关键词： 海洋牧场   渔业声学   资源评估   营养结构   微塑料  

摘要： 本文对海南三亚蜈支洲岛海洋牧场渔业资源现状及微塑料污染情况进行了评估,于2019年4月、8月和12月开展了三个航次调查,采用渔业资源声学与游泳动物拖网调查方法,对蜈支洲岛海洋牧场的渔业资源量、物种组成、空间分布特征进行评估;运用碳氮稳定同位素技术,对拖网所获渔业资源进行营养级分析;分析了渔获物肠道及鳃组织的微塑料数量及类型,评估海洋牧场微塑料污染程度及来源,分析渔业资源微塑料污染与营养级的关系。结果如下:(1)蜈支洲岛海洋牧场渔业资源现状4月、8月和12月的鱼类平均资源量密度依次为63.71 t/km(近岛核心区)、8.29 t/km和7.21 t/km。从空间分布来看,岛东的平均数量密度和资源量密度均为最高,其中4月份分别为岛北和岛西的12.3倍和7.7倍。8月和12月份渔业资源密集区同样出现在蜈支洲岛西南方向,监测到的鱼群中心资源密度高达600t/km以上,该区域界于蜈支洲岛和海南岛近岸区域之间,是一个天然的海流通道,东侧蜈支洲岛有丰富的珊瑚礁,西侧近岸区域有海草床和海藻床分布,因此可能是重要的鱼类迁移通道。本研究中,海洋牧场外毗邻海域蓝圆鲹、南海带鱼、日本竹荚鱼等重要经济鱼类在总资源量中所占比重普遍偏小,可能与对经济鱼类的过度捕捞有关。(2)蜈支洲岛海洋牧场鱼类群落营养结构现状4月、8月的鱼类群落营养级较为接近,处于2.43～3.53之间,12月捕获鱼类营养级均大于3.4。整体而言,蜈支洲岛海洋牧场及周边海域鱼类营养级较低,可能是由于过度捕捞导致。基于鱼类生物的δC、δN值,得出渔业生物群落营养结构状况评价结果。TA(总面积)值和CD(到重心的平均距离)分别代表食物网营养级多样性的总程度和平均程度,三次调查中鱼类群落的TA分别为4.73,3.62,6.55;CD值分别为0.94,0.88,0.83,由此可见鱼类群落食物网营养级多样性总程度和平均程度较低;CR值(δC的范围)由于海棠湾海域人为影响所造成的栖息地破坏,降低了食物网初始食源的多样性程度,使得CR值较低;NR值(δN的范围)表示食物网中消费者占有的营养层次,由于过度捕捞导致鱼类营养级降低,造成NR值降低;NND(平均最近相邻距离)和SDNND(最近相邻距离的标准偏差)值反映了食物网营养冗余度的高低,三次调查中鱼类群落的NND、SDNND值远低于南沙群岛西南部陆架区底层鱼类群落,说明该海域底层鱼类食物网的营养冗余程度较高,食物竞争激烈。(3)蜈支洲岛海洋牧场鱼类微塑料污染状况及其与营养级的关系根据鱼类消化道及鳃中微塑料数据分析,纤维状微塑料、透明微塑料、粒径为0-1000μm的微塑料所占比例最高;鱼鳃的三个部位中,鳃弓上微塑料占比最高,其次为鳃耙,表明鳃弓与鳃耙能够有效减小微塑料被鱼类摄入体内而造成的危害。根据8月、12月鱼类消化道及鳃内微塑料丰度结果,微塑料污染程度与营养级无相关性,仅与鱼类的生活水层相关,底层鱼类微塑料丰度高于中上层鱼类,如:8月底层鱼类消化道微塑料丰度4.88～46.51个/g,中上层鱼类丰度2.14～16.63个/g;12月底层鱼类消化道微塑料丰度7.44～11.9个/g,中上层鱼类丰度0.65～20.24个/g,对微塑料成分鉴定结果显示,鱼类体内微塑料主要包括赛璐玢(Cellophane)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚丙乙烯(PPE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)五种。其来源可能包括海棠湾周边旅游活动导致的塑料垃圾,以及渔民所使用的编织袋、捆扎绳、渔网等废弃物,这些塑料制品逐渐降解为微塑料。未来应加强对海洋牧场周边游客旅游活动及渔民日常生产中塑料制品的使用规范,妥善处理塑料废弃物。

