海岸环境中两类软质微塑料表面生物膜DNA的提取方法比较与优化

微塑料因粒径小、比表面积大，可作为重金属、有机污染物以及病原微生物的载体。已有研究表明，微塑料表面附着的微生物主要以生物膜的形式存在。本研究以山东省海岸带环境中常见的两类软质塑料——发泡类聚苯乙烯（expanded polystyrene，EPS）和聚乙烯薄膜（polyethylene films，PE）为研究对象，比较了MP FastDNA®和MOBIO PowerSoil®两种DNA提取试剂盒对微塑料表面生物膜DNA的提取效果，探讨了不同的微塑料粒径和数量对DNA提取效果的影响。结果表明，MP FastDNA®试剂盒对两种软质微塑料表面生物膜DNA的提取浓度显著低于MOBIO PowerSoil®试剂盒（1.0~12.5倍）。采用MP FastDNA®试剂盒提取的PE表面DNA的浓度约为EPS的1.3~4.4倍。当微塑料数量不大于20片时，小粒径（1~3 mm）的EPS表面生物膜DNA浓度显著高于大粒径（3~5 mm） EPS，而对于PE薄膜则相反。对于两种粒径的EPS，微塑料表面DNA浓度均随着微塑料数量的增加而显著增加，但对于小粒径（1~3 mm）的PE薄膜，DNA浓度随微塑料数量的增加呈先增后减的趋势；而大粒径（3~5 mm）的PE薄膜表面DNA浓度随微塑料数量的增加而降低。微塑料的粒径和数量对其表面DNA提取效果影响的差异与微塑料的类型及其理化性质有关。本研究可为海洋与海岸环境中微塑料表面微生物群落组成与多样性研究提供方法支撑。     

微塑料对海洋桡足类摄食、排泄及生殖的影响

微塑料污染目前成为海洋污染普遍关注的一个研究热点。本文在实验室内将青岛近海常见的海洋桡足类猛水蚤暴露于不同浓度的微塑料尼龙6中,研究了猛水蚤的摄食、排泄以及生殖的变化。研究结果表明,微塑料尼龙6对猛水蚤的摄食、排泄、生殖均产生不利的影响,并且存在剂量-效应关系。微塑料尼龙6对猛水蚤摄食率、滤水率、排粪率的24 h·EC 50分别为67.7、62.2、84.1 mg·L^-1,对猛水蚤抱卵率的144 h·EC 50为30.3 mg·L^-1。“饱食感”造成猛水蚤摄食率降低,从而能量和营养摄入不足可能是导致猛水蚤抱卵率降低的原因。猛水蚤对微塑料的摄食,导致猛水蚤排泄的粪便颗粒小型化,由长椭球体变为短小椭球体,可能与其粘度或物理结构的改变有关。暴露于尼龙6的猛水蚤的粪便体积和沉降速率显著低于未暴露微塑料的对照组。本实验结果对于研究微塑料对海洋桡足类以及滤食性浮游动物的生态毒理影响具有一定的帮助。     

海洋微塑料污染现状及其对鱼类的生态毒理效应

海洋微塑料污染已成为全球性环境问题，鉴于微塑料特殊的理化性质，其对海洋生物和海洋生态系统的生态效应愈发受到关注。本文在综述海洋微塑料来源、类型和分布状况的基础上，探讨了鱼类摄入微塑料的途径及其生态毒理学效应。研究表明，全球近岸、大洋和极地海域均有微塑料分布，我国微塑料污染亦较为严重。微塑料会对包括鱼类在内的海洋生物生存造成威胁，其被鱼类摄入的主要途径是经口误食，微塑料进入鱼体后可在不同组织和器官中迁移，消化道是主要蓄积器官。微塑料对海洋鱼类的生态毒理效应主要包括:（1）影响生殖与精卵发生；（2）降低存活率；（3）影响生长发育；（4）扰乱行为；（5）导致组织病变与炎症反应；（6）导致代谢紊乱；（7）干扰神经系统；（8）导致氧化应激；（9）干扰内分泌等。未来研究应重点关注微塑料在海洋生态系统中的迁移扩散过程、不同浓度和粒径微塑料对鱼类的生态毒理效应及致毒机制研究、微塑料和其他典型海洋污染物对鱼类的联合毒性效应，以及微塑料与海洋酸化、缺氧、升温等全球环境问题的叠加效应等。     

