微塑料对海洋生物生态毒理学效应研究进展

海洋环境中的微塑料主要来源于陆源塑料垃圾输入、海上船只塑料垃圾的丢弃和水产养殖业漂浮装置的废弃等.微塑料的大小、形状和颜色与海洋生物的食物相似,容易被海洋生物误食,由于微塑料自身的毒性及其表面吸附的有毒化学物,对海洋生物及其生态系统具有直接和潜在的危害.本研究主要综述了微塑料对海洋生物产生影响的途径、毒性效应及其效应机制的研究进展状况;提出未来应重点加强微塑料环境浓度的长期效应、微塑料与其他污染物的联合效应及其机制、微塑料效应的生物标志物筛选以及生态风险评估技术的研究等.     

海洋微塑料污染的生物效应研究进展

微塑料是粒径小于5mm的各类塑料碎片的总称。在环境领域中,微塑料污染已经成为人们的关注热点。近年来,海洋环境中微塑料污染日益严峻,其引发的生物与环境问题也备受关注。本文系统总结了海洋微塑料污染的生物效应研究进展,介绍了微塑料的定义、来源、分类、分布特征等研究现状,分析了微塑料对海洋环境中海水水质和沉积环境的影响,综述了微塑料对海洋生物的毒性效应,并基于研究进展提出了未来需关注的研究方向,以期为海洋微塑料对环境与生物的影响研究提供借鉴和参考。     

海洋中微塑料的来源、分布及生态环境影响研究进展

微塑料(粒径5mm的塑料)作为海洋环境中一类新型污染物正受到越来越多的关注。我们从微塑料来源、分布和生态影响等方面总结分析了近年来海洋微塑料研究的进展。结果表明,海洋中的微塑料主要来源于在阳光、风浪和海流等作用下的海上塑料垃圾的分解,陆源塑料垃圾输入、海上船只塑料垃圾的丢弃、水产养殖业漂浮装置的废弃等是海洋中塑料垃圾的主要来源。海洋微塑料分布呈全球化趋势,近岸、大洋、深海和极地都有微塑料的存在,已有研究表明深海是微塑料的主要汇集区。微塑料不但会影响藻类的光合作用,还会影响一些海洋生物的产卵量和繁殖能力,甚至会引起某些海洋生物的营养不良甚至死亡;微塑料自身含有和表面富集的污染物会在水动力作用下影响污染物的全球分布并对海洋生物产生复合毒性影响。为减少海洋塑料垃圾,控制海洋微塑料污染并为污染防治提供支撑,保护海洋环境安全和人类健康,今后的研究方向将主要包括:不同粒径微塑料的快速分离和在线鉴别方法的建立;水动力对微塑料全球迁移变化的影响;微塑料复合毒性对海洋生态环境的污染效应及机制;管理和技术体系以及相关政策法规的制定等。     

水环境中微塑料的污染现状、生物毒性及控制对策

近年来,大量的原始塑料微球和次生的塑料碎片或颗粒进入水环境,潜在危害水生生物健康和生态系统安全。微塑料在环境中难以降解,可在水体、沉积物等环境介质中长期存在,并在水生生物体内积累,成为人们高度关注的海洋环境问题之一。一方面,微塑料在降解过程中释放出单体化合物、塑料添加剂等有毒有害成分;另一方面,微塑料由于粒径小、比表面积大,可吸附水体中的有机化合物,增强有机污染物对生物的毒性效应。本文参考近年最新发表的有关水环境中微塑料的分布状况、生物毒性等方面的研究论文,对微塑料的来源及其在海水、淡水、沉积物、水生生物体内等不同介质中的分布进行了梳理,并分别讨论了微塑料对浮游植物、浮游动物、贝类、鱼类、珊瑚和胚胎幼体等不同受试生物的毒性效应,发现微塑料在鱼类体内具有明显的积累现象,且对海洋生物的胚胎发育具有相对敏感的毒性效应,最后针对海洋环境中微塑料污染问题提出了控制对策。     

海洋微塑料污染研究进展

微塑料是海洋中一类重要的污染物,海洋微塑料污染已引起全球关注。根据目前的研究成果和研究热点,本文探索了将海洋微塑料从来源、材料、形状、颜色、大小、密度和状态7个方面进行了分类,综述了海洋微塑料在海水、沉积物和生物中的分布特征、相互迁移及影响因素,污染源、环境条件和微塑料本身的特征对其分布的影响最大,迁移使得微塑料在海洋环境中普遍存在,并且已经对海洋生物的代谢、生存和繁殖都构成了威胁。未来应对微塑料的分类、采样和测定进行统一规范;重点关注100μm以下的微塑料,发展微塑料定量和鉴别的新方法;在此基础上逐步建立起微塑料的动力模型和生态风险评价模型;探索海洋微塑料污染的应对方法。     

