夏 斌 杜雨珊 趙信國(guó) 朱 琳 陳碧鵑 孫雪梅 曲克明

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所 青島 266071； 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室 青島 266071； 3.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院 上海 201306)

塑料制品由于輕便、可塑性強(qiáng)和耐用等特性而被廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及日常生活等多個(gè)領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球塑料年產(chǎn)量已經(jīng)從1950年的150萬(wàn)t激增至2017年的約3.48億t，并且還在不斷增加(Plastics Europe,2018)。隨著塑料的大量生產(chǎn)和使用，這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致每年有數(shù)量龐大的塑料垃圾進(jìn)入海洋。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，全球海洋中塑料垃圾量將高達(dá) 2.5 億 t (Jambecket al,2015)。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)發(fā)布的報(bào)告指出，海洋塑料垃圾給全球海洋生態(tài)系統(tǒng)造成的經(jīng)濟(jì)損失超過(guò) 80億美元，其中，僅水產(chǎn)品損失就達(dá)31億美元(UNEP,2016)。2015年召開(kāi)的第二屆聯(lián)合國(guó)環(huán)境大會(huì)上，海洋塑料污染被列入與全球氣候變化、臭氧耗竭、海洋酸化并列的重大全球環(huán)境問(wèn)題。

通常將尺寸小于5 mm的塑料碎片或顆粒定義為微塑料(Thompsonet al,2004)。海洋微塑料主要分為初生微塑料和次生微塑料。初生微塑料是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被制備成粒徑小于5 mm的塑料顆粒，如牙膏、潔面乳和空氣清新劑中的塑料微粒等；次生微塑料是指大尺寸的塑料垃圾經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)和微生物作用分裂或降解而成的塑料微粒。微塑料因其持久性和高遷移性，已在全球海洋中普遍存在(Chaeet al,2017)，被形象地稱為“海洋中的PM2.5”。海洋中的微塑料既是海洋污染物，直接對(duì)海洋生物產(chǎn)生毒性效應(yīng)(Barbozaet al,2015; Yinet al,2018; 陳啟晴等,2018)，也是有毒污染物和微生物的傳播載體，間接影響海洋生物(Carberyet al,2018; 何蕾等,2018)。2018 年，《Science》報(bào)道，海洋微塑料吸附的有害物質(zhì)能引起珊瑚礁疾病率的增加，使骨骼侵蝕帶病(Skeletal eroding band disease)增加 24%，白化病上升 17%，黑帶病上升5%(Lambet al,2018)。由此可見(jiàn)，微塑料已成為倍受國(guó)際關(guān)注的新型污染物(Gallowayet al,2016)，其海洋環(huán)境效應(yīng)已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)(Barbozaet al,2015)。

據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)，2014年，漁業(yè)資源為全球 43億人口提供了約 15%的優(yōu)質(zhì)蛋白(FAO,2014)，作為人類獲取優(yōu)質(zhì)蛋白的重要來(lái)源，至 2026年，全球漁業(yè)產(chǎn)量將達(dá)到1.94億t。但迄今，已在全球 233種海洋生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了微塑料(Wilcoxet al,2015)，表明海洋生物已經(jīng)受到了微塑料的污染，不禁引發(fā)人們對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量安全和人體健康的擔(dān)憂。漁業(yè)水域是指適宜水產(chǎn)捕撈、水產(chǎn)增殖的水生經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物繁殖、生長(zhǎng)、索餌和越冬洄游的水域總稱。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外研究成果的歸納和總結(jié)，分析微塑料在海洋漁業(yè)水域的污染現(xiàn)狀，闡述微塑料對(duì)海洋漁業(yè)生物的毒性效應(yīng)及潛在的水產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)未來(lái)的研究前景進(jìn)行展望，以期為準(zhǔn)確評(píng)估微塑料對(duì)海洋漁業(yè)資源和水產(chǎn)品質(zhì)量安全的影響提供科學(xué)依據(jù)。

1 海洋漁業(yè)水域中微塑料的主要來(lái)源

海洋漁業(yè)水域中微塑料的主要來(lái)源有：

(1) 陸源輸入 陸地上的塑料袋、泡沫和纖維等塑料垃圾經(jīng)過(guò)風(fēng)力作用和雨水沖刷，通過(guò)地表徑流進(jìn)入海洋環(huán)境，引起海洋塑料污染。2017年《Nature Communications》期刊報(bào)道，全球每年有115～241萬(wàn)t塑料垃圾從河流進(jìn)入海洋(Lebretonet al,2017)。陸源輸入是海洋漁業(yè)水域微塑料的一個(gè)主要來(lái)源。

