关键词:
微塑料
多环芳烃
斑马鱼
毒性作用
摘要:
随着塑料的大规模生产应用,微塑料在环境中的分布也越来越多。微塑料是指小于5mm的塑料碎片。尽管已知对野生动物有危害,但每年向河流和海洋排放的塑料废物仍以惊人的速度增加。目前,在全球范围内均检测出微塑料的分布。不只是人口密集,人类活动丰富的地区,连人迹罕至的地区都检测出其存在。微塑料在自然环境中的快速积累在全球范围内引起了越来越多的关注,微塑料污染已经成为重大的环境问题。随着近年来对微塑料污染问题的不断报导,人们愈发关注其对生态系统的危害。微塑料能吸附持久性有机污染物、重金属离子等污染物。有关微塑料与多环芳烃的联合毒性研究比较少。本研究调查了广东沿海地区常见海洋生物体内微塑料丰度,并以斑马鱼为对象,探究微塑料和菲暴露的毒理学效应。主要结果如下:
1.在广东沿海常见海洋生物体内普遍检测到微塑料,丰度在1.20±0.84items/individual到3.20±1.30 items/individual之间。与其他地区的海洋生物相比,本次研究采集到的生物体内微塑料污染状况在中等水平。在本次的调查中,鲻鱼(Mugil cephalus)、金带细鲹(Selaroides leptolepis)、金线鱼(Nemipterus hexodon)的体内微塑料含量较高,而文蛤(Meretrix meretrix)、多齿蛇鲻(Saurida tumbil)、明虾(Fenneropenaeus chinensis)体内微塑料含量较低。纤维、颗粒、薄膜和微珠形态的微塑料均有测出,其中纤维为主,占61%。对微塑料的粒径分析可知,0.5mm的微塑料含量最多,占32%。对微塑料的颜色分析可知,蓝色,其次是黑色和透明色的最多。最常检测的成分是人造丝,占61%。
2.菲是多环芳烃的一种。在这项研究中,斑马鱼(Danio rerio)暴露于3 mg/L的聚苯乙烯微塑料、0.2 mg/L的菲以及两者组合的浓度中。暴露12和24d后,测量了斑马鱼的体内微塑料含量,菲积累量,抗氧化相关的酶活性和相关基因表达,免疫相关基因表达以及肠道菌群。菲和微塑料的积累随暴露时间的增加而增加,并且积累量在联合暴露组中也比单一暴露组更多。抗氧化酶活性与免疫和抗氧化酶相关基因的组合分析表明,单独暴露会引起斑马鱼的氧化应激,最终提高免疫相关基因和氧化应激相关基因的表达,而联合暴露会加剧这些变化。对斑马鱼肠道微生物群落分析表示,与对照组相比,三个暴露组中Bacteroidetes和Firmicutes菌落的增加可能表示斑马鱼代谢功能受损,与疾病相关的Acinetobacter菌群的增加可能提示着斑马鱼的健康受到危害。总体而言,我们的研究表明,微塑料可增强菲的毒性,并且两者具有协同作用。
3.纳米塑料是介于1至100 nm之间的纳米级微塑料。它们的小尺寸使它们具有生物可利用性,并且它们很可能积累/吸收持久性有机污染物,这可能会增加它们的毒性。我们评估了纳米塑料和菲对斑马鱼早期生命阶段的影响。斑马鱼胚胎暴露在荧光纳米塑料颗粒中,并用荧光显微镜观察。聚苯乙烯纳米塑料(80nm)附着在胚胎绒毛膜上,当斑马鱼受精后达到144h,即它们第一次开口的时间,通过其肠道中的荧光观察到它们被摄入。单独暴露或与菲混合暴露,导致斑马鱼心包水肿、脊柱弯曲、胚胎心率增加、全长缩短、死亡率增加。5 mg/L纳米塑料和0.1 mg/L菲的共同暴露对斑马鱼胚胎的全长、致畸性和死亡率造成的负面影响比单次暴露的相应浓度更大。该研究提供了明确的证据,表明纳米塑料可以被斑马鱼幼鱼摄取,因此未来评估毒理学效应的工作对海洋野生动物管理具有重要意义。