关键词： 微塑料   老化   甘薯   污染土壤   镉  

摘要： 塑料产品被大量开发与生产,但废弃塑料的回收率却并不高,这导致环境中大量塑料逐渐破碎成为微塑料,环境微塑料污染已成为当今研究热点问题之一。有关土壤微塑料污染及其对植物危害等研究尚在起步阶段。本文针对我国部分甘薯(Ipomoea batatas(Linn.)Lam)产地土壤微塑料污染进行了调研,探究了聚乙烯微塑料及其人为老化后对土壤理化性质的影响、对土壤重金属镉的吸附效应、以及微塑料与镉复合污染对甘薯幼苗的毒害效应,研究结果如下:通过对我国30个甘薯主要产地的土壤中微塑料进行提取分析,发现微塑料存在于所有的甘薯种植地土壤中,但各地的微塑料丰度差异明显。微塑料数量最高的地区丰度近20万个/kg,是最低区域的近5倍。微塑料分布规律表现为两点:一是相比于纬度低的地区,高纬度地区的土壤微塑料污染趋于严重;二是东部地区的微塑料丰度普遍高于中部地区。甘薯种植地的微塑料以膜状、碎片状、网状与纤维状形式的存在,其中,膜状与碎片状微塑料是农田微塑料的主要类型,两者之和占比约90%。以微塑料最长尺寸为准进行统计发现,97.9%的微塑料尺寸在1 mm以下,100μm以下的微塑料占77.3%,可见甘薯种植地的微塑料尺寸较小,塑料破碎程度高。对部分5μm聚乙烯微塑料进行人工老化后,分别混入土壤配制成1%(10 g/kg)与5%(50 g/kg)浓度的微塑料及老化微塑料污染土。盆栽试验表明:土壤速效磷、速效钾含量在微塑料及老化微塑料加入后显著降低。甘薯幼苗的生物量出现明显增长,最高比不添加微塑料的对照组甘薯增长了36.62%。推测是微塑料和老化微塑料将吸附的营养元素带入甘薯中,促进了甘薯的生物量增长。尽管甘薯叶片的SOD、POD、GSH、MDA测定含量均表明微塑料和老化微塑料的加入对甘薯产生损伤,但微塑料及老化微塑料对营养元素的吸收更有利于甘薯的生长。在此基础上进行吸附实验发现尽管溶液中微塑料或老化微塑料与水溶液中离子接触面积有限,但微塑料和老化微塑料依然对水溶液中的磷酸根离子与钾离子表现出了明显的吸附效果,最高可使溶液中的磷与钾含量分别下降6.39%与18.71%。5μm的荧光微塑料球对“福菜18”进行培养3 d后,通过荧光显微镜与冷冻扫描电镜观察发现微塑料球进入了甘薯的根与茎。总体来说,本研究中微塑料和老化微塑料短期处理对甘薯幼苗并未产生明显毒害。在镉污染土壤中添加微塑料处理,与非镉污染土中微塑料和老化微塑料对土壤理化性质的影响相比,微塑料及老化微塑料同样没有改变镉污染土的p H与电导率,微塑料-镉复合处理中其对速效钾、速效磷的吸附率降低约30%。盆栽实验发现,镉污染土壤中添加微塑料处理,菜用型甘薯“福菜18”幼苗各组织内镉含量出现显著增长,增长量与微塑料和老化微塑料的处理浓度呈正相关,尤其是甘薯叶中的镉含量在不同浓度微塑料加入后均超过了食品限量标准。同时,相比单一镉污染土中培养的甘薯,复合污染下的甘薯生物量显著下降,5%微塑料浓度下甘薯生物量下降了18.53%。SOD、POD、GSH、MDA的含量均随土壤中微塑料或老化微塑料的浓度增加而升高。在镉溶液中进行的吸附实验也证明微塑料和老化微塑料对溶液中镉离子有明显的吸附能力,且微塑料对溶液中镉离子的吸附效果约是老化微塑料的3倍。本研究表明,镉污染土壤中,微塑料对土壤镉的吸附与转移效果比较明显,微塑料污染会加剧土壤中镉对甘薯幼苗的毒害,提高甘薯各组织对镉的富集,增加菜用型甘薯的食用安全风险。随着微塑料的老化,这种对镉的吸附、转移、以及在植物体内的富集效应会有所降低。