海洋微塑料污染现状及其环境行为效应的研究进展

海洋微塑料污染问题已经在全球范围内引起了普遍关注,位列全球十大新兴环境问题之一。因其本身尺寸微小、数量庞大且来源广泛导致其危害远超普通尺寸的海洋塑料垃圾,加之在海洋水动力作用下的迁移和沉降导致其污染波及区域十分广泛。同时,微塑料自身携带的添加剂在海水中的释放、与金属、有机污染物及微生物等构成的复合污染物均会对海洋动植物的生长、生存和繁殖产生负面效应,还可能通过食物链传递对人类健康构成潜在威胁。通过调研国内外文献,本文在简要介绍海洋微塑料污染问题的兴起及相关概念的基础上,对海洋微塑料的典型来源、分布情况和污染现状进行了阐述,同时还对海洋微塑料与其他类型污染物的相互作用及其对海洋生物的影响等环境行为效应进行了总结和综述。此外,本文对海洋微塑料污染问题的未来研究方向进行了分析和展望,以期为海洋微塑料污染问题的治理提供参考和借鉴。     

微塑料与水中污染物的联合作用研究进展

微塑料(直径<5mm的塑料)因其吸附、迁移性能和生物毒性成为目前研究的热点。微塑料进入水体后,会与水中的持久性污染物和重金属进行相互作用,与它们单独作用于生物的毒性效应不同。本文从微塑料对污染物的富集、迁移以及微塑料与污染物的联合毒性效应方面,对微塑料与污染物的联合作用进行了总结。环境中的微塑料能通过吸附作用富集水中有机污染物和金属离子,该过程主要受微塑料自身性质、塑料的老化程度、污染物的空间分布和其他环境条件的影响。污染物能以微塑料为载体在环境和生物体间迁移,包括空间上的转移和生物体内的转移。微塑料与污染物联合作用于生物体时,会通过增加摄入浓度、加剧组织损伤和降低机体抗性等方式增强污染物对生物体的毒性效应,或者通过降低污染物接触浓度、污染物或共污染物的生物可利用性减缓污染物对生物体的毒性效应。未来应对微塑料的吸附行为、相互作用机制以及评价方法、生物积累和慢性毒性进行探究。     

海洋纳米塑料污染现状及其对双壳类的生态毒理效应

随着纳米塑料在海洋中的分布越来越广泛,纳米塑料逐渐演变成目前海洋生态系统中面临的严重环境问题之一,引起人们的广泛关注。纳米塑料比微塑料粒径更小,具有更大的比表面积与吸附力,成为海洋中污染物的重要载体之一,影响深远。双壳类具有滤食特殊摄食方式,可通过食物链影响其他营养级生物,是食物链中重要一环。本文主要就纳米塑料的定义与来源、在海洋中的污染现状、对海洋双壳类的生态毒理效应进行阐述。纳米塑料可以通过海洋生物呼吸和进食过程中摄入体内,在吞噬细胞中诱导氧化应激、线粒体损伤和细胞毒性并产生严重的炎症反应。研究表明,在有其他污染物的存在下,纳米塑料的存在,会增加污染物在海洋生物体内的留滞时间,从而加大其毒性。纳米塑料可以通过食物网对海洋生态系统构成威胁。     

中国海洋微塑料污染的研究现状与展望

塑料垃圾通过各种途径进入海洋,海洋塑料污染已成为全球性环境问题。本文系统总结了国内外塑料污染的研究历程与现状,发现直接或者间接来源的微塑料在环境中广泛积累,呈全球化分布趋势;重点探讨了我国微塑料的来源、分布以及污染形势和生态影响,发现我国微塑料污染形势严峻,覆盖范围广泛,甚至涉及食品安全领域。塑料的生物降解是受到高度关注的研究领域,本文通过对微塑料的生物降解途径的归纳,总结了塑料降解的过程、生物种类以及相关的降解酶等,以期为海洋微塑料污染的治理提供启示。目前微塑料污染已经引起世界各国的广泛关注,但对海洋环境中微塑料的鉴定以及污染物消除技术等研究极少,迫切需要开展相关研究工作。     