(2) 濱海旅游 在人口活動(dòng)密集的海灘等海濱旅游景點(diǎn)，由于沙灘比熱低、升溫快、光氧化速度快，被游客隨意丟棄的塑料包裝袋、礦泉水瓶等塑料垃圾，易破碎形成微塑料進(jìn)入到海洋環(huán)境中。

(3) 船舶運(yùn)輸 海上過(guò)往船舶向海洋丟棄大量的塑料垃圾也是微塑料的一個(gè)重要來(lái)源。據(jù)UNEP (2005)估算，2005年全球船舶運(yùn)輸過(guò)程中輸入到海洋的塑料垃圾達(dá)到500萬(wàn)t。此外，海上航運(yùn)事故也會(huì)導(dǎo)致大量塑料產(chǎn)品進(jìn)入海洋。

(4) 漁業(yè)捕撈 在底棲挖泥和拖網(wǎng)作業(yè)的漁業(yè)捕撈活動(dòng)中，漁繩和漁網(wǎng)會(huì)因磨損、截?cái)喽膿p，從而增加海洋漁業(yè)水域中微塑料的含量。另外，由于這些漁具的長(zhǎng)期使用和維護(hù)力度不足，每年會(huì)有大量塑料漁具被遺棄在海洋中(Macfadyenet al,2009)。Lusher等(2013)發(fā)現(xiàn)，海洋生物體內(nèi)攝入的塑料纖維與常用的漁具結(jié)構(gòu)相似，從而證實(shí)生物體內(nèi)的微塑料污染與當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)有密切關(guān)聯(lián)(Dantaset al,2012; Witteet al,2014; Mathalonet al,2014)。

(5) 養(yǎng)殖設(shè)施 近海網(wǎng)箱和筏式養(yǎng)殖過(guò)程中大量使用漁網(wǎng)、漁繩和浮球等塑料制品，其老化破損都會(huì)造成大量塑料碎片進(jìn)入海洋。Mathalon等(2014)研究發(fā)現(xiàn)，與野生貽貝相比，人工養(yǎng)殖的貽貝體內(nèi)塑料纖維的含量較高。

(6) 大氣沉降 Dris等(2016)對(duì)大氣沉降物質(zhì)組成進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)50%為天然纖維沉降物，21%為經(jīng)過(guò)人工加工的天然纖維，17%為人造塑料纖維(主要為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)，12%為人造混合纖維(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚氨酯的混合纖維以及棉和聚酰胺的混合纖維)。這表明大氣沉降可能是海洋漁業(yè)水域中微塑料的來(lái)源。

2 海洋漁業(yè)水域中微塑料的分布特征

在風(fēng)力和洋流作用下，海洋環(huán)境中的微塑料會(huì)進(jìn)行遠(yuǎn)距離遷移，已廣泛分布在河口、近海、遠(yuǎn)洋、極地和深海等全球各處海域。一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)、表面流和地轉(zhuǎn)環(huán)流可以促進(jìn)大粒徑的微塑料進(jìn)行大范圍擴(kuò)散(Lawet al,2010)。在較小范圍內(nèi)，湍流和潮汐會(huì)導(dǎo)致沉積物中的微塑料再次懸浮(Ballentet al,2012,2013)。

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表1概括了不同漁業(yè)水域內(nèi)微塑料的豐度、粒徑、形狀、顏色和成分：

(1) 從微塑料豐度分析，空間分布非常不均勻。韓國(guó)養(yǎng)殖水域微塑料含量較高，達(dá)到105ind./m3(Songet al,2014)，而葡萄牙海岸海水微塑料含量?jī)H為10-3ind./m3(Friaset al,2014)。

(2) 從微塑料的粒徑分析，不同漁業(yè)水域微塑料的粒徑差異較大。例如，在加拿大溫哥華島西海岸檢測(cè)到的微塑料(558±521 μm)豐度為(1710±1110) ind./m3(Desforgeset al,2014)。在捕撈活動(dòng)密集的漁業(yè)水域，如中國(guó)長(zhǎng)江口和東海海岸，絕大多數(shù)的塑料顆粒以小粒徑的形式存在，0.5～5 mm的微塑料占90%左右(Zhaoet al,2014)，而我國(guó)象山港的微塑料粒徑主要分布在 0.25～2 mm，平均粒徑為(1.54±1.53) mm (Chenet al,2018)。

