海洋環境微塑料生態效應影響研究

摘要：本文研究海洋微塑料生態效應影響。文章從“微塑料生物附著”“生物攝入”“毒理效應”“微塑料與其它污染物復合毒性”“微塑料對污染物富集和遷移的影響”等角度研究微塑料生態效應影響。最后討論微塑料研究現狀并提出展望，并提出預防微塑料污染還是需要通過加強政策法規的制定和監管力度來實現。不斷提高社會對塑料污染危害性認識，完善管理和技術體系，通過加強監控，并將微塑料的相關研究成果匯總至相關政府部門，制定控制和減少微料污染的法律、政策和法規，最終杜絕微塑料海洋污染。

關鍵詞：海洋微塑料；生態效應

中圖分類號：X145 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）03-0033-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.018

Abstract： This paper studies the effects of marine micro-plastic ecological effects. In this paper， the effects of micro-plastic on the enrichment and migration of pollutants were studied from the perspectives of micro-plastic bioadhesion， biological ingestion， toxicological effects， compound toxicity of micro-plastic and other pollutants， Ecological effects. Finally， the status of micro-plastic research and put forward prospects， and proposed prevention of micro-plastic pollution or through the need to strengthen the formulation and supervision of policies and regulations to achieve. We will continue to raise awareness of the dangers of plastic pollution and improve the management and technical system. By strengthening the monitoring and monitoring， we will summarize the relevant research results of micro-plastics to the relevant government departments and formulate laws， policies and regulations to control and reduce the pollution of micro-materials and eventually eliminate Micro plastic marine pollution.

Key words： Marine micro-plastic； Ecological effect

1 背景

塑料工業的發展確實給人類生產、生活帶來了諸多便利，但同時大量的塑料垃圾也源源不斷地產生出來，沒有被妥善處置的塑料垃圾會直接進入或者以碎片、微粒的形式進入并存在于海洋中，并隨海洋動力過程進行遠距離的遷移，導致全球范圍層面的海洋塑料污染。目前全世界海洋漂浮的微塑料已經遠超5萬億個以上，每年給海洋生態系統造成的經濟損失超過130億美元。 國際上，通常將粒徑<5 mm的塑料顆粒稱為微塑料.微塑料的物理化學性質穩定，在環境中可以長期存在， 因此被認為是一種新型海洋和環境污染物。 海洋微塑料污染早已經是一個全球性問題。據《科學》雜志研究告，2016 年全球約192個沿海國家和地區共制造3億噸塑料垃圾，其中約有900萬噸直接或者間接地排入海洋。這些毫米級別、微米級別甚至納米級別的塑料碎片都是微塑料污染物。微塑料或懸浮于海水中，或沉積到海底成為沉積物的組分，對海洋生態系統的潛在風險引起全球廣泛關注[41。

2 生物附著效應

海洋環境中的微塑料可成為微生物和藻類等生物附著生長的載體 。微塑料進入海洋環境后，微生物會快速附著在其表面，一周左右便可形成牢固附著的生物膜 。Zettler等利用掃描電子顯微鏡和新一代基因測序技術分析發現，北大西洋近岸水體中附著在微塑料上的微生物群落包括異養生物、自養生物、共生生物等。科學家估算附著在海洋塑料碎片上的微生物總量高達15000噸 。有害生物的附著會讓微塑料充當“移民”工具。微塑料物理化學性質穩定，在海洋環境中很難被降解，并在海洋動力過程作用下可遠距離遷移。微塑料被生物附著后就成為生物傳播的載體，附著生物的微塑料跨生物地理區系遷移，就會導致生物入侵。微塑料的生物附著極其復雜，季節變化、地理位置、水溫、海水營養狀況、底質類型、水流速度等都會影響生物在微塑料表面的附著 。

