关键词： 微塑料   纺织工业   功能区   水系分级   传输特征  

摘要： 在环境的影响下大块塑料能够破碎成无数更小的塑料个体,其中个体直径小于5毫米的即为微塑料。相关研究表明微塑料在海洋环境中已被广泛检出,特别是在河口地区微塑料污染尤为严重,这表明城市河流输入是近海水域中微塑料的重要来源之一。与海洋环境相比,内陆淡水环境与人类活动联系更为紧密,但微塑料如何从淡水环境进入海洋环境,我们还知之甚少。研究表明微塑料污染水平与人口密度呈正相关,与城市的产业结构密不可分,但微塑料污染的陆源分析仍处于起步阶段,且不同的经济产业对微塑料污染是否存在影响还缺乏一定的调查。本文针对以上问题展开研究:(1)将纺织工业的陆源输入作为切入点,探究微塑料污染;(2)以研究区域的主要功能作为分类标准,分析不同功能区微塑料的理化特征、影响因素;(3)参照河流分级的思路,探究不同级别水系中微塑料的空间分布情况,从局部和整体的角度,探讨微塑料空间分布的异同及传递机制。首先,本研究通过对典型纺织工业区(绍兴和余姚)29个站点中水体和沉积物的微塑料分布特征进行调查,发现河道水样微塑料丰度范围为2.1-71.0个/升,沉积物微塑料丰度范围为16.7-1323.3个/千克。水样和沉积物中微塑料尺寸的分布存在显著的差异性(p?0.01),且水样中小尺寸的微塑料更为集中,证明微塑料在水体环境更容易破碎。水样和沉积物样中微塑料的主要类型均为聚酯,主要形状是纤维,占比大于79%,但小球状仅在水样中存在。且水样中微塑料污染与纺织工业厂密集度相关性较大,但沉积物中微塑料污染却与纺织贸易厂密集度相关性更强,可见纺织品的生产及贸易活动是微塑料污染的主要来源之一。其次,为了进一步探究不同功能区中微塑料的污染特征,本论文选取了崇明农田区和风景区的河道水样进行分析,结果表明不同功能区的水样中微塑料污染差异较大。其中农田区微塑料平均丰度为8.11个/升,风景区微塑料平均丰度为5.17个/升,可知农田区水样中微塑料污染更为严重;而不同功能区水样中微塑料的理化特征相似,均以纤维状为主,尺寸主要集中在0.1-1.0毫米。结合农田区土壤的微塑料污染数据,发现水样和土壤样中微塑料的尺寸分布存在显著性差异性,且水样中微塑料形状和颜色更加丰富。水样中微塑料的主要成分为聚酯,而土壤中微塑料以聚丙烯和聚乙烯为主。由此可知,微塑料的理化特征与功能区的类别无关,而与研究对象(承载物体)关联度较大。最后,为了探究相同的研究对象(水体)在不同级别流域的微塑料污染特征,本论文对长三角流域进行分级研究,选取不同水系(上海小河道-苏州河-黄浦江-长江入海口-东海近岸)对微塑料的空间分布特点进行分析,发现不同级别水系中微塑料丰度存在明显的差异。淡水水域中微塑料丰度(1.8-2.4个/升)高于河口及近海水域(0.9个/升);城市河道(苏州河和黄浦江)上游至下游的微塑料丰度逐渐增加;微塑料丰度与市区中心的距离、长江入海口的距离均呈负相关。可见,微塑料可能从城市河网向海洋不断汇集。各级水系中最常见的微塑料形状为纤维,但占比差异较大,主要类型为聚酯。可见淡水水体中微塑料污染更为严重,且不同级别水系中微塑料的空间分布特征各有不同。综上所述,典型纺织工业对河流微塑料污染的贡献度较大,工业厂、贸易厂与河道水样、沉积物微塑料污染的关联度有所不同,内陆河流微塑料的污染程度与周边经济产业有明显的相关性。并且不同功能区(农田区和风景区)对同种研究对象(水样)中微塑料污染的影响差异较大。从水系分级的角度对微塑料的空间分布特点和传递特征进行探究,能够更好地梳理源汇关系。同时城市河道到海洋的不同水系中微塑料污染存在特定的规律,能一定程度上反映微塑料污染与河流水文运动、人口密度的相关性。

