研究团队使用丹麦KC-Denmark公司的Van Veen抓斗采泥器（开口面积0.1 m²），在马尔马拉海东南部的盖姆利克湾15个站点采集表层沉积物，并同步采集贻贝与大型海藻，测定了多种金属的含量，结合富集因子、地累积指数、污染负荷指数与生态风险指数，评估了该海湾沉积物的污染程度与来源，并对不同年龄组人群经由食用生物体的健康风险作出量化。相关成果于2026年发表于《Biological Trace Element Research》。
研究背景
工业生产、农业活动与人口增长使金属污染成为全球性问题，而进入水柱后不易降解的金属，其最终归宿往往是沉积物。因此监测沉积物能清晰反映所在区域的污染状况；但沉积物同时也是金属释放的源头，积累的金属可能重新回到水体。要评估金属污染的生态与健康影响，既需测定沉积物中的金属含量，也需借助底栖指示生物——贻贝等滤食性动物耐污性强、富集能力好，绿藻中的石莼属也常用作生物指示种。
盖姆利克湾位于马尔马拉海东南部，因表层低盐黑海水与深层高盐地中海水之间的密度跃层，水体交换受限，被列为该海污染最严重的区域之一。当地主要产业包括制皂、橄榄种植、农业与炼油，湾内南部分布着多个商业港口。已有研究证实河流输入对湾内金属分布影响显著，也曾发现湾内沉积物与贻贝的金属积累高于其他区域。不过此前数据大多来自沉积柱芯或单一介质，综合沉积物、贻贝与海藻三类介质并按国际指标系统开展污染与健康风险评估的工作仍然欠缺，这正是本研究的切入点。
研究过程
采样于2021年6月23日至24日在盖姆利克湾进行，共获取28个样品：15个表层沉积物、7个贻贝与6个海藻样品。表层沉积物样品由Van Veen抓斗采泥器采集，开口取样面积为0.1 m²（即1000 cm²）；贻贝与大型海藻则取自0至1 m深的浅水岸边。所选贻贝为地中海贻贝，海藻为石莼（Ulva lactuca）与肠石莼（Ulva intestinalis）。全部样品冷冻干燥后用于金属分析，为便于与食品安全标准比较，测得的干重浓度统一换算为湿重。
分析测定的金属包括铜、锌、钒、钴、铬、铅、镍、锰，沉积物样品另测铝与铁。研究据此计算了一系列指标：以富集因子（EF）判断金属来自自然还是人为来源（EF>1.5通常指示人为富集）；以地累积指数、单项污染系数、污染负荷指数与潜在生态风险指数等综合刻画沉积物污染与生态风险；以生物—沉积物累积因子（BSAF）反映生物体对沉积物金属的富集；并对儿童、青少年、成年女性与成年男性四个年龄组，计算每日摄入量、每周估计摄入量、目标危害商（THQ）与危害指数（HI），评估食用贻贝与海藻可能带来的健康风险。
实验结果
一、沉积物金属普遍超过页岩参考值。 15个站点表层沉积物中，铜含量在19.9至124.9 mg/kg之间（均值67.9），锌在77.8至358.8 mg/kg之间（均值229），铬在83.2至578.3 mg/kg之间（均值242.9），镍在42.5至248.4 mg/kg之间（均值136.2），铅在13.8至93.2 mg/kg之间（均值46.8）；钒、钴、锰的均值分别为174.4、31与822.9 mg/kg。除个别站点外，多数金属含量都高于页岩平均值，指示该湾广泛存在金属富集。
图1. 丹麦KC-Denmark公司Van Veen抓斗采泥器
图2. 研究区采样站位分布（论文 Figure 1）
二、富集因子揭示铬的严重富集。 十个金属的富集因子中，铬最高，均值达到5，被归为严重富集；锌与铅属中度富集（均值分别为4.6与4.4）；铜、钒、钴、锰、铁仅为轻微富集（均值分别为2.3、2.3、2.7、1.6、2.2）。按沉积物质量指南评估，全部站点均受到较重污染，其中铬与镍尤为突出。当以可能效应水平（PEL）衡量时，锌、铬、镍的最高值均超过相应限值，意味着这些金属很可能对区域内底栖生物产生不利的生物效应，沉积物存在生态毒理风险。
图3. 沉积物中金属的富集因子（论文 Figure 4）
图4. 沉积物生态风险指标的空间分布（论文 Figure 5）
三、生物体金属含量高于世界多地并反映局部污染源。 海藻样品中金属浓度排序为锰>锌>铬>镍>钒>铜>铅>钴，总浓度在3.78至890.7 mg/kg（干重）之间。位于库尔顺卢码头（K5）的样品各项金属均显著偏高，研究者将其归因于该站点同时承受船舶交通与排污影响。贻贝样品中铬的最高值达到10.2 mg/kg，明显高于联合国粮农组织对渔业产品规定的限值。与世界其他区域的对比显示，本研究的金属含量总体偏高。
图5. 贻贝中金属的浓度（论文 Figure 3）
四、健康风险评估显示儿童风险最高。 对四个年龄组的摄入量计算表明，无论食用海藻还是贻贝，儿童的每日摄入量与每周估计摄入量都最高，说明儿童比其他人群更易受到金属暴露的危害；在多数海藻样品中，目标危害商与危害指数都超过1，提示存在明显的非致癌健康风险，需要采取相应的防护措施。
图6. 各年龄组因食用海藻的目标危害商占比（论文 Figure 2）
研究结论
研究给出的图景是：盖姆利克湾的沉积物、贻贝与海藻中金属含量普遍高于世界其他地区，也显著高于既往研究，指示该区域多年持续承受人为污染。沉积物方面，铬与镍的高度污染、以及锌、铬、镍超过可能效应水平，说明底质已构成生态毒理风险；生物体方面，儿童是相对更敏感的风险群体，食用当地海藻与贻贝时应格外注意。研究建议持续开展长期监测，并针对来源制定有针对性的管理措施。
丹麦KC-Denmark公司的Van Veen抓斗采泥器是本项研究沉积物样品的采集工具。它以0.1 m²（1000 cm²）的固定开口面积、依靠自重下沉与双爪闭合，在湾内水深与底质各异的多个站点都能稳定取得表层沉积物，使15个站点的金属浓度与各类污染指数具有可比性；正是这种可重复、有面积定量的表层取样，才为沉积物、贻贝与海藻三类介质的交叉比对和风险量化提供了数据基础。对于海洋污染监测与沉积物质量评估而言，KC-Denmark Van Veen抓斗采泥器是久经验证的标准工具。
参考文献
Balcıoğlu İlhan EB, Çağlar S, Mülayim A, et al. Spatial Variability of Metal Concentrations in Seaweeds, Mussels and Surface Sediments in Gemlik Bay: an Extensive Assessment of Contamination Sources and Associated Health Risks[J]. Biological Trace Element Research, 2026, 204(6): 4323-4347. DOI: 10.1007/s12011-025-04967-6.
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