关键词： 超滤   微塑料   滤饼层   分形维数   膜污染  

摘要： 微塑料（MPs）是一种广泛分布于水体的新型污染物,因其可能会进入人体循环系统对人体产生严重危害而受到广泛关注,在水源水中也有不同含量的微塑料被检测出来,并对处理工艺造成影响。近年来,随着铅（Pb）在工业中的广泛使用,铅污染问题亦较为突出。混凝-超滤工艺（CF-UF）是去除铅等重金属污染的有效途径之一,但滤饼层的快速生长导致膜通量迅速下降,是该工艺在实际水厂应用过程中不可避免的现象。滤饼层结构直接决定其过滤阻力,扫描电镜（SEM）及图像处理技术的发展为滤饼层结构的微观信息获取提供了便利,同时,分形理论成为定量解析滤饼层结构的全新手段。本文从混凝-超滤工艺处理“微塑料+腐植酸+高岭土+Pb（II）”复合污染模拟水样入手,研究考察了混凝剂聚合硫酸铁（PFS）投加量以及原水p H值和微塑料含量对混凝-超滤工艺的运行效果的影响,发现在聚合硫酸铁（PFS）投量为30mg/L,水样p H值为7的条件下处理效果最佳,对浊度、腐植酸的去除率分别达到99.7%、96.2%,此时铅出水浓度为0.008mg/L（满足饮用水标准≦0.01mg/L）。当PFS投加量为10～70mg/L时,混凝-超滤工艺对浊度、UV254和Pb（II）的去除率均先增大后减小,这表明PFS投加量过高时,其水解产生过量正电荷可能导致水中脱稳颗粒出现再稳现象,不利于污染物的去除。当水样p H值处于5～10的范围内,p H的增大不利于腐植酸的去除,浊度和Pb（II）的去除率均随着p H值的增大先增加后降低。研究还发现,粒径为13μm的微塑料的存在不利于污染物的去除,其含量越高,出水水质越差。借助扫描电子显微镜（SEM）和图片处理软件分析了过滤过程中各典型时刻滤饼孔隙结构的变化,结果表明,滤饼层孔隙结构具有良好的分形特性。在超滤过程中,平均孔径、孔隙率、孔隙周长逐渐减小,孔隙尺寸分形维数逐渐增大,结构逐渐密实,且滤饼层孔隙尺寸分形维数与平均孔径、孔隙率之间呈较好的线性负相关关系,各参数均可反映滤饼层的动态生长特征。通常来说,絮体粒径越大,相应的滤饼层孔隙率越大,孔隙尺寸分形维数越小,结构越疏松。膜的可逆污染越严重,对应的滤饼层的孔隙率、平均孔径、平均孔隙周长越小,孔隙尺寸分形维数越大,滤饼层结构越密实。混凝-超滤工艺超滤膜的不可逆污染、可逆污染、总污染数值均随着PFS投加量和水样p H值的增大先减小后增大。就对膜不可逆污染的清洗效果而言,碱性清洗剂可以高效去除膜的不可逆污染,其清洗效果要明显优于酸性和氧化剂。当PFS投加量较低时,水体中的药剂含量不足,生成的絮体粒径小、分形维数较大,进而致使滤饼层孔隙尺寸分形维数较大,结构较为密实,膜的可逆污染值较高,且混凝阶段无法高效去除腐植酸,膜的不可逆污染较为严重。当PFS投加量过大时,水中形成水解产物的正电荷过剩,产生再稳现象,此时絮体粒径较小,小粒径悬浮颗粒进入滤饼层内部致使其孔隙尺寸分形维数增大,结构密实而透水性能减弱,继而阻碍了污染物质与超滤膜表面的直接接触,使得膜可逆污染增大;同时,混凝阶段对腐植酸及其他污染物质的去除效果变差,膜不可逆污染增大。当水样p H值较小时,虽然水解产物形成的吸附位点较多,但因过多正电荷的存在,过高的静电排斥力对絮体的外表层具有压缩作用,使其粒径较小,分形维数较大,结构密实,进一步致使生成的滤饼层孔隙率较小、孔隙尺寸分形维数较大,膜的可逆污染较高,同时,此时混凝效果较差,膜的不可逆污染值也较高。当水样p H过大时,溶液中负电荷含量过高,同样致使絮体粒径小而沉降性能差,形成孔隙尺寸分形维数较大的滤饼层,膜可逆污染值较大。微塑料则主要通过改变滤饼层孔隙结构特性来影响膜的可逆污染情况,当粒径为13μm的微塑料的含量越高时,较多的微塑料颗粒会随絮体带入滤饼层内部或者镶嵌在滤饼层表面,对滤饼层过水通道的挤占作用越严重,大幅减低其孔隙率,致使其孔隙尺寸分形维数较大,膜可逆污染值显著增高。