关键词： 微塑料污染   多世代效应   恢复响应   定量蛋白质组学   日本虎斑猛水蚤  

摘要： 塑料垃圾占海洋垃圾总量的60-90%,其中包含大量直径不超过5 mm的塑料颗粒,即微塑料。由于微塑料颗粒小、分布较广、数量庞大,可被海洋生物摄入对其及生态系统产生不利影响。目前对微塑料的研究多集中于微塑料在海洋生物体内的积累及其不良生理效应,对其机制的研究非常缺乏;大部分微塑料暴露实验只探讨短期或单个世代效应,缺乏长期多世代研究;并且多数暴露实验所用微塑料浓度过高。因此,基于环境相关水平的微塑料对海洋生物长期多世代影响及其机制研究是十分重要且必要的,可为海洋微塑料污染的生态风险评估和海水基准的制定提供理论依据。海洋桡足类是海洋经典食物网中极其重要的环节,在海洋生态系统的物质与能量的传递中起着承上启下的作用,桡足类群落的变动可能影响整个海洋生态系统的稳定。本文以海洋桡足类日本虎斑猛水蚤（Tigriopus japonicus）为模型种,探究海洋桡足类摄食微塑料的情况（3天摄食实验）;确认摄食情况后开展两个世代下环境相关浓度的微塑料污染（0.023和0.23 mg/L）对海洋桡足类的影响研究;为了探讨微塑料对桡足类的代际效应（Transgenerational effect）,对暴露两个世代（F0-F1）后的桡足类进行一个世代的恢复培养（F2）。实验期间,测定桡足类7个生活史参数:存活率、性别比、无节幼体发育时间、世代发育时间、挂卵次数、平均产卵量、12d繁殖力。特别是,我们对高浓度组（0.23 mg/L）两个世代（F1和F2）的桡足类进行蛋白质组分析,揭示海洋桡足类对微塑料污染的应对机制和生存策略。本研究主要结果如下:（1）短期摄食实验表明两种浓度（0.023和0.23 mg/L）的微塑料均能被桡足类摄食,体内累积量约为2 particles/copepod（0.023 mg/L）和38 particles/copepod（0.23 mg/L）。研究还表明,虽然溶液中40%的微塑料进入桡足类的体内,然而大多数经过消化道被排出体外,可能存在于粪便颗粒中。（2）经过两个世代的微塑料暴露,较低浓度的微塑料（0.023 mg/L）对桡足类的生活史参数无显著影响,但较高浓度的微塑料（0.23 mg/L）对其重要的生活史参数产生不利的效应,如桡足类的存活率降低,平均产卵量和12 d繁殖力受到显著抑制。有趣的是,经过一个世代的恢复培养（F2）,受影响的生活史参数恢复正常,表明两个世代的微塑料暴露对日本虎斑猛水蚤的表型参数没有产生代际效应。（3）通过对暴露世代（F1）蛋白质组学的分析,我们发现微塑料效应显著增加日本虎斑猛水蚤的核糖体、基因表达、肽生物合成、蛋白质翻译等生物学过程,这些生物合成过程的增加可能减少了细胞内能量储存,从而对生存和繁殖产生不利影响。恢复世代中（F2）,桡足类通过细胞氧化还原稳态、碳水化合物代谢、溶酶体等重要过程的显著上调,促进几丁质形成,提高能量代谢,增强与应激相关防御途径的表达,即补偿性蛋白质组响应,从而使其受抑制的存活率和繁殖力恢复正常。（4）有趣的是,微塑料对桡足类蛋白质组的影响表现出显著的代际可塑性（Transgenerational plasticity）,虽然在表型参数上没有显著的代际效应。微塑料产生的代内效应（Within-generation effect）主要增加了生物合成过程,而代际效应增强了能量产出和应激相关防御途径,相比于代内效应,代际效应对桡足类的蛋白质组产生大范围的影响。因此,蛋白质组代际可塑性（Transgenerational proteome plasticity）在桡足类抵抗微塑料污染中起着非常重要的作用,可能使桡足类表现出较高的抵抗性。总的来说,本研究工作从分子水平上揭示海洋桡足类动物长期多世代下微塑料的影响及桡足类动物的响应,为环境相关浓度微塑料污染对海洋桡足类的长期多世代影响提供机制层面的新认识。

