《Environmental Research》：Commercially important aquatic organisms as indicators of contamination, ecosystem health and human risks in one of the largest rivers of the Brazilian Equatorial Margin (Jaguaribe River, Ceará, Brazil)
编辑推荐：
拉拉·I.F. 苏莎（Lara I.F. Sousa）|佩德罗·R.C. 塞尔瓦（Pedro R.C. Silva）|拉里萨·M. 戈恩萨雷斯（Larissa M. Gon?alves）|拉拉·F. 索阿雷斯（Lara F. Soares）|安杰利卡·L.F. 卡埃塔诺（Angé
拉拉·I.F. 苏莎（Lara I.F. Sousa）|佩德罗·R.C. 塞尔瓦（Pedro R.C. Silva）|拉里萨·M. 戈恩萨雷斯（Larissa M. Gon?alves）|拉拉·F. 索阿雷斯（Lara F. Soares）|安杰利卡·L.F. 卡埃塔诺（Angélica L.F. Caetano）|恩佐·M.F. 科斯塔（Enzo M.F. Costa）|伊奥拉娜·J.F.B. 特谢拉（Iorrana J.F.B. Teixeira）|亚历山德罗·R.S. 苏扎（Alessandro R.S. Souza）|阿什利·A.S. 利马（Asheley A.S. Lima）|米莱娜·C.M. 桑托斯（Milena C.M. Santos）|安东妮亚·D.F. 利马（Ant?nia D.F. Lima）|安娜·B. 科斯塔（Ana B. Costa）|维维安妮·A.S. 勒莫斯（Viviane A.S. Lemos）|里韦利诺·M. 卡瓦尔坎特（Rivelino M. Cavalcante）
有机污染物评估实验室（Laboratory for Assessment of Organic Contaminants, LACOr），塞阿拉联邦大学海洋科学研究所（Institute of Marine Sciences-Federal University of Ceará, LABOMAR-UFC），地址：阿博利松大道3207号，梅雷莱斯（Av. Aboli??o, 3207-Meireles），福塔莱萨（Fortaleza），塞阿拉州（CE），邮编：60165-081，巴西
摘要
污染是主要的环境压力源，威胁着水生生态系统的完整性和水生生物的健康。本研究评估了巴西塞阿拉州贾加拉比河（Jaguaribe River）中慢性污染和生物累积对水质、生态系统健康以及人类健康的影响。研究目标化合物包括多氯联苯（PCBs）、有机氯农药（OCPs）、多溴二苯醚（PBDEs）和拟除虫菊酯（PPs），分析了沉积物以及生物体内的这些物质，研究对象包括甲壳类动物（Ucides cordatus）、鱼类（Genidens barbus、Mugil curema、Lutjanus synagris）和软体动物（Crassostrea rhizophorae）。根据美国环保署（USEPA）的指南，使用HQ、THQ和CR指数评估了对人类健康的威胁程度。鱼类体内的多氯联苯浓度最高（最高达到42 ng/g，主要是PCB52——这反映了来自城市污染源和区域大气沉降的贡献），而软体动物体内则积累了DDT的代谢物（>20 ng/g）。甲壳类动物体内含有有机氯农药和拟除虫菊酯（如 Cypermethrin、Deltamethrin）。沉积物中则含有较高浓度的多氯联苯以及七氯和α-氯丹等残留农药。所有HQ和THQ值均低于1，CR值也处于美国环保署认为的“无显著风险至可接受”范围内（<10-4），表明在评估的暴露情景下对人类健康没有显著风险。然而，这些遗留的持久性有机污染物（POPs）和仍在使用的农药的广泛存在表明存在持续的低水平暴露和持续的污染问题，这强调了需要持续监测，尤其是对于频繁接触这些物质的群体和脆弱人群。
引言