关键词： 微塑料,EROD   GST   DNA损伤   预警  

摘要： 微塑料是5 mm以下塑料颗粒的统称。微塑料在环境中广泛存在,研究类型主要集中于调查和吸附研究,但是对微塑料生物毒性研究还有限。生物标志物是环境污染监测中常用的手段,具有快速、灵敏等优点,因此,本研究采用体外生物标志物方法对微塑料和其他典型污染物进行生物毒性效应检测,本文选用罗非鱼肝脏粗酶液为作用模型,采用离体暴露模式,研究多种不同尺寸微塑料和其他典型环境污染物包括金属离子、溴代阻燃剂和药物活性物质在内的12种污染物在单一/复合作用下,对两种生物标志物7-乙氧基-异吩噁唑酮-脱乙基酶(EROD)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性的生物毒性效应。同时,运用彗星实验的方法研究微塑料和铜离子对THP-1(急性单核白血病细胞)细胞单一/复合下DNA损伤效应。另外,本研究利用体外生物标志物方法研究了福建水域和沉积物样品的生物毒性,为实现生物标志物的环境监测提供新思路。结果表明:(1)单一污染物暴露条件下,微塑料对体外EROD活性无明显影响,三种金属离子在室温暴露1 h的条件下,只有Cu在最高浓度(1 mg/L)下抑制EROD活性,溴代阻燃剂对酶活性无明显影响,药物活性物质中除红霉素(EM)外,其余5种药物均可显著抑制EROD活性。而上述三类污染物与微塑料复合暴露后,金属离子、溴代阻燃剂(除BDE-209外)均显著抑制EROD活性,而且最低效应浓度(LOEC)降低。药物活性物质的变化情况则较为复杂。(2)单一污染暴露条件下,微塑料对体外GST活性无明显影响,但其他三类污染物均在较低浓度时显著抑制GST活性,金属离子和溴代阻燃剂的最低效应浓度均为0.01μg/L,药物活性物质在10μg/L时可显著抑制GST活性。在与微塑料复合后,三种金属离子对GST抑制效果均比单一污染显著,表现为最高抑制率升高。同样,溴代阻燃剂和药物活性物质也表现出相似结果。(3)利用THP-1细胞系为受试模型,采用彗星实验方法检测微塑料和Cu在单一/复合下DNA损伤效应,结果表明2μm(10、15、20、25 mg/m L)微塑料和Cu(50、100、500、1000、2500、5000μg/L)均对THP-1细胞造成显著DNA损伤,而且在两者复合后,细胞DNA损伤效应加剧,实际损伤值大于两者单一损伤的理论加和值。(4)采用体外生物毒性监测的方法对东山湾海水和筼筜湖、杏林湾、九龙江口和罗源湾沉积物进行环境污染评价,结果表明东山海水水质良好,未对EROD活性造成显著的抑制或者诱导。而4个海域的沉积物样品均显著抑制EROD和GST活性,通过与化学分析结果和历年环境调查结果比较发现,生物标志物结果对部分站位有一定的生态风险预警作用。