近岸水体中海洋雪对细颗粒微塑料沉降过程影响的实验研究

海洋微塑料是全球共同面对的环境问题和挑战,然而目前海洋微塑料从源到汇的输运和沉积过程及影响机制尚不明确。已有研究发现微塑料颗粒的垂向沉降过程受到海洋雪等水体悬浮物质的影响,但是目前相关研究只局限于定性的观察分析。在实验室中模拟含有海洋雪的近岸水体环境,使细颗粒微塑料(PS微球、PVC颗粒)与海洋雪产生碰撞、聚集,观测微塑料或微塑料-海洋雪聚集体的沉降过程。研究结果表明,水体中含有海洋雪时,一方面海洋雪会促进微塑料颗粒自身的聚集,形成更大的聚集体;另一方面由于海洋雪包裹微塑料形成松散的聚集体,导致平均沉速减小。50 μm以下的微塑料其沉降过程受海洋雪的影响较大,平均沉速减小35%以上;微塑料密度越大,受海洋雪的影响越小,平均沉速减小10%以下。沉降速率的减缓,意味着微塑料在水柱中的停留时间增加,处于不同深度的水生生物可能有更多时间和概率与微塑料接触,增加了鱼类等水生生物摄入微塑料的风险。     

海洋微微型真核生物分子多样性的研究方法

微微型真核生物在海洋中广泛存在,是初级生产力的重要贡献者,也是微食物环的重要组成部分.由于微微型真核生物形体微小且不同种类缺乏明显形态学特点,故而难以利用电镜等传统方法精确研究其系统发生关系和种类组成.运用分子生物学技术直接对微微型真核生物种类组成进行研究已成为微微型真核生物多样性研究的重要方法.本文概述了目前世界范围内的微微型真核生物分子多样性研究进展以及我国在该领域中的研究状况.综述了微微型真核生物分子多样性研究中常用的靶标基因,包括18S rDNA和ITS序列等真核生物保守基因及psbA和rbcL等功能基因;常用的分子生物学方法,如克隆文库构建、DGGE/TGGE、PCR-RFLP/T-RFLP、FISH、宏基因组等;以及目前研究方法中存在的一些问题.     

聚苯乙烯微塑料对东海原甲藻生长的影响

微塑料是海洋中的一种污染物,近年来已成为全球关注的热点环境问题。东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）是我国东海海域常见的有害赤潮藻,目前尚未有关于微塑料污染对东海原甲藻影响研究的报道。为了探讨聚苯乙烯（PS）微塑料对东海原甲藻生长的影响机制,阐明海洋微塑料对东海原甲藻生长的影响,本研究开展了东海原甲藻在聚苯乙烯微塑料差异化暴露条件下的生长动力学室内模拟实验。结果显示：①5 mg/L溶解性有机质（DOM）可促进东海原甲藻的生长;②10 mg/L（0.1 μm粒径）的聚苯乙烯微塑料对东海原甲藻前期生长的影响,表现为先抑制、后促进;③聚苯乙烯微塑料会抑制处于稳定期和衰退期东海原甲藻的生长;微塑料粒径越小、浓度越高抑制作用越强;浓度的抑制效应强于粒径的。我们研究发现聚苯乙烯微塑料会影响东海原甲藻的生长,这将为微塑料和赤潮藻复合污染生态效应以及海洋生态系统保护提供新的科学依据。     