略论国际海洋公约对海洋中塑料垃圾的法律规定

塑料垃圾已成为目前海洋环境中的主要污染物之一。在陆地上被称为“杀羊不出血的软刀子”,在海洋中被叫做捕杀哺乳类动物的“恶魔”。大量事实证明,海洋中的塑料垃圾对海洋环境、海洋生物构成了严重的潜在威胁,是当今海洋环境中不可忽视的一种新型污染物,已引起了人们的极大关注。1986年4月在美国加利福尼亚举行了专门讨论塑料垃圾污染海洋的首次会议。     

海洋微塑料来源、分布及生态效应研究进展

微塑料广泛分布于世界范围内的大洋和近海海域。作为新兴的污染物,微塑料对海洋生态环境威胁巨大。微塑料可以直接或间接被海洋动物摄入,导致其生长减缓或停滞、繁殖被抑制、寿命减短、进食量降低、耗氧量以及酶活性改变。微塑料与海洋浮游植物相互作用会对其生长、光合作用、氧化应激能力等产生影响。然而,微塑料对海洋浮游植物的致毒机理尚未完全明朗,还需更多的相关研究以探明其毒性效应机制。为保护海洋环境安全,更好的治理微塑料污染问题,有必要加强微塑料的相关研究,同时采取一系列有力的政策法规来监管塑料及微塑料的使用。     

三种常见原生动物对褐潮藻种抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)的摄食

微型浮游动物在抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)引发褐潮时表现的摄食压力可潜在控制褐潮的爆发和消亡。本研究就三种海洋常见原生动物——海洋尖尾藻(Oxyrrhis marina)、海洋尾丝虫(Uronema marinum)和扇形游仆虫(Euplotes vannus)——对单种饵料及混合饵料中抑食金球藻中国株的摄食进行了研究。单种抑食金球藻指数期细胞喂食的三种原生动物的生长率和摄食率呈现米氏方程变化趋势。比较三种原生动物摄食抑食金球藻的最大摄食率, 发现其随动物粒径的增大而增大, 但仅为摄食球等鞭金藻(Isochrysis galbana)的30%~59%。海洋尖尾藻和海洋尾丝虫的最大生长率(μ_max)与饵料种类无关, 扇形游仆虫摄食抑食金球藻时的μ_max值小于摄食球等鞭金藻的个体。海洋尖尾藻、海洋尾丝虫和扇形游仆虫摄食抑食金球藻时的毛生长率(gross growth efficiency, GGE)分别为65.8%、35.2%和49.1%。三种原生动物摄食抑食金球藻指数期细胞和球等鞭金藻以不同比例混合的饵料时表现出对抑食金球藻的选择倾向; 在含有抑食金球藻稳定期细胞的混合饵料喂食的情况下, 三种原生动物避食抑食金球藻或不表现明显摄食倾向性。抑食金球藻释放胞外聚合物(extracellular polymeric substance, EPS)的测定结果显示, 细胞从指数期生长至稳定期释放出的EPS的水平显著上升(P<0.05), 可能与原生动物对不同生长期藻细胞具有不同选择偏好有关。     

海洋微塑料作为生物载体的生态效应

随着海洋塑料垃圾的不断增多, 海洋微塑料作为一种新型的海洋污染物逐渐受到重视。目前关于微塑料来源分布及分析方法的认识较为普遍, 大部分研究注重于海洋生物误食微塑料、微塑料吸附及释放有毒物质的环境及生态效应, 而微塑料作为微生物、附生动植物的载体作用仍有待研究。文章综述了微塑料作为生物载体的三个作用: 1) 聚集作用。微塑料表面易覆盖生物膜形成微型生物群落, 为基因水平移动提供场所, 可能引发致病基因、抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, 简称ARGs)的转化、转导。2) 扩散作用。来源于污水的微塑料上可能附着生长着有害藻种、致病菌耐药菌或其他生物, 随水流移动到适宜区域, 可能引发赤潮或导致致病菌及耐药菌的传播扩散, 形成生物入侵。3) 首次提出微塑料的“捕食增强作用”概念, 即有机物、营养盐、生物群落聚集在微塑料颗粒上可提高捕食者的捕食效率, 从而促进海洋动物摄食微塑料, 进而加剧微塑料颗粒对海洋生物的毒理病理作用。文章着重阐述了“微塑料+生物”的生态效应。     