关键词： 微塑料   污水处理厂   有机污染物   毒性研究  

摘要： 全世界塑料的生产及使用量与日俱增,产生的塑料垃圾不断流入水中,由于其不容易降解且长期存在[1],所以微塑料对人们生存环境及水体中的生命体带来的危害不容小视。在现阶段研究中,微塑料不是自身独自存在,是和生活中其他类污染物一同存在,[2]现阶段大多研究表明微塑料表层存在有机物,但是这种微塑料和有机物的联合体对于水生生物活性的影响,少有关注,目前没有准确研究结果。本文重点关注了污水处理厂中微塑料的现阶段存在情况并进行了分析研究。并针对这些存在的微塑料进行了针对性的研究[3]。由于微塑料与有机污染物的特殊关系,本文联合现阶段研究情况,针对微塑料和有机污染物对于水生生物的单独和联合毒性进行了实验研究。

关键词： 微塑料污染   生态效应   复合毒性   国际共识与合作  

摘要： 塑料污染已成为全球面临的严重污染问题。微塑料粒径小,可通过多种途径进入地球生态环境大循环,并可沿食物链传递,在不同营养级的生物体内累积,对机体产生多种毒害效应。目前,微塑料污染问题已成为世界各国研究的焦点,我国的微塑料污染问题也日益突出。本文阐述了微塑料的来源和种类、环境污染原理和生物效应、分布和影响现状,提出了微塑料污染防治策略,并对微塑料污染的全球治理经验和模式进行了梳理和分析,对国际合作和社会合作的必要性进行了探讨。

关键词： 微塑料   内陆水环境   生态效应  

摘要： 微塑料作为一种新型污染物,学者们对其的研究越来越深入。在研究过程中发现,陆源输入是水体微塑料的重要来源之一,微塑料的存在对水体造成了极大的危害。以城市内陆水环境为主体,剖析水中微塑料的污染状况及生态效应,为内陆水体新型污染物防治提供科学参考。

关键词： 《巴塞尔公约》   海洋微塑料治理   次生微塑料   固体废物  

摘要： 海洋微塑料包括初生微塑料和次生微塑料两种类型,其中次生微塑料占海洋微塑料总量的69%到85%。海洋微塑料污染治理工作可以分为已有污染治理和新生污染预防两个方面。虽然目前的研究尚未彻底摸清海洋微塑料的源头,但是已经确定固体废弃物中的大型塑料废物是次生微塑料的重要来源。从源头预防的角度出发,只要能够妥善处理固体废物,就能避免其中的大型塑料废物继续产生次生微塑料。中国虽然尚不具备出台专门用于防治海洋微塑料污染法律的条件,但是在《巴塞尔公约》的影响下中国出台的一系列禁止洋垃圾和国内固体废物治理的法律为中国治理固体废物问题打下了坚实的基础,通过完善这些法律有望实现预防次生微塑料产生的目标。

关键词： 微塑料   有机污染物   吸附   复合污染毒性  

摘要： 近年来,微塑料逐渐成为全球关注的新型污染物,由于自身特性,对有机污染物具有吸附作用,进而改变其环境毒性。通过近几年国内外大量的文献统计,系统分析微塑料对有机污染物的吸附作用及影响因素,并综合评价了其复合污染毒性,主要发现有:(1)微塑料可以吸附环境中存在的有机污染物,且通常情况下,吸附能力受到微塑料的结构、粒径、老化程度以及环境中的盐度、温度、pH等影响;(2)由于微塑料对有机污染物的吸附作用,二者对生物体具有协同与拮抗两种毒性作用,但具体作用机制仍不清楚。基于此,针对微塑料对有机污染物的吸附作用及二者对生物的复合毒性的研究重点提出了几点建议。