微塑料在山东半岛的分布特征以及其对相应海洋生物的影响

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微塑料广泛分布于海洋、淡水和土壤环境中,是一种新型环境污染物,目前有逐渐发展为主要环境污染物的趋势。微塑料通常是指直径小于5 mm的塑料小颗粒,包括以微尺寸制造用于工业生产需要的初生微塑料和由光照、风力、海浪拍打等环境因素导致大塑料分解破裂而形成的次生微塑料。微塑料尺寸小,难降解,形态各异,其来源途径相当广泛,日用清洁产品、化妆品、污水排放、塑料垃圾倾倒、衣物洗涤等都可能含有微塑料,其分布也受诸多因素的影响,包括自身密度影响、水的流速、地形地势阻隔和生物因素等。由于微塑料的体积较小,很容易吸附、携带环境的其他污染物,且容易被水生生物误食,进而产生联合毒效应,严重威胁着生物的生存和生态环境的安全。研究发现,塑料颗粒是一种可以长期存于环境的污染物,对环境因素具有高度抵抗力,不会轻易分解,因此微塑料污染问题也必将长期存在,急需制定相关管控和整改措施,以提高人们对微塑料的认识和改善污染状况的意识。由于微塑料的检测方法众多,本研究首先对常用的微塑料提取方法进行回收试验,检验各种方法的准确性,以确定适合本研究的检测方案。选择的提取剂包括饱和Na Cl溶液、Zn Cl2溶液和Na I溶液,测定回收率分别为82.67%±3.77%、98.67%±0.94%、98.67%±1.64%,提取试剂回收率均稳定良好,都可作为微塑料提取溶液。消化试剂包括30%的H2O2、10%的KOH和Fenton试剂,回收率分别为92.00%±0.94%、93.33%±2.72%和62.67%±3.81%,其中Fenton试剂回收率较低,反应剧烈操作具有危险性,因此不推荐用于生物样品消化。本研究进一步的了解了山东半岛海滩沉积物中微塑料的污染水平,在沿海潮滩的采样位点(S1~S14)中均检测到了微塑料,丰度范围为78.8~315.2颗/kg(dw),平均丰度为176.95颗/kg(dw),微塑料尺寸集中分布在200~800μm范围内,占观察到的微塑料总数的69.12%以上,纤维状微塑料占比81.39%,微塑料成分以PE和PP为主,占比分别为48.84%和41.4%,微塑料的颜色以黑色为主。研究结果揭示了山东半岛的微塑料污染与人类的旅游活动密切相关,微塑料在国家自然保护区的丰度较低,表明对塑料处理的限制或规定可以在一定程度上减少微塑料污染。海底泥沉积物的研究结果表明,由于人类活动和地理因素的影响,微塑料可能会沉降到渤海海底,并在沉积物样本中积累,特别是在靠近海岸线的地区。最后,本研究对市售海产品中的微塑料污染情况和常见尺寸微塑料对生物的抗氧化能力影响展开调查,研究发现市售海参和牡蛎消化组织中确实有微塑料存在,虽然检出率和微塑料丰度均不高,但需要引起重视。为了研究微塑料对水生生物的影响,本研究选用斑马鱼作为生物模型,以尺寸为355~425μm微塑料颗粒对孵化20天的斑马鱼幼鱼进行试验,发现在15天的微塑料暴露期内,斑马鱼幼鱼体内SOD酶活性和MDA含量有明显变化,SOD酶活性明显下降,而MDA含量呈现升高的趋势。本研究证实了微塑料对斑马鱼已知的副作用之一是通过SOD和MDA激活负责氧化应激的抗氧化防御系统。因此建议对山东半岛微塑料污染长期监测并对微塑料与海洋生物相互作用的机理进行深入研究。
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