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。     

微塑料在海洋中的分布、生态效应及载体作用

微塑料通常被定义为最大尺寸小于5 mm的塑料碎片.受人类活动的影响,微塑料在海洋环境中广泛存在,引起了人们对其潜在影响的关注.由于粒径较小,微塑料可以通过多种途径进入水生生物体内,沿着食物链迁移、传递,影响海洋生态系统的健康与稳定.在海洋中长期停留的微塑料会吸附环境中的重金属、有机污染物和微生物等,加剧微塑料对海洋生物的毒性作用.本文综述了海洋环境中微塑料的污染特征,微塑料对海洋生物行为、生理等的影响,以及微塑料与微生物、其他污染物的相互作用和复合效应,并对微塑料对海洋环境及生物影响的研究进行了展望.     

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。     

微小污染物的监测和管控——以海洋微塑料为例

文章在总结微塑料、可吸入颗粒物以及有潜在危害的微小物质特征的基础上,将其统归为微小污染物,分析微小污染物危害和污染的机制、监测、防控政策、认知历程的相似之处。以海洋微塑料监测为例,分析海洋微塑料的产生和影响机制,提出:建立微小污染物监测研究体系;开展微小污染物对生态系统影响的评估;建立前瞻性和长效支撑机制等管控建议。     

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。     

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。     

黄海沉积物中总β放射性垂直分布状况的探讨

海洋沉积物中放射性的调查研究是海洋环境放射性调查研究的重要组成部分.海洋环境一般都不是被单一核素所沾污,为了快速监测海洋环境的放射性污染,以便尽快制定防护措施,通常采用总B放射性分析方法.海洋环境放射性监测一般是测定表层(0-5厘米)沉积物样品,很少涉及沉积物中放射性垂直分布的问题.沉积物中放射性垂直分布的探讨,不但对特定海区环境容量及自净能力的研究有重要意义,对放射性核素在海洋中迁移规律的研究以及对搞好海洋环境放射性质量评价工作亦有重要的参考价值.     

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。     

Surface properties of beached plastic pellets

The presence of pollutants on plastic debris is an emerging environmental hot topic. Understanding the surface alteration of plastics while in the marine environment increases our understanding of the pollutant–plastic debris interaction. Plastic pellets are widely distributed throughout the world oceans. Eroded and virgin polyethylene (PE) and polypropylene (PP) pellets were studied for their surface properties to better understand the interaction between plastic and compounds in marine environment. Surface properties such as point of zero charge, surface area and pore volume, surface topography, functional groups and acid–base behavior are important factors which affect sorption. Virgin plastic pellets had homogeneous smooth surfaces that do not have any acid–base behavior. Eroded PE demonstrates an altered surface that at seawater pH acquires a negative charge due to ketone groups. The uneven surface and possible functional groups could have been formed from the erosion processes while floating at the sea surface and might explain the interaction of eroded plastics with microbes and metals.     

厦门湾海洋塑料垃圾的运动特性及输移机理

作为新型海洋污染物,海洋塑料垃圾入海通量计算过程中涉及的源汇过程、迁移途径、输运过程等尚未完全清楚,需进一步研究完善。以工业高速发展的厦门湾为研究对象,考虑潮流、入海径流、风等因素的影响,基于MIKE3软件的生物仿真模拟技术(Agent Based Modelling),模拟研究了漂浮及悬浮塑料垃圾的分布特征和迁移规律,并提出经验公式对沉积塑料垃圾的通量进行了预测。结果表明漂浮塑料垃圾在不利风、常风向和最大风的作用下集中堆积于岸线处。而悬浮塑料垃圾由海面向下呈现指数式下降的分布特征,且其水平迁移分布与潮流运动密切相关;流速小的区域悬浮塑料垃圾更容易堆积使局部浓度升高。悬浮塑料垃圾的扩散速率也与塑料颗粒的物理性质有关,沉降速度小的塑料颗粒在水中悬浮的时间更长,更容易被传输到距离污染源更远的地方。同时,研究发现沉积微塑料通量的增长规律近似为线性变化,通量大小与厦门塑料产量和厦门湾的水动力特性相关。     

Fugacity analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons between microplastics and seawater

Recently, the accumulation of plastic debris in the marine environment has become a great concern worldwide. Although plastics are biologically and chemically inert, plastic debris has been suspected of causing adverse effects on ecosystems due to the increase in reactivity by size reduction and/or micropollutants associated with plastics. Because of the high sorption capacity of microplastics toward organic micropollutants, it is suspected that microplastics may play roles in the distribution and fate of micropollutants. In order to quantitatively evaluate the “net flow” of environmental contaminants in water-plastic-organism systems, a fugacity analysis was conducted using concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in open oceans and in polyethylene as a representative material of plastic debris. Ratio of fugacity in polyethylene to that in seawater showed a decreasing trend with increasing partition coefficient between polyethylene and seawater (K_PE/sw). This indicates that phase equilibrium between polyethylene and seawater is not attained for higher molecular weight PAHs. Disequilibrium of high molecular weight PAHs suggests that transfer from seawater to plastic debris is thermodynamically driven and the role of plastic debris as a vector to transfer them to living organisms would be minimal. However, additives may slowly migrate from plastics into the environment causing potentially serious effects on ecosystems.     