关键词： 微塑料   表层沉积物   潮间带   四十里湾   污染特征  

摘要： 微塑料是粒径小于5mm的塑料颗粒,作为一类新型污染物,其污染问题近年来受到国内外学者和公众的广泛关注。海洋微塑料不仅因被摄食而对海洋生物造成物理损伤,其自身携带的有毒物质和表面吸附的持久性污染物也严重威胁到海洋生物和海洋生态的安全。潮间带和海湾近海区域人类活动强度高,汇集了各种污染物质,本论文以我国典型潮间带和海湾为研究区域,通过密度分离和显微镜检法量化微塑料丰度,对其形状和粒径进行分类,并利用显微傅立叶变换红外光谱仪(μ-FT-IR)分析微塑料组分特征,初步揭示微塑料的潜在来源与分布规律。研究结果为我国海洋微塑料生态风险评估和今后微塑料污染的治理工作提供基础数据和理论支撑。主要研究结果如下:(1)我国典型潮间带表层沉积物中微塑料污染特征我国沿海典型潮间带区域表层沉积物普遍存在微塑料污染,丰度范围在255.56—555.56个/kg(干重)之间,平均丰度为347.18±88.45个/kg(干重)。其中,珠江口(ZJ)微塑料丰度最高,其次是九龙江口(JLJ)和北戴河(BDH)浅滩,这可能与上述地区的经济发展和人口密度有关。形状以纤维类数量为最(71.54%),其次是碎片类(21.61%)。微塑料的平均粒径为1117.49±1022.32μm,其中以小于500μm的样品数量最多(35.01%)。共鉴定出12种聚合物,以人造纤维丰度最高(41.16%)。受经济结构和海上生产的影响,微塑料的形状分布和成分比例因地区而异。相较于国内外其他研究,我国典型潮间带沉积物的微塑料污染处于中等水平。(2)四十里湾表层沉积物中微塑料污染特征以北黄海四十里湾28个站位的表层沉积物样品为研究对象,所有站位均发现微塑料污染现象,微塑料平均丰度为499.76±370.07个/kg(干重),形状以纤维状为主(86.37%)。微塑料丰度随粒径增大呈现出递减的趋势,粒径小于500μm的微塑料占比超过50%。根据红外光谱比对分析,共鉴定出8种聚合物,其中以人造纤维数量最多(58.41%)。沉积物有机质含量与微塑料丰度有相似空间分布,表明二者可能有相同的污染来源。与其他研究结果相比,四十里湾表层沉积物中的微塑料污染属中等水平,主要来源于污水排放、河流输入和人类海洋活动。(3)初步探讨了我国典型潮间带沉积物微塑料污染的生态风险,危害评分高的聚合物聚丙烯腈和聚氯乙烯是微塑料生态风险的重要来源。由于各地区微塑料分布、特征等不同,导致风险指数差异较大,长江口、东寨港、闽江口和黄河口潜在风险等级最高。

