《Estuarine, Coastal and Shelf Science》：Microplastics and chemical contaminants of polymers in Cage-Cultured Fish: A pioneering case study from Ashtamudi Ramsar Lake, India
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微塑料污染在印度网箱养殖鱼类及环境中研究显示，养殖石斑鱼和绿 Chromide 的微塑料含量分别为2.74和6.57个/条，纤维为主，源自网箱材料和污水。检测到重金属及高环境风险，建议改进养殖材料和废物管理。
苏瓦尔娜·S·德维（Suvarna S. Devi）| 阿鲁希·泰卡图·普什潘（Arushi Thaikkattu Pushpan）| 阿纳卡·萨吉（Anakha Saji）| 克里希南奈尔·萨蒂什·库马尔（Krishnannair Satheesh Kumar）| 阿普库塔纳奈尔·比朱·库马尔（Appukuttannair Biju Kumar）
印度喀拉拉邦蒂鲁瓦南塔普拉姆（Thiruvananthapuram）69551，喀拉拉大学（University of Kerala）水生生物学与渔业系（Department of Aquatic Biology and Fisheries）
摘要
在印度，关于水产养殖物种中微塑料（MPs）的存在情况的研究仍然不足。本研究分析了印度阿什塔穆迪拉姆萨尔湖（Ashtamudi Ramsar Lake）网箱养殖系统中的Etroplus suratensis和Trachinotus blochii中的微塑料及其相关化学元素，同时研究了地表水、沉积物和水饲料，以评估环境来源和污染途径。养殖的E. suratensis含有299个微塑料颗粒（每条鱼2.74 ± 0.25个微塑料颗粒），低于野生样本（309个微塑料颗粒；每条鱼14.63 ± 1.19个微塑料颗粒），而T. blochii含有677个微塑料颗粒（每条鱼6.57 ± 0.23个微塑料颗粒）。其中纤维类微塑料占主导地位，主要来源于网箱材料及附近的家庭排放物。微塑料负荷随鱼体大小而变化，在T. blochii中最大（每条鱼6.5 ± 0.35个微塑料颗粒），在E. suratensis中为中等水平（每条鱼3.7 ± 0.34个微塑料颗粒）。T. blochii中的聚合物类型包括LDPE、PET、HDPE、PP和PVC，而E. suratensis中的聚合物类型包括LDPE、PP、HDPE、PA和PU。在E. suratensis中，肌肉、胃肠道和肝脏中的微塑料含量分别为每克2.1个、2.76个和1.36个微塑料颗粒；在T. blochii中分别为每克6.26个、10.3个和5.4个微塑料颗粒，后者体内的微塑料含量更高。检测到的重金属包括汞（Hg）、铅（Pb）、镉（Cd）和铬（Cr）。聚合物危害指数（PHI）分析表明大多数聚合物处于极危险状态（第五类），而污染负荷指数（PLI）值通常较低（第一类；<10），除了水（中等风险）。食肉性的T. blochii摄入更多微塑料，且微塑料存在于可食用组织中，这突显了消费者可能面临的暴露风险。建议定期监测并改进水产养殖实践，例如使用可降解的网箱材料、改进废物管理、加强饲料质量控制以及采用防护网，以减少微塑料的扩散并确保环境和食品安全。
引言
近年来，全球捕捞渔业趋于稳定，人们越来越依赖水产养殖来满足不断增长的海产品需求（FAO, 2024a）。自2020年以来，水产养殖产量快速增长，平均增长率为6.6%，为全球粮食安全做出了重要贡献，人均海产品消费量从1961年的9.1公斤增加到2024年的20.7公斤（FAO, 2024b）。印度拥有约11,099公里的漫长海岸线，目前是全球第三大的鱼类生产国，占全球总产量的近8%（Mitra等人，2022年）。沿海水产养殖技术的进步使印度成为世界第二大水产养殖生产国（FAO, 2021年）。在新兴的水产养殖技术中，网箱养殖作为一种高效的生产系统尤为突出，特别是在咸水和河口环境中，因为它具有改善水质交换、增强废物排放和提高养殖密度的优势（Sakthivel等人，2024年）。