A Canadian policy framework to mitigate plastic marine pollution

Marine pollution from plastic debris is a global problem causing negative impacts in the marine environment. Plastic marine debris as a contaminant is increasing, especially in Canada. While the impacts of macroplastics are well known in the literature, there are relatively few policy studies related to mitigating microplastic toxicity in the environment. Despite overwhelming evidence of the threat of plastic in the marine environment, there remains inadequate or limited policies to address their mitigation, particularly microplastic debris. Existing policies for waste management, marine debris monitoring and awareness campaigns were evaluated from other jurisdictions. Policies and recommendations were developed for the Canadian context. Recommendations include improved practices for: (1) law and waste management strategies; (2) education, outreach and awareness; (3) source identification; and (4) increased monitoring and further research.     

Is the Montreal Protocol a model that can help solve the global marine plastic debris problem?

The impacts of plastic debris on the marine environment have gained the attention of the global community. Although the plastic debris problem presents in the oceans, the failure to control land-based plastic waste is the primary cause of these marine environmental impacts. Plastics in the ocean are mainly a land policy issue, yet the regulation of marine plastic debris from land-based sources is a substantial gap within the international policy framework. Regulating different plastics at the final product level is difficult to implement. Instead, the Montreal Protocol may serve as a model to protect the global ocean common, by reducing the production of virgin material within the plastics industry and by regulating both the polymers and chemical additives as controlled substances at a global level. Similar to the Montreal Protocol, national production and consumption of this virgin content can be calculated, providing an opportunity for the introduction of phased targets to reduce and eliminate the agreed substances to be controlled. The international trade of feedstock materials that do not meet the agreed minimum standards can be restricted. The aim of such an agreement would be to encourage private investment in the collection, sorting and recycling of post-consumer material for reuse as feedstock, thereby contributing to the circular economy. The proposed model is not without its challenges, particularly when calculating costs and benefits, but is worthy of further consideration by the international community in the face of the global threats posed to the ocean by plastics.     

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。     

海洋微塑料污染与塑料降解微生物研究进展

塑料垃圾在近海、大洋水体和沉积物中均广泛存在,并不断累积,对海洋生态系统构成了重大威胁,引起了国际社会的高度关注。本研究从环境生态和塑料降解微生物两个角度回顾了近几年相关方向上的研究进展,包括国内外海洋塑料特别是海洋微塑料在近海与深海等环境中的分布与丰度,以及近海、大洋等环境中降解菌多样性及其降解机制。总体而言,微塑料广泛分布在多种海洋环境,特别是在河口和近海的海水和沉积物,近岸沙滩,以及大洋环流中心;目前已报道的塑料降解菌及其降解酶主要来自陆地土壤和塑料垃圾处理环境,并以聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)降解菌和降解酶的研究最为深入。当前,中国科学家已在近海、大洋深海(深渊)以及极地等大洋环境中,开展了微塑料分布特征和丰度调查,并在生态危害方面开展了研究,但在海洋塑料降解微生物方面还鲜有报道。塑料在海洋环境中的最终归宿以及微生物在塑料降解过程中的作用亟待评估,建议在大洋深海科考中整体布局、联合开展这两个方面的相关研究。     

1株分离自海水中芘降解菌的鉴定及其降解特性研究

以芘为唯一碳源,对采自于天津港石油污染区的海水和土壤样品进行富集培养,分离到1株芘降解菌,经显微形态观察、生理生化鉴定、16S rRNA基因序列的比对及系统发育进化的分析,确定该菌株为施氏假单孢菌Pseudomonas stutzeri,并采用室内培养方法,对其进行了芘降解性能的测定及降解途径的分析.结果表明,该菌株在...     

生物海洋学的研究状况

本文阐述了生物海洋学的内容及其研究状况。根据我国沿海特点,建议我国今后对生物海洋学研究的重点是:1.对不同水域初级生产力的研究。2.对沿海小型底栖生物在海洋生态系统能流和物质循环中的作用研究。3.河口,有代表性海域可溶性有机物(DOM)、颗粒有机物(POM)的来源、数量分布、化学组成,以及在海洋食物链的作用和鱼虾产卵场变动关系的研究。4.沿海养殖环境生原要素循环、环境容量及病害发生的环境研究。5.海洋生物对重要有机污染物和海藻毒素的吸收、富集、代谢、在食物链传递,以及生态影响和生态监测研究。6.沿海植物性碎屑向近海输运,及其在食物链中的作用研究。7.浮游生物的群集、支配群集因素,以及和渔业关系的研究。8.选择代表性海域开展物质通量的研究。     

基于Mann-Kendall检验的浙江省近岸海域海洋环境变化趋势和对策研究

文章选取2006—2015年浙江省近岸海域的海洋环境监测数据,基于Mann-Kendall检验方法,分别分析水质、生物生态、江河入海污染物和海洋环境风险的时间序列变化趋势。根据研究结果,提出浙江省海洋环境保护和生态建设的对策建议,即加强近岸海域污染防治和陆海统筹污染控制、加强海洋生物多样性保护和海洋保护区建设、加强近岸海域生态修复和生态建设以及加强海洋环境风险防控和应急体系建设。