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上海海洋大學在海洋微塑料研究中取得系列進展

發布日期:2020-10-28 責任編輯:蔡霞本條信息已被查看了 814設置

近年來微塑料成為一個廣泛關注的海洋環境污染問題。近期,上海海洋大學水產與生命學院王有基團隊在微塑料相關研究中取得了系列重要進展,相關成果陸續發表在Science of the Total Environment、Chemosphere、Environmental Pollution、Journal of Hazardous Materials等環境科學領域主流刊物上。

團隊以杭州灣為典型代表區域,展開微塑料分布野外調查,闡明了地理空間的開發利用格局對微塑料分布的影響。研究表明:杭州灣表層水體中微塑料平均豐度在近岸海域處于較低水平,以工業和城鎮土地利用為主的南岸微塑料豐度顯著高于漁業區的中部和北岸,居民生產生活和工業生產或是環境中微塑料的主要來源。

杭州灣微塑料調查和分布情況

團隊研究不同粒徑的納米和微米級塑料顆粒在不同組織中的生物積累情況,結果表明:貽貝對微塑料的攝入具有尺寸依賴性,直徑小于10 μm的微塑料清除速率大于100 μm微塑料;消化道是微塑料累積的主要部位,小粒徑顆粒更容易在體內蓄積(Wang et al. 2020b)。在自然環境中,各營養級生物均可能暴露于微塑料污染條件下,微塑料和微藻可一同被貽貝攝入。團隊研究發現微藻和微塑料的混合影響了微塑料的表面基團;同時,微藻和微塑料的混合緩解了微塑料對厚殼貽貝能量收支的影響。

食物緩解微塑料對厚殼貽貝的生理影響

對大黃魚稚魚的納米微塑料暴露研究,發現腸道消化吸收能力下降、生長性能降低、免疫系統和腸道菌群紊亂。幼魚腸道中三個優勢菌門(擬桿菌門、蛋白細菌門和厚壁菌門)的比例發生了顯著變化,同時潛在致病菌顯著增加。研究發現幼魚試圖增加腸道益生菌以應對潛在致病菌的生長,然而腸道中免疫和消化酶活性的降低卻不利于幼魚的生長。

微塑料損傷大黃魚稚魚消化系統

現實環境中多重脅迫因子與微塑料共存,團隊聚焦于微塑料和海洋酸化的復合脅迫,發現海洋酸化可以增強微塑料對貽貝的消化系統和抗氧化系統的毒性;復合脅迫對消化系統的影響更為明顯。研究表明:微塑料可作為載體負載海洋環境中的其他污染物。團隊以多溴聯苯醚(BDE-47)為典型污染物,從貽貝的免疫防御、氧化應激反應和能量代謝等方面揭示了微塑料作為環境污染物的載體如何影響貽貝的生活。研究發現貽貝在微塑料和BDE-47共暴露下減少了食物的攝入,但卻試圖通過增加耗氧量和改變能量供應方式來調節自身生理活動。研究表明貽貝能在短時間內積極應對這種惡劣的環境,但長期生活在這種壓力源下的貽貝自我調節機制會紊亂最終導致生長和存活率下降。

酸化可以增強微塑料對貽貝的消化系統和抗氧化系統的毒性

貽貝在微塑料和多溴聯苯的復合脅迫下的生理調節

考慮到微塑料對食物鏈的影響,團隊展開了微塑料通過食物相的暴露隨著營養傳遞而產生的蓄積及其毒性的研究,以藻-貝-蟹作為研究對象,闡明了微塑料沿食物鏈在生物體中的富集效應及生理毒性。研究表明微塑料的富集沒有產生生物放大作用,但激起了高營養級生物的氧化應激響應和防御抵抗。結果表明:蟹具有一定抵抗微塑料影響的能力,當防御機制難以抵抗微塑料暴露導致的壓力時,生理功能將受損。

微塑料沿食物鏈在生物體中的富集效應及生理毒性響應

發表相關論文:

Wang, T., et al. Environmental Pollution. (2020a). doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115137.

Wang, S., et al. Chemosphere. (2020b). doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127957.

Wang, S., et al. Journal of Hazardous Materials. (2020c). doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124136.

Wang, X.., et al. Environmental Pollution. (2020d). doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113691.

Wang, T., et al. Science of The Total Environment. (2020e). doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142099

Gu, H., et al. Journal of Hazardous Materials. (2020a). doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122773.

Gu, H., et al. Journal of Hazardous Materials. (2020b). doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122909.

(供稿:水產與生命學院)
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