水产动物中的微塑料及其对人健康的潜在危险性

塑料的大量生产和使用导致其在自然界积累,并在各种环境因素作用下裂解,产生粒径小于5 mm的碎片和颗粒,即微塑料,全球的水生生态系统都发现有一定程度微塑料污染。各种水生动物,包括人类经常食用的鱼、虾和贝类等水产动物,都不可避免摄入微塑料,并通过食物链传递给人。微塑料中含有添加剂,其表面可以吸附周围环境的化学物质甚至微生物。动物和人摄入微塑料,可通过胃肠道转移到其他器官,给健康造成潜在危害,受到学术界越来越多的关注。作者从水产动物中的微塑料、人体暴露途径和潜在毒性3个方面,对水产食物链中的微塑料及其对人健康的潜在危险的研究进展做了简要概述。     

Occurrence and ingestion of microplastics by zooplankton in Kenya's marine environment: first documented evidence

Microplastics can be ingested by marine organisms and may lead to negative impacts at the base of marine food chains. This study investigated the occurrence and composition of microplastics in the sea-surface water and sought evidence of ingestion by zooplankton. Surface seawater was collected using a stainless-steel bucket and sieved directly through a stainless-steel sieve (250-µm mesh), while a 500-μm mesh net was towed horizontally to collect zooplankton, at 11 georeferenced stations off the Kenyan coast in February 2017, on board the national research vessel RV Mtafiti. Microplastic particles were sorted and characterised using an Optika dissecting microscope. Polymer types were identified using an ALPHA Platinum attenuated total reflection—Fourier-transform infrared (ATR-FTIR) spectrometer. A total of 149 microplastic particles, with an average abundance of 110 particles m^–3, were found in the surface seawater. A total of 129 particles were found ingested by zooplankton groups, where Chaetognatha, Copepoda, Amphipoda and fish larvae ingested 0.46, 0.33, 0.22 and 0.16 particles ind.^–1, respectively. Filaments dominated both the surface-water microplastics and the ingested microplastics, contributing 76% and 97% to those compositions, respectively. White particles were prevalent in the water (51%), whereas black was the colour found most commonly (42%) across the zooplankton groups. The sizes of particles that were in the water were in the range of 0.25–2.4 mm, and those ingested ranged between 0.01 and 1.6 mm. Polypropylene was predominant in the surface water, whereas low-density polyethylene was the most-ingested polymer type. The results provide the first documented evidence of the occurrence, composition and ingestion of microplastics by zooplankton in Kenya's marine environment, indicating that microplastics have the potential to enter pelagic food webs and cause pollution in the study area.     

海洋微塑料物理迁移过程研究进展与展望

微塑料作为一种新型污染物, 在海洋中广泛分布, 给海洋生态系统带来潜在的生态风险。充分认识海洋微塑料迁移途径和归趋行为, 掌握其运移规律及影响因素, 能够为治理海洋微塑料污染提供理论指导和科学依据。本文综述了微塑料在海洋中物理迁移过程的研究进展, 系统分析了影响微塑料运移过程的各种影响因素, 包括风、浪、流等海洋动力过程, 生物作用和塑料的粒径、形状等物理性质; 并对该领域未来的研究工作进行了展望。     

海洋中塑料污染物的迁移、归趋及其监测

海洋塑料作为一类具有潜在生态风险的污染物,已经引起了研究人员的重点关注。大到数米的塑料垃圾,小到微米级的微塑料,塑料污染物以各种形式在海洋环境中广泛存在。因能长期以固体形式赋存于海水和沉积物中,塑料污染物比溶解性污染物更难在海洋介质中均匀分散;但近年来,各项调查活动却在远离塑料来源的大洋、极地和深海中均发现了塑料污染物,这显然与塑料在海洋环境中的迁移息息相关。一方面,海洋中塑料污染物的分布和迁移受到塑料自身性质以及多种环境因素的影响。因此,针对海洋塑料污染物设计监测方案时,有必要通过对这些因素的研判,规范和优化采样方案,有效提高采样代表性。另一方面,了解海洋塑料污染物迁移和归趋的影响因素,也是预测塑料污染物蓄积和富集的海域或层次,推断其在海洋生境中的暴露情况,进而预测其潜在风险的必要前提。本文归纳了海洋塑料污染物迁移规律的相关研究,分析了影响海洋中塑料污染物水平和垂直分布的因素,总结并列举了在海洋水体和沉积物介质中塑料污染物监测活动的常用采样方法,分析了塑料污染物监测活动方案的制订依据和注意事项。