微塑料對海洋生物影響的研究現狀

摘" 要：隨著全球人口增長和工業化的發展，海洋污染已經成為全球環境問題的一個重點關注問題。微塑料是海洋污染的一個重要組成部分，近年來已經成為社會關注的熱點問題，通常粒徑在5mm以下的塑料顆粒被稱為微塑料，其粒徑小、化學性質穩定，廣泛存在于海洋環境中，不僅影響水體質量，還對海洋中的大部分生物都產生了不利影響。文章提供了微塑料對浮游生物、魚類和貝類影響的綜合文獻綜述，旨在總結并分析微塑料對海洋生物毒性效應研究的當前狀態和趨勢。

關鍵詞：微塑料污染；海洋生物；毒性效應

中圖分類號：X55；X17文獻標志碼：A

微塑料對海洋生物存在著各種確定及不確定的影響，因此受到了各界的廣泛關注。海洋微塑料污染主要來源于海洋塑料垃圾的破碎降解和陸地的直接輸入，現已成為海洋污染的一個重要組成部分，微塑料化學性質穩定，極難降解，會長期存在于海洋生態系統中，具有生物毒性，且粒徑微小，極易被海洋生物誤食而進入食物網內，由于其具有疏水性，表面積大，表面會沾染許多有機污染物，這些污染物隨微塑料進入海洋生物體內，對海洋生物會產生強烈的毒性效應，有研究表明^[1]，生物體內部分有機污染物來源于微塑料。目前，在許多海洋生物的體內都檢測到了微塑料，如魚類、軟體動物、浮游動物和甲殼類動物，這些海洋生物許多是人類餐桌上的食物，微塑料具有在食物鏈中潛在傳遞的可能，食用含有微塑料的海洋生物對人體存在著一定的危害。因此塑料污染已經成為對生態系統和環境有著不利影響的重大全球問題^[2]。

1 海洋微塑料污染

1.1 微塑料污染現狀

微塑料作為一種新型環境污染物，近年來廣受國內外關注。塑料制品因其質量輕、成本低等優勢，被包裝、運輸、建筑等各行業廣泛應用，全球塑料產量逐年遞增，但對于塑料制品的回收利用及處理模式并不完善^[3]。全球每年產生的塑料制品數量已經超過3億t ^[4]，預計到2050年塑料制品的生產量將達到330億t^[5]。同時，每年全球有8×106t的塑料廢物流入海洋^[6-7]，這對海洋生態系統造成很大影響^[8]。

微塑料顆粒直徑在1μm～5mm之間，其粒徑小、易遷移和難降解的特性^[9]，使微塑料廣泛分布于海洋生態系統中。據研究，海洋環境的表層存在約5.12×10¹³個塑料碎片^[10]。有研究表明，大多數的海洋塑料碎片來自陸地，哪幾個國家產生了最大數量的可成為海洋塑料碎片的未捕獲廢物很大程度上取決于人口規模和廢物管理系統的質量。不采取有效的廢物基礎管理措施，預計到2025年，可從陸地流入海洋的塑料廢物的累積數量將增加一個數量級^[11]。

1.2 海洋中微塑料來源及分類

海洋中的微塑料主要來源于人類活動，在水體、大氣和土壤中的微塑料，受到風力、降雨、江河等因素影響而進行遷移，最終匯集在海洋中^[12]。

常見的微塑料種類有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等^[13]，塑料作為高分子聚合物，化學性質穩定，難降解，且分布廣泛，可持久存在于自然環境中，同時能吸附各種污染物，目前難以對其進行有效收集處理^[14]。在微塑料生產加工過程中，加入了大量的添加劑以提高其性能^[15]，因此當微塑料被海洋生物誤食后，污染物會在體內富集，危害生物健康。

1.3 微塑料的危害

中國主要對東海、黃渤海及東南沿海等區域的海洋環境中的微塑料進行調查^[16]。目前已有研究證實一些具有重要漁業價值的物種受到了微塑料污染，其中魚類、貝類、甲殼類和海藻等海產品中更是被大量檢測出微塑料^[17-18]。

且有研究發現，微塑料可通過口攝入進入人體，由于粒徑微小且比表面積大，會吸附重金屬等有機污染物，進入人體后，會對人體健康產生危害^[19]。2022年，科學家首次在人體血液中檢測到微塑料，英國科學家于同年首次在活人肺部深處發現了微塑料，所以對微塑料的研究是十分必要的。

多數的海洋和較淺的海洋沿岸，均有微塑料的存在。據研究，微塑料的性質會由于陽光照射等因素而發生改變，老化后的微塑料表面具有更多的活性中心，對有機污染物的吸附力會更強，所以微塑料在水生食物鏈中的污染載體作用會因這種吸附機制而增強^[20]。 微塑料暴露的毒性反應在不同物種中有著不同的影響^[21]，有些生物可能表現為生長遲緩、繁殖能力下降，而有些生物則表現為壽命縮短等。

2 微塑料對各類海洋生物的影響

2.1 浮游生物

海洋微塑料種類多樣，通常密度大于海水的會隨海水上下移動，或者置留于深海和水底，相反，密度小于海水的會漂浮于海水上層，同時這些漂浮在海洋表面的微塑料也會受到風力或生物攜帶等影響向下移動或進入深海^[22]。且漂浮在海洋表層的微塑料可能對浮游植物的光合作用有著負面的影響。經研究發現，微塑料對藻類的光合效率有不利影響，并且可能對藻細胞的生長有抑制效果^[23]。浮游植物體型微小，常被浮游動物攝食，浮游動物常被作為一種用于監測水環境污染的生態指標，是連接水體食物鏈的紐帶。浮游動物包括原生動物、輪蟲、橈足類、枝角類等類群，數量龐大且種類繁多，多數以浮游植物為食，是許多次級生產者的重要食物來源，可通過食物鏈向上級傳遞能量^[24]。微塑料也可通過這種方式向上級傳遞，可能會對整個海洋生態系統造成不利影響。