巴西赤道海岸线（Brazilian Equatorial Margin, BEM）绵延约2200公里，覆盖从里奥格兰德杜诺尔特州（Rio Grande do Norte）到阿马帕州（Amapá）的六个州，沿南大西洋分布（Soares等人，2017年）。这一广阔的沿海区域拥有多样的海洋和海滨栖息地，包括沙滩、潮间带、砂岩礁石、浅水珊瑚群落和红树林（Magris & Giarizzo，2020年；IBGE，2021年）。这些生态系统提供了重要的生态服务，支持着高度的生物多样性，并通过传统渔业、生态旅游和其他依赖自然的活动支撑当地经济。然而，尽管具有生态重要性，BEM最近成为了工业扩张的新前沿，涉及海上石油和矿产资源勘探、海水淡化厂以及大规模风能产业用于生产绿色氢气（Moura等人，2016年；Azevedo等人，2025年）。这些发展加上长期的卫生设施和废物管理不足，加剧了沿海水域、沉积物及相关生物体的环境压力（ABRELPE，2020年；ANA，2021年）。在此背景下，位于塞阿拉州的贾加拉比河是BEM的水文系统之一。它整合了陆地和海洋过程，在半干旱地区的流域中发挥着维持河口生产力和生态平衡的关键作用。贾加拉比河流域支持着传统的渔业社区，以及广阔的红树林，这些红树林为多种水生物种提供了繁殖和觅食场所。然而，人类活动，包括城市污水排放、灌溉农业中使用化肥和农用化学品以及水产养殖业的扩张，逐渐改变了河流的水质和沉积物 dynamics（Oliveira等人，2016年；Gama等人，2017年）。这些压力导致了富营养化、栖息地退化以及有毒物质在食物链各层面的积累，威胁着环境和公共健康。
在影响BEM的主要污染物中，持久性有机污染物（POPs）如多氯联苯（PCBs）、有机氯农药（OCPs）和多溴二苯醚（PBDEs）因其环境持久性、生物累积潜力以及对水生生物和人类的毒性而备受关注（Mello等人，2024年）。尽管《斯德哥尔摩公约》对其使用了国际限制措施，但由于这些化合物半衰期长且可以从受污染源重新释放，它们的残留物仍能在沉积物和生物体中被检测到（Ge等人，2021年；Freitas等人，2024年）。相比之下，目前允许使用的农药，包括拟除虫菊酯（PPs）、三嗪类（TPs）和有机磷农药（OPPs），虽然设计时考虑了较低的持久性，但现在在赤道海岸线的农业和水产养殖实践中被广泛使用（Patel等人，2019年；USEPA，2023年；Alencar等人，2025年；Freitas等人，2024年；Mello等人，2024年）。当这些化合物被高强度使用时，可能会对水生生物产生叠加或协同的毒性作用，导致内分泌紊乱、神经毒性以及血液学和生化参数的变化（Ullah等人，2019年）。因此，像贾加拉比河这样的河口系统中遗留的POPs和现代农用化学品的共存，突显了亟需制定针对巴西赤道海岸线的综合环境监测和管理政策。
本研究的概念框架说明了贾加拉比河口与其周边红树林生态系统的相互联系，并强调了持久性有机污染物（POPs）进入环境并在其中传播的主要途径（图1）。主要的污染源，如未经处理的家庭和工业废水、集约化农业以及不断扩展的水产养殖，将POPs引入河口系统。一旦释放，这些污染物会在水体、沉积物和悬浮颗粒中扩散，影响到多种生物指示物种，包括牡蛎（滤食性生物）、螃蟹（碎屑食性生物）以及鱼类（如鲷鱼、鲻鱼和鲶鱼等捕食者或底栖相关物种）。
通过这些不同的暴露途径，POPs在生物体内累积，揭示了污染的分布情况和生态系统健康状况。这种生物累积也代表了污染物通过食物网传播的潜在路径，将环境污染与更广泛的生态风险以及通过海鲜消费对人类健康的潜在影响联系起来。
尽管在多个巴西河口中都记录到了农药和POPs的污染现象，但仍缺乏综合评估，这些评估能够同时考察同一系统中不同水生生物体内的多种污染物。重要的是，此前没有任何研究同时评估过贾加拉比河口中的遗留POPs、当前使用的农药以及生物体的健康指标。为填补这一空白，本研究采用了多物种和多污染物的方法，以更全面地了解巴西赤道海岸线的暴露模式和生态影响。
因此，本研究旨在确定贾加拉比河口（位于巴西赤道海岸线）中商业上重要物种体内POPs和拟除虫菊酯的浓度。进一步评估了它们的生物累积模式，并评估了相关的生态和人类饮食健康风险。
生态系统健康通过生物学和生态毒理学指标进行了间接评估，包括形态测量参数（长度-重量关系和体况）以及不同水生生物体内的污染物累积情况。这些指标提供了关于物种生理状态及其环境暴露情况的信息。