关键词： 海洋污染   微塑料   大型底栖动物  

摘要： 本论文通过在2017年冬季到2018年夏季3个航次共计37个站位的现场采样，对渤海中部海域大型底栖动物以及水体、沉积物、生物体内的微塑料分布进行了研究。在渤海中部大型底栖动物方面，对其生物群落结构、种类组成、丰度、生物多样性以及和研究海域环境因子之间的相互关系进行了全面、系统的研究分析;在微塑料方面，对渤海中部三个季度水体、沉积物和常见生物体内的微塑料进行了数量、颜色以及形状等方面的全面研究。本研究可为渤海生态环境质量状况评估提供基础性研究资料，并首次对渤海中部微塑料进行了从水体、沉积物到生物体的整合研究。本论文主要研究成果如下：　　（1）共采集到178种底栖动物，其中环节动物较多，达58种，占32.58%，软体类动物60种，占33.71%，节肢动物41种，占23.03%，棘皮动物有9种，占5.06%，其它底栖生物（扁形动物、纽形动物、底栖鱼类等）有9种，占到5.06%。环节动物和软体动物是渤海中部海域大型底栖动物中的主要生物类群。　　（2）根据相对重要性指数（IRI）的结果，确定了26种优势物种，主要包括软体类动物10种，节肢动物6种，多毛类环节动物和棘皮动物各3种。底栖动物寡节甘吻沙蚕、彩虹明樱蛤、扁玉螺、日本鼓虾等具有较高的优势度。　　（3）通过对2017-2018年三个航次动物群落结构的分析，1712航次研究站位可分为3个群落组、1803航次研究站位可分成4群落组、1806航次研究站位可分为2个群落组，环节动物多毛类、软体动物和节肢类动物在三个航次的渤海中部海域的底栖动物中均占据绝对优势。　　（4）对微塑料的分析研究表明，不同季度间微塑料数量的变化，在水体、沉积物、生物体中的微塑料均呈现出春季gt;夏季gt;冬季的趋势，常见生物中体内微塑料最多的为高眼鲽，最低的是砂海星。对于微塑料颜色的研究表明，数量最多的为无色微塑料，三个季度的水体、沉积物中该类型塑料分别占：60%，50%;55%，45%;57%，50%。对于微塑料形态上的分布，微塑料多数为纤维状和线形微塑料。显微镜观察可以清晰看出各种微塑料表面附着有各种杂质;球形微塑料多存在于离岸较近的B45站位，可能与近岸陆源性污染有关。通过傅里叶红外光谱仪确定了大多数微塑料成分为聚丙烯酸乙酯、聚苯乙烯、玻璃纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化聚乙烯等，成分相似度均大于55%。扫描电镜下微塑料表面存在大量杂质，通过能谱图可以分析出微塑料表面含有Na、Cl、Fe、Mg、Si、Al、S、K、Ca、O等元素。　　（5）通过BIOENV分析，在各个航次得出了影响大型底栖动物的最佳环境因子组合，水层环境因子方面的水深、底温对于渤海中部大型底栖动物的影响最显著;沉积物环境因子方面的叶绿素、粉砂粘土含量、中值粒径对渤海中部大型底栖动物的影响最显著。沉积物中的脱镁叶绿酸含量在除夏季航次以外的所有航次中均与大型底栖动物的群落结构具备一定的相关性，而有机质含量仅在冬季航次与大型底栖动物的群落结构体现出显著相关。此外沉积物微塑料在夏季航次中对于渤海中部大型底栖动物的影响也较为显著。　　（6）对三个航次大型底栖动物的多样性进行研究发现，2017年冬季航次底栖动物在物种数、丰富度指数和香农-威纳指数上均小于2018年春季的相关指数;而在均匀度指数上，2017年冬季与2018年夏季显示了相似的趋势，香农-威纳指数则在3.18-3.29范围内。　　（7）在渤海中部的微塑料数量与大型底栖动物的多样性关系中，在三个季节的分布上，微塑料数量都呈现出了先升高再降低的趋势，且可以看出春季微塑料较多;而对于大型底栖动物的数量来讲，春季数量则不如其它两季节的生物数量多，在两个生物较少的季节中，微塑料的数量夏季略多于冬季。在微塑料数量与生物多样性指数的关系中，相关性最高的是冬季航次，沉积物微塑料、底温、叶绿素和粉砂黏土含量的相关系数值高达0.463。Pearson相关分析表明只在夏季航次，除生物均匀度指数以外，水体微塑料数量与其它指数呈现显著正相关性。

关键词： 微塑料   大气降尘   表层水体   沉积物   降解  

摘要： 微塑料(<5 mm)作为一类新兴污染物已受到人们越来越多的关注,目前围绕着海洋为主题的微塑料污染研究已经广泛展开,但是对于大气环境和淡水湖泊中微塑料污染的研究鲜有报道。因此,本论文对大气环境(东莞市)、湖泊表层水体(松山湖)和湖岸沉积物(松山湖)中的微塑料污染状况展开研究,并探究了微塑料在不同环境中的降解行为,主要结论如下:大气环境(东莞市)中微塑料的主要化学成分为纤维、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯,所占比例分别为73%、14%、9%和4%;在东莞市环境监测中心站所布设的东城区(S1)、莞城区(S2)和南城区(S3)三个采样点中,大气降尘中微塑料和非塑料纤维的丰度分别为213±51、189±26和173±23 particles/m/day,结合红外光谱检测结果得出大气降尘中微塑料丰度分别为33±8、32±5和28±5 particles/m/day,平均丰度为31±7particles/m/day。微塑料样品的表面上存在着吸附颗粒、沟槽、坑槽和剥落状的表面降解形貌,表明了所检测的微塑料都经历了不同程度的机械磨损和化学风化过程。松山湖表层水体和沉积物中微塑料的主要形态类型为薄膜状、碎片状、泡沫状和纤维状,从微塑料的外观上来判断,松山湖区域内的微塑料的来源主要是次生塑料;微塑料的化学成分类型为聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯-聚乙烯共聚物、聚苯乙烯和聚氯乙烯,所占的比例分别为47%、36%、6%、9%和2%。表层水体中微塑料的丰度范围为1.58±0.16至3.72±0.68 items/m,平均丰度为2.29±0.98 items/m;湖岸沉积物中微塑料的丰度范围在139±42至461±84 items/kg,平均丰度为244±121 items/kg;微塑料表面呈现出剥落状、线性裂纹状、颗粒氧化状、附着颗粒状、机械坑和溶液坑六种表面形貌,结合其红外光谱结果可知松山湖区域中的微塑料存在着一定程度的降解行为;微塑料对7种典型重金属的携带含量分别为Hg(0.05-0.15 ng/g)、Ti(331-2936 ng/g)、Cr(8.6-122.0ng/g)、Ni(7.3-25.1 ng/g)、Cu(21.4-314.3 ng/g)、Cd(0.14-0.86 ng/g)和Pb(19.0-66.9ng/g)。大气环境和纯水环境中的PE、PP和PS在经历三个月的紫外光照射后的红外谱图中均在约3300 cm处以及在约1712 cm处出现新的吸收峰。而在模拟海水环境中的实验样品仅在约1712 cm处出现新的吸收峰,新的红外吸收峰的出现表明了塑料颗粒在紫外光的照射下形成了羟基(OH,300 cm)和羰基(C=O,700 cm),说明了在三种不同环境下的塑料颗粒在紫外光照射后均发生了不同程度的(化学风化)降解行为;根据拉曼光谱图分析结果可知,在经历三个月的紫外光照射后的PE、PP和PS塑料颗粒的出峰位置与它们的塑料原料颗粒相同,仅在峰的强度上有所增加/减弱。通过比较红外光谱和拉曼光谱的结果,发现红外光谱更能直观的展现塑料的化学风化过程;根据扫描电镜分析结果可知,颗粒氧化、裂纹状和剥落状是塑料颗粒在化学风化过程中常见的表面降解形貌;塑料颗粒在不同环境中的降解程度为:空气环境>纯水环境>模拟海水环境,并且塑料颗粒的降解程度随紫外光照射时长的增加而增加,因此,紫外光照射时间和塑料颗粒所处的环境体系的差异是影响塑料颗粒降解程度(化学风化程度)的重要因素。本研究丰富了我国大气环境和淡水湖泊环境中微塑料污染的基础数据,为我国在大气环境和淡水湖泊环境中微塑料污染的监测和防治提供了一定的参考依据。