随着水产养殖的扩张，人们对水生系统中微塑料（MP）污染的担忧也显著增加。微塑料是指直径小于5毫米的塑料颗粒，它们既来自初级污染源，也来自与水产养殖基础设施、鱼饲料、渔具和包装材料相关的较大塑料材料的破碎（Lv等人，2020年；Xue等人，2020年；Zhou等人，2020年）。水生生物摄入微塑料可能导致多种生理和毒性效应，包括氧化应激、发育异常、生长减缓、行为改变、DNA损伤和内分泌紊乱（Lo和Chan，2018年；Xie等人，2021年；Hasan等人，2024年；Vazirzadeh等人，2025年）。实验研究表明，微塑料会缩短鱼的肠绒毛长度（Channa striata），改变Oreochromis niloticus的化学吸收，并引发Oryzias latipes的免疫反应（Pannetier等人，2020年；Zhang等人，2022年）。在水产养殖环境中，由于废物管理不善和养殖操作中持续使用塑料制品，微塑料可能在沉积物和水柱中积累（Chen等人，2021年；Da Le等人，2022年；Garcés-Ordo?ez等人，2022年）。此外，微塑料可作为有害污染物（如重金属、多氯联苯（PCBs）和持久性有机污染物（POPs）的载体，通过生物累积过程放大其毒性（Wang等人，2020年；Giroux等人，2024年）。鱼饲料也被认为是微塑料进入水产养殖系统的潜在途径（Walkinshaw等人，2022年；Wang等人，2022年；Devi等人，2024a；Jeyasanta等人，2024年）。
各种水产养殖系统，包括池塘、循环水养殖系统（RAS）和河口养殖场，都报告了微塑料污染现象（Lu等人，2019年；Ma等人，2020年；Liu等人，2023年）。多项研究记录了养殖鱼类、水饲料及周边环境介质中的微塑料存在情况（Iheanacho等人，2023年；Zhou等人，2024年）。全球范围内，意大利和克罗地亚的Sparus aurata和Cyprinus carpio、土耳其的虹鳟鱼和欧洲海鲈鱼（K?l??，2022年）以及葡萄牙的Dicentrarchus labrax中也发现了微塑料（Matias等人，2023年，2024年）。来自中国、菲律宾和波斯湾的网箱养殖系统的类似观察结果表明，微塑料正在成为集约化水产养殖环境中的普遍污染物（Similatan等人，2023年；Vazirzadeh等人，2025年）。
河口生态系统是将微塑料从陆地环境输送到海洋生态系统的重要通道，在那里微塑料会在沉积物和食物网中积累（Sánchez-Hernández等人，2021年；Wang等人，2022年）。在印度，河流和城市排水系统会将来自污水和工业源的微塑料输送到河口水域（Vanapalli等人，2021年）。多项研究还报告了Mugil cephalus和Piaractus brachypomus等商业重要鱼类的微塑料污染情况，这表明印度水生生态系统中的污染风险正在增加（Devi等人，2020年；Gayathry等人，2023年）。然而，印度的大多数研究主要集中在野生鱼类种群或环境介质上，针对网箱养殖鱼类系统中微塑料污染的研究仍然非常有限。
阿什塔穆迪湖（Ashtamudi Lake）位于印度西南部海岸，是喀拉拉邦第二大河口生态系统，也是具有国际重要性的拉姆萨尔湿地（Tampi，1973年）。该湖泊支持广泛的水产养殖活动，对当地渔民的生计至关重要。由于Etroplus suratensis（绿色鲷鱼）和Trachinotus blochii（短鼻 Pompano）适应咸水环境且市场需求高，这些高价值物种在该地区广泛养殖（Padmakumar等人，2012年；Aswathy等人，2020年；Parakkandi等人，2021年；Sarkar等人，2024年）。尽管网箱养殖在阿什塔穆迪湖具有生态和经济重要性，但关于这些养殖系统中的微塑料污染及其对养殖鱼类的影响的信息仍然很少。
本研究调查了阿什塔穆迪湖中两种具有商业价值的网络箱养殖鱼类T. blochii和E. suratensis中的微塑料污染情况。具体而言，本研究旨在：（i）量化并描述养殖鱼类和野生鱼类中的微塑料；（ii）比较不同生长阶段的养殖鱼类中的微塑料负荷；（iii）评估周围环境介质（包括水、沉积物和水饲料）中的微塑料污染；（iv）使用聚合物危害指数（PHI）和污染负荷指数（PLI）评估环境风险；（v）检测与微塑料颗粒相关的重金属元素。通过整合生物学和环境分析，本研究为印度网箱养殖系统中的微塑料污染途径提供了新的见解，为环境监测和可持续水产养殖管理提供了重要的基础数据。
研究地点与样本采集
阿什塔穆迪湖（北纬8° 45’ - 9° 28’；东经76° 28’ - 77° 17’），面积61.42平方公里（Krishnakumar等人，2017年），位于印度西南部海岸，是一个咸水拉姆萨尔湿地（Chackacherry和Jayakumar，2011年）（图1a），该湿地提供了可持续的生态系统服务，促进了渔民的经济稳定（Sinclair等人，2021年）。研究的鱼类包括短鼻 Pompano（Trachinotus blochii，Lacepède，1801年，属于Carangidae科）和绿色鲷鱼（Etroplus）
养殖鱼类中的总微塑料负荷
本研究分析了来自网箱养殖场的103条T. blochii样本，所有个体（100%）的胃肠道中都含有微塑料，平均每条鱼含有6.57 ± 0.23个微塑料颗粒。相比之下，在研究的109条E. suratensis样本中，91条（83.4%）的胃肠道中含有微塑料，平均每条鱼含有2.74 ± 0.25个微塑料颗粒（图S1）。在T. blochii中，纤维类微塑料占主导地位（97%），而碎片类微塑料占3%；在E. suratensis中...
