《Marine Pollution Bulletin》：From litter distribution to bioaccumulation: assessing cigarette butt-derived metal uptake by south Caspian Sea macroalgae
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本研究对里海海沿岸12个海滨度假区烟头（CBs）污染进行评估，发现平均密度达0.39±0.06个/平方米，其中Ramsar海滩因高游客量与河流输入导致污染最严重（CBPI=15.6）。通过微宇宙系统证实CB渗滤液显著促进宏观藻类（Cladophora glomerata）生物量增长（30天增重达22.5%），且Cd、Cu、Zn等金属浓度随CB数量呈显著正相关（p<0.05）。研究揭示CB污染与金属释放对藻类生长存在正向关联，强调需加强综合管理以降低生态风险。
艾哈迈德·拉德马内什（Manbohi）|梅赫尔沙德·塔赫里（Mehrshad Taheri）|雷扎·拉赫纳玛（Reza Rahnama）|穆罕默德·阿里·哈姆泽（Mohamad Ali Hamzeh）
伊朗国家海洋与大气科学研究所，德黑兰，1411813389，伊朗
摘要
香烟头（CBs）含有多种污染物，对环境构成威胁。尽管全球范围内香烟头的普遍存在及其危害已被记录在案，但关于它们在里海南部海岸的分布量、空间分布及生态影响的数据仍然十分匮乏。本研究评估了里海南部12个旅游海滩上香烟头的数量和空间分布情况。此外，通过微型生态系统实验，研究了里海南部海域的大型藻类Cladophora glomerata对从废弃香烟头渗出液中吸收金属的过程。平均每平方米海滩上的香烟头数量为0.39 ± 0.06个。根据香烟头污染指数（CBPI），大多数海滩被归类为重度或高度污染，其中拉姆萨尔海滩的污染程度最为严重（CBPI = 15.6）。实验还显示，香烟头的存在增加了大型藻类的生物量：对照组干重为365.4 ± 6.4克/立方米，而分别放置15个、30个和45个香烟头的实验组中，藻类干重分别为394.0 ± 6.1克/立方米、416.7 ± 8.08克/立方米和449.5 ± 10.65克/立方米。此外，所有研究金属的浓度均随着香烟头数量的增加而上升（p < 0.05）。这些发现强调了海滩污染、香烟头渗出液中金属以及大型藻类反应之间的相互关系，突显了实施综合海岸线管理和持续监测以减轻里海南部海岸生态风险的必要性。
引言
近几十年来，全球香烟消费量持续增长，世界卫生组织（WHO, 2017）将其视为全球性健康危机。2016年全球消耗了约5.7万亿支香烟，预计到2025年这一数字可能达到9万亿支（Araújo和Costa, 2019）。由于约75%的吸烟者不规范处理废弃香烟头，它们已成为三十多年来海滩清理中最常见的垃圾类型。值得注意的是，即使在自然条件下，香烟头也需要两年时间才能降解约37%（Bonanomi等人, 2020）。
香烟头是公认的污染物来源，尤其是金属（Darabi等人, 2023）。例如，Dobaradaran等人（2017）测量了从伊朗南部布什尔沿海地区收集的香烟头中浸出的镉（Cd）、铁（Fe）、砷（As）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）和锰（Mn）的浓度，分别为0.16–0.67 ppm、79.01–244.97 ppm、0.12–0.48 ppm、1.13–3.27 ppm、4.29–12.29 ppm和38.29–123.1 ppm。香烟头的渗出液及其被生物体吸收均可能带来毒性风险（Santos-Echeandía等人, 2021）。实验和观察研究表明，香烟头污染会对水生生物的繁殖、摄食、生长和微生物群落结构产生致命或亚致死影响（Araújo和Costa, 2019）。尽管危害明显，但关于香烟头在水生环境中的分布及其对海洋生物的全面毒性影响仍存在知识空白。
大型藻类在海岸生态系统中起着关键作用，有助于沉积物稳定和生态条件的维持（Rahnama等人, 2025）。然而，香烟头残骸与大型藻类之间的相互作用——尤其是后者对香烟头渗出液中金属的吸收机制——目前了解甚少。为了填补这一知识空白，本研究旨在通过量化里海南部海岸线上香烟头的数量、空间分布及污染指数，并在受控的微型生态系统条件下评估大型藻类对金属的吸收情况，来探讨这三者之间的关联。
研究区域和采样程序
里海南部拥有约820公里长的海岸线及众多休闲场所，全年吸引大量游客（Manbohi等人, 2023）。然而，人类活动的加剧导致了严重的污染，海滩上的塑料垃圾量不断增加（Manbohi等人, 2023；Kouhi等人, 2025）。尤其是在春季和夏季，游客数量达到高峰时，污染问题更为突出（图1）。
里海南部海岸的香烟头数量
从12个海滩共收集并统计了2297个香烟头。结果显示，里海南部各海滩上的香烟头密度存在差异（表S1；图3）。拉姆萨尔海滩的香烟头密度最高（0.78 ± 0.02个/平方米），这可能与该地区较高的游客活动水平、河流径流以及有限的清洁工作有关。
里海南部的香烟头污染情况
评估里海整个南部海岸的香烟头数量、空间分布及污染指数有助于填补有关世界最大内陆湖泊中香烟头污染的认知空白。该地区香烟头数量较多，主要归因于大量游客和清洁工作的不足。Katarzyte等人（2020）的研究表明，游客数量显著影响香烟头的数量。
结论
研究结果表明，调查海滩上的平均香烟头密度为0.39 ± 0.06个/平方米，大多数海滩被归类为重度或高度污染，其中拉姆萨尔海滩的污染最为严重。这些发现表明里海是香烟头污染的热点区域，反映了当地较高的吸烟率以及不足的管理措施。此外，本研究首次探讨了废弃香烟头渗出液中金属的吸收情况。
CRediT作者贡献声明
艾哈迈德·拉德马内什（Manbohi）： 负责初稿撰写、验证、监督、资源协调、项目管理、方法设计、数据收集与分析、概念构建。
梅赫尔沙德·塔赫里（Mehrshad Taheri）： 负责初稿撰写、方法设计、数据分析、数据整理。
雷扎·拉赫纳玛（Reza Rahnama）： 负责初稿撰写、方法设计、数据分析、数据整理。
穆罕默德·阿里·哈姆泽（Mohamad Ali Hamzeh）： 负责初稿撰写、数据可视化及数据分析。
伦理声明
本手稿的撰写过程中使用了生成式AI工具（ChatGPT）进行语言编辑和格式化。所有数据、分析和结论均由作者完成，AI未参与数据生成或解释工作。
资金支持
本研究得到了伊朗国家科学基金会（INSF）的资助，项目编号为4014933。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
我们衷心感谢伊朗国家科学基金会（项目编号4014933）和伊朗国家海洋与大气科学研究所对本项目的支持。