关键词： 微塑料   海洋污染   分布特征   生物毒性   迁移性  

摘要： 广泛应用的塑料不断进入水环境,并最终汇集到海洋中。水环境中的塑料会逐步降解为直径小于5毫米的塑料纤维、颗粒或者薄膜,将对海洋环境与生物造成危害,被称为水中的"PM2.5";其分布受到洋流与生物的影响,具有迁移性。为进一步探寻微塑料问题的解决方案,本文采用文献调研方法,总结了海洋中微塑料的分布特征、对生物的影响及其迁移性;讨论了生物在微塑料迁移过程中的作用,并尝试阐述海洋中微塑料与海洋生物的相互影响关系。本文的研究可为更加深入地理解微塑料海洋中的环境行为及其污染治理提供参考。

关键词： 微塑料   污染水平   海洋生物   生态风险  

摘要： 综述了微塑料的主要来源、空间分布及我国水体和沉积物中微塑料的污染现状,以及微塑料与有机污染物的复合污染影响,并从海洋生物摄食微塑料、微塑料与污染物的复合生态风险、微塑料对水生生物的承载作用、微塑料在食物链中的传递及对人类健康的风险4个方面探讨了微塑料对海洋生物的影响。指出,采样方法和分析技术的标准化、微塑料-污染物复合体的毒性效应机制、微塑料对人类健康风险的评估是未来的重点研究方向。

关键词： 海洋生物   塑料垃圾  

摘要： 2018年4月24~25日,由华东师范大学河口海岸学国家重点实验室、海洋塑料研究中心主办,联合国教科文组织政府间海洋学委员会西太平洋分委会及国家海洋局协办的'第2届海洋微塑料污染与控制国际学术研讨会'在华东师范大学举行。

关键词： 塑料污染   污染水平   地中海   创新   世界自然基金会   Wide   WWF   海洋  

摘要： 世界自然基金会（World Wide Fund for Nature,WWF）的一份最新报告显示,地中海的微塑料污染水平创新高,威胁着海洋物种和人类的健康。结合世界海洋日,WWF发表报告《塑料陷阱：拯救塑料污染中的地中海》。

关键词： 海洋生物学   微塑料   海洋生物   毒性效应   效应机制  

摘要： 海洋环境中的微塑料主要来源于陆源塑料垃圾输入、海上船只塑料垃圾的丢弃和水产养殖业漂浮装置的废弃等.微塑料的大小、形状和颜色与海洋生物的食物相似,容易被海洋生物误食,由于微塑料自身的毒性及其表面吸附的有毒化学物,对海洋生物及其生态系统具有直接和潜在的危害.本研究主要综述了微塑料对海洋生物产生影响的途径、毒性效应及其效应机制的研究进展状况;提出未来应重点加强微塑料环境浓度的长期效应、微塑料与其他污染物的联合效应及其机制、微塑料效应的生物标志物筛选以及生态风险评估技术的研究等.