水环境中的塑料垃圾经过长期的风化作用,会进一步分解为粒径小于5 mm的塑料残片,即微塑料(Microplastics,MPs)。目前,MPs污染已成为全球性的环境问题。MPs具有粒径小、比表面积大、疏水性等特征,可吸附持久性有机污染物、重金属等污染物,最终成为这些有毒有害物质的载体。抗生素是各种环境介质中广泛存在的一类新兴污染物。尽管抗生素的环境相关浓度很低,但由于其具有特殊的药理和生理功能,长期暴露可能在非靶向水生生物体内产生累积效应,并在基因和分子水平影响水生生物的生理过程。目前,关于淡水环境中MPs对水生生物的影响以及MPs与抗生素共存对水生生物的联合影响的研究十分有限。因此,本研究首先测定了我国太湖水体中MPs与抗生素的共存现状;然后以我国淡水环境中广泛存在的罗非鱼(Oreochromis niloticus)为受试生物,以聚苯乙烯微塑料(Polystyrene Microplastics,PS-MPs)为胁迫因子,研究了MPs对淡水生物的影响;最后以PS-MPs与罗红霉素(Roxithromycin,ROX)为胁迫因子,同样以罗非鱼为受试生物,探讨MPs对抗生素在生物体内累积的影响以及二者共存对淡水生物的联合生物效应。研究内容及主要结论如下:1、太湖中MPs与抗生素的时空分布对太湖全湖20个点位的MPs及抗生素时空分布进行了采样分析,结果表明:(1)太湖全湖20个采样点位中MPs检出频率为100%,各月份MPs平均丰度范围为8.9~24.4个/L,其中MPs类型主要为纤维状与碎片状,薄膜状与球状MPs含量较少;太湖MPs赋存水平具有明显的时空差异,冬季赋存水平最高,北太湖赋存水平明显高于其他区域。(2)太湖抗生素污染水平同样具有明显的时空差异,春季3月和4月以及冬季的11月和12月期间,太湖全湖抗生素检出浓度较高,且北太湖检出浓度明显高于南太湖;太湖抗生素检出浓度对藻类具有中高环境风险。2、聚苯乙烯微塑料对红罗非鱼的生物效应研究本章将红罗非鱼分别暴露于清水空白对照组以及浓度分别为1、10和100μg/L的PS-MPs处理组中,对PS-MPs在罗非鱼不同组织中的累积以及对罗非鱼的生化效应进行分析研究,得到以下结果:(1)罗非鱼不同组织均可以摄取和累积0.1μm PS-MPs,且累积情况具有“时间”和“浓度”依赖效应。(2)PS-MPs的存在会抑制罗非鱼脑中乙酰胆碱酯酶(AChE)活性,表明PS-MPs可以抑制这种酶的催化能力,并且可能造成鱼体的神经毒性。(3)暴露期间,肝脏组织中7-乙氧基-3-异吩恶唑酮-脱乙基酶(EROD)和7-苄氧基-4-三氟甲基香豆素-脱苄基酶(BFCOD)活性均呈现出先下降后快速上升的时间变异性,表明CYP酶可能参与肝脏中MPs的代谢。(4)肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)活性的增加以及PS-MPs对丙二醛(MDA)含量影响有限表明MPs暴露能激活鱼体内的抗氧化酶系统,从而防止氧化损伤的发生。3、聚苯乙烯塑料与罗红霉素对罗非鱼的联合效应本章将红罗非鱼分别暴露于清水空白对照组、ROX单独处理组以及三个共暴露组中,对PS-MPs对ROX在罗非鱼不同组织中的生物累积的影响以及二者共暴露对罗非鱼的联合生物效应进行分析研究,得到以下结果:(1)MPs可以作为ROX载体,增强ROX在罗非鱼不同组织中的生物累积,但MPs不会改变ROX在罗非鱼组织内的生物累积模式;(2)PS-MPs的存在会缓解罗非鱼脑中ROX造成的AChE活性抑制,减轻神经损伤;(3)所有共暴露处理组中鱼类EROD和BFCOD活动的改变显示鱼类的代谢紊乱,且BFCOD对共暴露更加敏感;(4)由ROX和MPs共暴露引起的SOD活性增加和MDA含量降低表明MPs的存在可诱导鱼体内的抗氧化酶系统,从而减轻氧化损伤。本研究有助于全面认识MPs和抗生素在水环境中的复合污染特征,为客观评价水体中新兴污染物复合污染的生态健康风险提供必要的理论依据与技术支撑。