讨论
微塑料污染已成为一个重要的环境问题，影响着包括咸水养殖系统在内的水生生态系统（Ma等人，2020年；Lin等人，2022a,b；Iheanacho等人，2023年）。
养殖的E. suratensis样本显示出微塑料污染，平均每条鱼含有2.74 ± 0.25个微塑料颗粒，其中纤维类微塑料最为常见；而野生捕获的E. suratensis污染更严重，平均每条鱼含有14.63 ± 1.19个微塑料颗粒。
局限性
尽管本研究为阿什塔穆迪拉姆萨尔湖中网箱养殖鱼类及其相关环境介质中的微塑料污染提供了重要见解，但仍存在一些局限性。
首先，本研究仅在一个河口系统中进行，且仅关注了阿什塔穆迪湖特定区域的网箱养殖地点。虽然该地点是湖泊中的主要网箱养殖区，但研究结果可能无法全面反映其他区域的空间差异。
政策与管理启示
鉴于网箱养殖在河口和沿海水域的快速扩张，本研究的结果强调了将微塑料监测和缓解策略纳入水产养殖管理框架的紧迫性。像阿什塔穆迪湖这样的拉姆萨尔湿地既支持生物多样性保护，也支持以渔业为基础的养殖活动，因此需要严格监管微塑料等新兴污染物。
未来研究
未来的研究应优先进行受控暴露实验，以阐明微塑料在水产养殖物种中的摄入、滞留和转移机制，包括纳米和微尺度颗粒通过生物膜的传递过程。结合聚合物指纹分析、环境追踪和流体动力学建模的定量来源分配方法将有助于厘清不同因素的相对贡献。结论
本研究首次综合评估了印度河口养殖系统中网箱养殖鱼类及其相关环境介质中的微塑料污染情况。通过研究两种具有商业价值的水产养殖物种（Trachinotus blochii和Etroplus suratensis）以及阿什塔穆迪拉姆萨尔湖的水、沉积物和水饲料，揭示了微塑料进入和在网箱养殖环境中循环的多种途径。
作者贡献声明
阿纳卡·萨吉（Anakha Saji）：撰写——审稿与编辑、验证、调查、数据管理。克里希南奈尔·萨蒂什·库马尔（Krishnannair Satheesh Kumar）：验证、软件使用、数据分析、数据管理。苏瓦尔娜·S·德维（Suvarna S. Devi）：撰写——初稿撰写、验证、方法论设计、调查、数据管理。阿鲁希·泰卡图·普什潘（Arushi Thaikkattu Pushpan）：撰写——审稿与编辑、方法论设计、调查、数据分析。阿普库塔纳奈尔·比朱·库马尔（Appukuttannair Biju Kumar）：撰写——审稿与编辑、项目监督、资金筹集
未引用参考文献
FAO等人，2025年；Gündo?gdu等人，2021年；Jamal等人，2025年；Nyem等人，2025年；Parakkandi等人，2022年；Pic?等人，2021年；Praved等人，2024年；Radhakrishnan等人，2023年；Rochman等人，2013年；Sreeparvathi等人，2024年。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢由欧盟Erasmus计划（项目编号：619158-EPP-1-2020-1-CY-EPPKA2-CBHE-JP）支持的ECOMARINE项目（“建立保护海洋生态系统和生命免受气候变化及塑料垃圾负面影响的综合机制”）对项目的财务支持。同时，我们也感谢喀拉拉大学中央仪器与设施实验室（CLIF）提供的扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析服务。特别感谢Vishnu先生的帮助。