我们还评估了生物体的营养和生理状态，因为这些参数可能反映环境压力和栖息地质量。根据“同一健康”（One Health）和“行星健康”（Planetary Health）框架，这些指标对于评估生态系统健康至关重要，因为它们提供了与污染相关的亚致死效应的综合证据，并将环境完整性与食品安全和人类健康联系起来。这些发现对于环境管理和改善废物控制策略的决策制定具有相关性。
章节摘要
研究区域
本研究在巴西塞阿拉州的阿拉卡蒂（Aracati）和福蒂姆（Fortim）市的贾加拉比河口进行。采样范围从阿拉卡蒂的库姆贝（Cumbe，坐标：-4.482313, -37.775564）延伸到福蒂姆的贾丁（Jardim，坐标：-4.497756, -37.788039）（图2）。该河口地区受到淡水资源流入和潮汐动态的影响，支持着多样的红树林生态系统及相关的水生动物。采样工作于12月进行。
沉积物中的污染物水平
在沉积物样本中分析了49种目标化合物，其中21种未检测到（低于检测限）。未检测到的化合物包括PCB118、PCB180、艾氏剂、七氯环氧物、恩谷杀（endosulfan I）、顺式和非顺式九氯、狄氏剂、恩德林醛、联苯菊酯、二氯苯、特氟隆、吡虫啉、氯吡硫磷等。这表明一些遗留POPs和有机磷农药的污染相对较低，可能是因为历史上的扩散或局部污染有限。
结论
研究结果表明，在贾加拉比河口的商业重要水生生物体内存在多种污染物，包括多氯联苯（PCBs）、多溴二苯醚（PBDEs）、有机氯农药和拟除虫菊酯。尽管观测到的浓度 generally 较低，且根据评估的条件估计的人类健康风险处于可接受范围内，但遗留污染物和当前使用污染物的检测表明环境输入仍在继续，突显了继续进行环境监测的必要性。
CRediT作者贡献声明
安杰利卡·L. F. 卡埃塔诺（Angélica L. F. Caetano）: 方法论、数据管理、概念构建。拉拉·F. 索阿雷斯（Lara F. Soares）: 方法论、数据管理、概念构建。伊奥拉娜·J. F. B. 特谢拉（Iorrana J. F. Teixeira）: 方法论、数据分析、概念构建。恩佐·M. F. 科斯塔（Enzo M. Costa）: 方法论、数据分析、概念构建。安娜·B. 科斯塔（Ana B. Costa）: 写作——审阅与编辑、初稿撰写、方法论、概念构建。拉拉·I. F. 苏莎（Lara I. F. Sousa）: 方法论、数据管理、概念构建。里韦利诺·马丁斯·卡瓦尔坎特（Rivelino Martins Cavalcante）: 写作——审阅与编辑。
未引用的参考文献
巴西国家水务与基础卫生局（Agência Nacional de águas e Saneamento Básico），2021年；Cavalcante等人，2009年；Farrag等人，2025年；Iba?ez和Colín，2014年；Pinheiro和Fiscarelli，2009年；Pinheiro等人，2023年；Pozo等人，2014年；Rocha等人，2020年；Souza等人，2023年；美国环境保护署（USEPA），1989年；美国环境保护署，1996年；美国环境保护署，2007年；美国环境保护署，2023年；美国环境保护署——环境
利益冲突声明
? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：里韦利诺·卡瓦尔坎特（Rivelino Cavalcante）报告获得了国家科学技术发展委员会（CNPq）的财务支持。里韦利诺·卡瓦尔坎特与国家科学技术发展委员会存在关系，包括董事会成员身份。
致谢
RMC感谢CNPq提供的PQ-1奖学金（314013/2023-7）和项目：“巴西半干旱海岸的石油检测”（440880/2020-3），以及Lemae/Finep/CNPq（380975/2022–0）、Pronen/FUNCAP/CNPq（Pne-0112-00007.01.00/16）、Pronex（PR2 0101 00008 01 00/15）的支持。特别感谢PADETEC捐赠的PerkinElmer气相色谱仪，该设备对巴西海岸的环境研究做出了重要贡献。
本文是“环境诊断”课程的成果
