《Marine Pollution Bulletin》：Organic pollutants and phytoplankton dynamics across contrasting coastal environments
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浮游植物在台灣高雄河口水域與漁港积累多類有機汙染物，包含PAHs、PAEs和APs，分析顯示漁港汙染物濃度顯著較高，主要源於海事活動、燃油燃燒及塑膠添加劑，而高分子量PAHs在兩環境均佔優勢，指示共同燃燒來源影響。浮游植物群落結構（如硅藻占優）與汙染物積累相關，支持其作為生物指示器的潛力。
Aiza D. Gabriel|Yee Cheng Lim|Chih-Feng Chen|Chiu-Wen Chen|Cheng-Di Dong
国际博士项目，国家高雄科技大学水圈科学学院，台湾高雄市，81157
摘要
浮游植物是海洋食物网的重要组成部分，在生物地球化学循环中起着关键作用。然而，它们在沿海水域积累和反映有机污染物来源的能力尚未得到充分理解。在这项研究中，我们量化了从台湾高雄七个河口（RM）站点和七个渔港（FP）站点采集的浮游植物中的多环芳烃（PAHs）、邻苯二甲酸酯（PAEs）和烷基酚（APs）的浓度、分子组成和来源。我们分离出55–120微米大小的浮游植物，使用气相色谱-质谱（GC–MS）进行分析。同时，我们利用分子诊断比率（MDR）和正交矩阵分解（PMF）评估了PAHs的来源。结果表明，渔港中的ΣPAHs、ΣPAEs和ΣAPs浓度始终高于河口站点。这一发现反映了海上活动、燃料燃烧、塑料排放和废水排放的影响。尽管存在这些差异，高分子量PAHs仍是两种环境中的主要污染物，表明它们受到热解燃烧源的共同影响。此外，增塑剂（DEHP、DiNP、BBP）分别主导了PAEs和APs的组成。PMF分析确定交通相关和石油燃烧排放是主要来源，此外还有增塑剂的贡献。以硅藻为主的浮游植物群落与高分子量PAHs的积累增加有关，这表明浮游植物群落组成和功能特性可能影响有机污染物的吸收。这些结果表明，浮游植物可以反映化学暴露的空间模式和生态响应，支持其作为沿海生态系统生物指示物的潜力。
引言
高生产力的沿海生态系统面临着来自陆地和海洋的污染风险（Pantusa等人，2023年）。这包括快速城市化、工业排放、河流输入以及加剧的海上活动，这些因素导致近岸水域有机污染物的积累（Gunasekara等人，2025年；Lu等人，2022年）。这些污染物会影响水质，改变生态过程，并对海洋生物构成威胁（Da Luz，2024年；Iyiola等人，2024年）。虽然许多研究关注沉积物和海水中的污染物水平，但较少关注它们与作为海洋食物网基础的浮游植物的相互作用。
浮游植物作为初级生产者，在海洋生态系统的功能中起着核心作用，并对生物地球化学循环有重要贡献（Naselli-Flores和Padisák，2023年；Updhyay等人，2025年）。它们较高的表面积与体积比以及持续暴露于环境水中，使它们成为溶解性和颗粒结合污染物的有效受体（Cheng等人，2025年；Zhao等人，2025年）。作为初级生产者，浮游植物可以将这些污染物传递给其他生物，如浮游动物和更高营养级的生物，从而影响污染物在海洋食物网中的传播（Wang等人，2025年）。最终，这些污染物的转移可能导致人类通过食用受污染的海产品而暴露（Qian等人，2022年；Wang等人，2023a，Wang等人，2023b）。因此，研究浮游植物中的污染物积累可以早期洞察生态风险和营养级转移的潜力。
