料摄入量的评估，研究区域的蛤蜊微塑料污染水平高于国内沿海贝类数据。高风险聚合物的存在和直接的人类饮食暴露表明，M. petechialis中积累的微塑料对江苏省的沿海生态安全和公共卫生构成潜在风险。

**资助信息**

本研究由中国国家自然科学基金（项目编号41976131）资助。

**AI使用声明**

在准备本工作时，作者使用了Deepseek辅助语言润色。所有实验设计、样本分析、数据计算、结果讨论和结论撰写均由作者独立完成。

**作者贡献声明**

- 张莉：撰写——初稿、概念化、监督
- 刘晓寿：撰写——审阅与编辑、资金获取、概念化
- 孙嘉毅：撰写——初稿、方法学、调查、数据分析
- 薛胜轩：撰写——初稿、调查、数据管理、方法学
- 陈晓梅：方法学、调查