3 生物攝入微塑料生態效應

生物攝入是海洋微塑料進入食物網的重要途徑。海洋環境中的微塑料很容易被大多數海洋生物，如浮游動物、底棲生物、魚類、海鳥、海洋哺乳動物等攝入體內。首先，海洋生物攝入微塑料與其攝食和呼吸方式有關，微塑料的粒徑較小，海洋生物的攝食方式很難將微塑料與食物分離開來，而利用鰓孔呼吸的海洋生物還可通過呼吸過程將微塑料吸入鰓室。其次，海洋生物會誤食微塑料，海洋中的微塑料與浮游生物的大小和密度相似，容易被海洋生物誤判為食物而主動捕獲。微塑料可沿食物鏈進行傳遞，低營養級生物體內的微塑料通過捕食作用進入到高營養級生物體內。被海洋生物體攝入體內的微塑料顆粒可在其組織和器官中轉移和富集，許多海洋生物的胃、腸道、消化管、肌肉等組織和器官甚至淋巴系統中均發現有微塑料存在[2]。

4 微塑料的毒性效應

室內培養試驗已經取得了微塑料對部分生物個體的毒性效應研究結果，主要包括微塑料對生物體的存活率、生長發育、行為活動、生殖狀況、基因表達等方面的影響。微塑料的毒性效應與其材質類型、尺寸大小、暴露劑量等有密切聯系，并且受試物種的差異也非常顯著。

5 微塑料與其它污染物的復合毒性

在海洋環境中，微塑料表面容易與其它不同類型污染物發生結合作用。研究顯示，微塑料會從海洋環境中吸附一些疏水性持久性有機污染物，如多氯聯苯、多溴聯苯醚、有機氯農藥、多環芳烴等，還會吸附一些重金屬如鉛、鋅、銅等。當微塑料顆粒與其它污染物通過吸附或其它表面反應作用結合到一起時，會成為其它污染物進入到生物組織和器官的載體，屆時微塑料與化學污染物會對生物機體產生復合毒性效應。例如微塑料與持久性有機污染物的復合體可導致日本青鳉魚多個基因表達出現下調，并且雄性個體的生殖細胞出現了異常增殖現象，由此可見，微塑料暴露引起的毒性效應是化學污染物與微塑料共同作用結果[3]。

6 微塑料對污染物富集和遷移的影響

微塑料的顆粒小、比表面積大、疏水性強、表面會附著微生物等特點使其富集持久性有機污染物和重金屬等污染物的能力增強，從而成為污染物的載體。微塑料材料和表面結構是影響其表面結合污染物的重要因素。污染物被吸附到塑料上以后，可以在洋流作用下長距離遷移，影響污染物的全球分布。不同國家和地區微塑料樣品中有機污染物存在差異，這些差異體現了多氯聯苯和有機氯農藥的使用區域差異[4]。

7 討論與展望

目前預防微塑料污染還是需要通過加強政策法規的制定和監管力度。加強社會對塑料污染危害性認識，加強加大塑料回收在利用和集中無害處理。由于海洋微塑料主要來源于陸源輸入，因此需要控制源頭輸入，例如減少難降解塑料的使用，鼓勵和支持可降解塑料的生產應用，持續監測海洋和海岸環境中的微塑料污染的分布與量的變化。我國作為塑料生產和使用的大國，更需要完善管理和技術體系，通過加強監控，并將微塑料的相關研究成果匯總至相關管理部門，制定控制和減少微塑料污染的政策和法規，限制塑料袋的使用范圍和數量，減少塑料垃圾向環境的輸入。未來應該加強微塑料的污染現狀及生物攝入狀況研究，生物效應及其毒理學機制研究，微塑料與我國海洋環境中常見化學污染物的復合效應研究，微塑料在海洋生態系統中的作用及其生物地球化學行為研究，微塑料采樣、測定和鑒別方法的優化，在不同海洋生境中的觀測研究，微塑料生態風險評估方法學研究和納米尺寸微塑料研究。

參考文獻

[1]叢冬雨. 我國區域海洋環境管理的協調機制研究[D].青島：中國海洋大學，2011.

[2]全永波. 海洋污染跨區域治理的邏輯基礎與制度建構[D].杭州：浙江大學，2017.

[3]寧凌，毛海玲.海洋環境治理中政府、企業與公眾定位分析[J].海洋開發與管理，2017，34（04）：13-20.

[4]季千惠. 我國海洋生態環境保護保障機制研究[D].青島：中國海洋大學，2014.

收稿日期：2018-01-11

作者簡介：陳斌（1982-），男，博士，工程師，研究方向為海洋與海岸帶綜合管理。