在沿海系统中，值得关注的新兴污染物包括多环芳烃（PAHs）、邻苯二甲酸酯（PAEs）和烷基酚（APs）。PAHs来源于岩石源和热解源，包含多种有毒和致癌化合物（Suresh等人，2025年）。另一方面，PAEs和APs广泛用于塑料、表面活性剂和工业产品中，并具有内分泌干扰作用（Albarico等人，2025年；Li等人，2024年）。这些污染物具有疏水性、持久性，并容易吸附在有机颗粒上（Bajagain等人，2023年；Prajapati等人，2022年），包括浮游植物细胞。然而，对浮游植物中这些化合物的综合评估仍然有限，特别是在污染源不同的环境中。
先前的研究调查了浮游生物系统中有机污染物的存在和行为，特别是海洋浮游植物和浮游动物中的PAHs（Larsson等人，2000年；Malto等人，2026年）。这些研究表明，浮游植物可以积累溶解性和颗粒结合的污染物，其吸收受物理化学性质（如疏水性）、环境条件和群落结构的影响（Pouch等人，2022年；Skei等人，2000年）。最近的研究扩展了这一焦点，包括塑料衍生的污染物（如邻苯二甲酸酯（PAEs）和烷基酚（APs），以及在浮游生物中的多类污染物评估，特别是在港口环境中（Cayabo等人，2024年；Malto等人，2026年）。然而，大多数研究仅关注单一环境。在不同沿海环境（如受陆地径流影响的河口和以海上和燃烧相关输入为主的渔港）之间的比较评估仍然有限。这些污染源和流体动力条件的差异可能显著影响污染物的组成和浮游植物与污染物的相互作用。
河口和渔港代表了两种不同的沿海环境，它们接收不同的污染物输入（Chen等人，2023a）。河口受陆地径流和废水的影响，通常输送较轻且更易溶的污染物（Frith等人，2022年；Lin等人，2024年）。相比之下，渔港的主要污染源是船舶交通和燃料使用，这些污染物主要来自燃烧（Lim等人，2022年）。尽管人们对沿海水域中的有机污染越来越关注，但浮游植物在多类污染物评估中的整合仍然不足，尤其是在河口和渔港这样的不同环境中。本研究通过共同表征与浮游植物相关的PAHs、PAEs和APs，并将其分子特征和来源与浮游植物群落结构和环境驱动因素联系起来，填补了这一空白。通过阐明人为压力和浮游植物功能特性如何调节海洋食物网底部的污染物积累，这项工作为污染物进入途径和沿海生态系统风险提供了新的见解。
研究区域
本研究于2025年5月19日至21日在台湾高雄市的14个采样站点进行：7个河口（RM）和7个渔港（FP）站点（图1）。河口是受陆地径流、废水排放和偶发性污染物脉冲强烈影响的动态区域。相比之下，渔港经常受到持续的人为输入影响，包括燃料残留物、塑料添加剂以及工业和海上活动的排放。
PAHs浓度和分布
结果显示，浮游植物中的总PAHs（TPAH）浓度在河口和渔港站点之间存在明显空间差异（表S1，图1）。河口的TPAH水平范围约为2836至9941 ng/g干重（dw），平均值为6226 ± 2623 ng/g dw，而渔港的浓度范围更广且普遍更高（3843至16,875 ng/g dw；平均值为9784 ± 3979 ng/g dw）。这些水平明显高于高雄港报告的水平（Albarico等人）
结论
本研究表明，不同沿海环境中的浮游植物积累了多种有机污染物，包括PAHs、PAEs和APs，并反映了台湾高雄河口和渔港之间污染的空间差异。渔港中较高的污染物负荷突显了持续海上活动、燃料燃烧、塑料相关输入和废水排放的影响。
作者贡献声明
Aiza D. Gabriel：撰写——原始草稿、可视化、验证、调查、正式分析、概念化。Yee Cheng Lim：撰写——审稿与编辑、验证、调查、资金获取、数据管理、概念化。Chih-Feng Chen：验证、方法论、正式分析。Chiu-Wen Chen：监督、资源管理、项目管理。Cheng-Di Dong：监督、资源管理、项目管理。
利益冲突声明
作者声明他们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
本工作得到了国家科学技术委员会（NSTC 113-2221-E-992-022-；NSTC 113-2221-E-992-020-MY3）的支持。