海水酸化和升温对孔石藻（Porolithon onkodes）共附生细菌及其诱导珊瑚幼虫附着的影响

珊瑚藻是珊瑚礁生态系统中一类主要的钙化生物,不仅能够构建、稳固礁体,而且与造礁石珊瑚关系密切,其对造礁石珊瑚幼虫附着的促进作用是退化石珊瑚群落恢复的关键。但是,面对未来气候变化,珊瑚藻对珊瑚幼虫的诱导作用会如何响应,以及该过程是否与藻体共附生细菌群落有关,目前尚不清楚。本文选取了广泛分布于我国南海珊瑚礁生态系统中的孔石藻（Porolithon onkodes）为研究对象,分别采用不同pCO2和温度培养孔石藻31 d,研究不同处理后孔石藻对鹿角杯形珊瑚幼虫附着的影响,并通过分析藻体共附生细菌群落的变化情况,探究细菌多样性与孔石藻对珊瑚幼虫诱导功能的关系。结果表明,与对照组相比,酸化（1200 ppm/1800 ppm pCO2）和升温（30 ℃/32 ℃）均没有显著影响孔石藻诱导鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）幼虫附着,其中温度30 ℃,pCO2 1200 ppm时,珊瑚幼虫附着率最高100.00%。采用16s rRNA高通量测序技术分析了不同处理组孔石藻共附生细菌群落结构及多样性。结果表明,孔石藻共附生细菌主要由变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门等菌群构成,其中变形菌门含量达到40.34%~73.45%;与酸化相比,孔石藻共附生细菌群落对温度变化更敏感,其中32 ℃处理组具有更高的细菌多样性,但经Kruskal-wallis秩和检验显示不同温度和CO2浓度处理组,在门、纲、属水平上细菌多样性、丰度及组成均无显著性差异,说明孔石藻共附生细菌群落结构相对稳定,推测这可能与孔石藻诱导珊瑚幼虫附着不受温度和酸化影响密切相关。研究结果对预测未来气候变化对珊瑚礁生态系统的影响、制定珊瑚礁生态系统保护与修复策略具有重要的理论价值和生态意义。     

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。     

锦州湾表层海水微塑料分布特征

海洋微塑料是全球关注的新兴环境问题,海湾由于特殊的地理环境特征,成为微塑料分布研究的热点区域。本研究以锦州湾为研究海域,于2017年10月布设了11个点位开展表层海水微塑料样品采集,在实验室采用湿式氧化法开展样品前处理,应用傅立叶变换显微红外光谱仪分析鉴定微塑料成分。研究结果表明,锦州湾表层水体微塑料平均丰度为(0.93±0.59)个/m3,微塑料数量占全部塑料样品的96.2%。微塑料的主要成分为聚丙烯和聚乙烯,分别占55.0%和23.5%;线状和片状塑料的比例最高,分别占41.7%和26.2%;白色、蓝色和半透明微塑料分别占35.1%、26.0%和21.4%。受水动力条件和陆域河流输入等影响,锦州湾表层水体中微塑料的空间分布整体呈现北部偏高,向南部递减的趋势。     

低盐度形成的微生物膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为研究环境因子在厚壳贻贝(Mytilus coruscus)稚贝附着过程中的调控作用, 作者探讨了低盐度对微生物膜生物构成、群落结构的影响及所形成微生物膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响。在实验室条件下, 研究微生物膜的日龄与干质量、细菌密度和硅藻密度、叶绿素a含量的关系及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。通过DGGE指纹图谱技术对微生物膜中的细菌群落结构多样性进行了分析。研究发现,盐度13和23时形成的微生物膜能有效促进厚壳贻贝稚贝的附着, 且盐度23、28d时稚贝附着率最高, 达到72%。相关性分析表明, 微生物膜的诱导活性与盐度、干质量、细菌密度、硅藻密度、日龄呈显著正相关性, 与叶绿素a无相关性。微生物膜的干质量、附着细菌密度及底栖硅藻密度明显随着日龄的增加而增加, 叶绿素a含量与微生物膜日龄无显著相关性。细菌群落在厚壳贻贝稚贝附着过程中发挥重要调控作用。