微塑料粒徑微小，也可被浮游動物直接攝食，研究發現，浮游動物攝入環境中的微塑料后，會在消化道內富集，對其攝食行為和繁殖能力均有不利影響，還會使生物體產生氧化應激反應^[25]。

2.2 魚類

目前，對于塑料垃圾大致的處理方向是回收或焚燒，但仍有部分塑料垃圾廢棄在環境中。中國目前對于塑料廢物的回收和管理水平較低，對廢舊塑料的處理：約30%被焚燒處理，約25%回收利用，剩下約45%被隨意堆放留置在環境中，這一部分廢棄塑料經風化、破碎和分解后，轉化為微塑料^[26]。

據研究統計，預計到2050年，海洋中魚類的質量將被廢棄塑料的質量反超^[27]。目前已在全球約233種海洋動物體內檢測到了微塑料^[28]，同時，據報道，大約有150種魚類在其生命活動過程中會攝入微塑料，并主要積累于胃腸道中^[29]。對魚類、哺乳動物等，攝入微塑料的方式多為經口攝入，因此，對這些動物來說，微塑料積累最多的部位是胃腸道，同時，胃腸道也是進行微塑料毒性研究的主要靶器官^[30]。微塑料會對魚類產生眾多的負面影響，如損害胃腸道、生命活動行為改變、能量代謝及內分泌的紊亂、產生氧化應激反應以及損傷等^[31]。 魚類在攝入微塑料以后，無法將其排出體外，因而產生虛假的飽腹感會影響魚類的攝食能力，產生能量轉換相關的變化^[32]。微塑料是魚類先天免疫系統的應激源^[33]。

由于微塑料會跟隨海水上下移動，所以棲息在不同水層的魚類可能都有機會攝入微塑料。由于底棲魚類和濾食性魚類非選擇性攝食的習性，一般認為它們更容易攝入微塑料^[34]。但據李文菁等^[35]研究，魚類攝取微塑料的豐度、尺寸和形狀與魚類棲息地和食性無關，而魚全長與魚樣微塑料豐度存在顯著相關性，表明魚類全長會影響魚類攝食微塑料的數量。同時也有研究表明，微塑料會存在于海洋動物的多個組織當中，且與水體中的微塑料豐度、粒徑大小和暴露時間相關^[36]。

2.3 貝類

作為底棲濾食生物中優勢類群的雙殼貝類，常被作為水環境污染的指示生物，可用于海洋環境的監測，同時也是重要的海產品之一，具有食用價值，微塑料極易通過雙殼貝類進入人體^[37]。微塑料可通過濾食性雙殼類動物直接進入生物體內，并且隨著生物的營養級別不斷升高，微塑料也在食物鏈中不斷積累^[38]。經研究發現，微塑料會影響貝類的運動并且會影響貝類的繁殖和消化功能，同時，長時間的接觸微塑料會損壞貝類的基因表達，這種傷害是不可逆的^[39]。目前中國已經有專門針對市售貝類整體軟組織中微塑料含量的調查^[40]，但缺少對其消化系統中微塑料含量的相關研究。軟體動物對微塑料有很強的富集作用，而且它們通常被許多脊椎動物和無脊椎動物捕食，在海洋生態系統中起著至關重要的作用。

3 展望

目前研究都表明微塑料對海洋生物存在巨大威脅，現階段微塑料對海洋生物的毒性效應研究大多以貝類、魚類、浮游動物為研究對象，對單環刺螠等潮間帶底棲生物的研究較少。潮間帶底棲生物大多是濾食性和沉積食性的，可能會攝取并富集環境中的微塑料。單環刺螠是一種大型底棲生物，生活在海邊潮間帶泥性底質環境中，因具有濾食性特點，使其成為展開微塑料對潮間帶底棲生物的毒理性研究的理想模式生物。同時，這一特性，也可將其作為探討微塑料污染對潮間帶底棲生物的毒性效應的模式生物，這一研究對全面了解微塑料生物毒性具有重要意義。

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Current research status on the impact of microplastics on marine organisms

SONG Meihui¹， LI Hui²， CHEN Wenbo²，ZHANG Saisai²

（1.Dalian Ocean University， Dalian 116023， Liaoning China；2.Dalian Marine Development Service Center， Dalian 116023， Liaoning China）

Abstract：With global artificial growth and industrialization， marine pollution has become a key concern for global environmental issues. Micro plastics are an important component of marine pollution and have become a hot topic of social concern in recent years. Plastic particles with a particle size of less than 5 mm are commonly referred to as micro plastics. They have small particle sizes， stable chemical properties， and are widely present in the marine environment. They not only affect water quality， but also have adverse effects on most marine organisms. The article provides a comprehensive literature review on the effects of micro plastics on plankton， fish， and shellfish， aiming to summarize and analyze the current status and trends of research on the toxic effects of micro plastics on marine organisms.

Keywords：micro plastic pollution; marine organisms; toxic effects

作者簡介：宋美慧（2000- ），女，大連海洋大學水產專業碩士。研究方向：水產醫學。E-mail：3100525898@qq.com。

通信作者：張賽賽（1989- ），男，研究生，高級農藝師。研究方向：水生動物疫病防控。E-mail：finfish@yeah.net。