(3) 從微塑料的形狀分析，主要為纖維狀、碎片、薄膜和球狀，其中，纖維狀微塑料是漁業(yè)水域中最常見(jiàn)的微塑料，這主要是由于捕撈和養(yǎng)殖活動(dòng)中漁繩和漁網(wǎng)的破損，導(dǎo)致纖維狀微塑料所占比例較高。例如，加拿大夏洛特皇后灣水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施高度集中，當(dāng)?shù)乩w維狀微塑料的數(shù)量顯著增加(Desforgeset al,2014)。在捕撈活動(dòng)密集的東北大西洋和東北太平洋，纖維狀塑料占了 70%以上(Lusheret al,2014; Desforgeset al,2014)。但在韓國(guó)南部海岸，微塑料主要以顆粒碎片的形式存在，特別是醇酸樹脂類(船身常用的粘合劑涂料)的油漆顆粒(Songet al,2014)。由此可見(jiàn)，韓國(guó)南部海岸微塑料的主要來(lái)源不是漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，而是船舶運(yùn)輸。

(4) 從微塑料的顏色分析，不同漁業(yè)水域微塑料的顏色組成差異很大，但大多以藍(lán)色、白色、紅色、黑色和透明為主，其中，東北大西洋中藍(lán)色微塑料占37.7%，而該海域海洋生物體內(nèi)攝入最多的微塑料也是藍(lán)色纖維狀(Lusheret al,2014)。

(5) 從微塑料的成分分析，主要以聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等成分為主，是塑料制品中產(chǎn)量最高的一些種類。此外，這些成分的塑料也常用于養(yǎng)殖和捕撈活動(dòng)中，如聚苯乙烯常用來(lái)制作水產(chǎn)養(yǎng)殖中的泡沫浮標(biāo)，聚丙烯、聚乙烯和聚酰胺多用于制成捕撈用的漁繩、漁網(wǎng)和漁線。已有研究表明，我國(guó)象山港作為歷史悠久的海水養(yǎng)殖區(qū)，檢測(cè)到的微塑料成分多以聚苯乙烯為主，約占 38.6%(Chenet al,2018)。

綜上所述，在海洋漁業(yè)水域中，微塑料豐度和粒徑分布差異較大，形狀以纖維狀和顆粒碎片狀為主，顏色主要為藍(lán)色、白色、紅色、黑色和透明色，主要成分為聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯。

3 微塑料對(duì)海洋漁業(yè)生物的毒性效應(yīng)

微塑料廣泛分布于海洋漁業(yè)環(huán)境水域中，由于其粒徑小，極易被漁業(yè)生物攝入(Mooreet al,2001)，進(jìn)而產(chǎn)生一系列毒性效應(yīng)(表2)，主要包括抑制生長(zhǎng)發(fā)育、影響攝食及行為能力、生殖毒性、免疫毒性、遺傳損傷等。

3.1 抑制生長(zhǎng)發(fā)育

微塑料會(huì)抑制海洋漁業(yè)生物的生長(zhǎng)發(fā)育。例如，沉積物中的聚苯乙烯微塑料(40～1300 μm)會(huì)顯著抑制沙蠶(Arenicola marina)的生長(zhǎng)，且抑制程度與微塑料的濃度呈正相關(guān)(Besselinget al,2013)。聚乙烯微塑料會(huì)抑制海膽(Tripneustes gratilla)的攝食與生長(zhǎng)，但不會(huì)對(duì)海膽產(chǎn)生致死效應(yīng)(Kaposiet al,2014)。微塑料被海洋漁業(yè)生物攝入體內(nèi)后會(huì)在消化道中累積并阻塞消化道(Browneet al,2008; Wilcoxet al,2015)，產(chǎn)生飽腹感，導(dǎo)致其攝食能力下降，體內(nèi)能量?jī)?chǔ)備減少(Wrightet al,2013)，從而影響漁業(yè)生物的生長(zhǎng)。Yin等(2018)研究發(fā)現(xiàn)，聚苯乙烯微塑料顯著影響了許氏平鲉(Sebastes schlegelii)的能量?jī)?chǔ)備，降低了生物體的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。Bour等(2018)觀察到暴露在較大塑料顆粒下(125～500 μm)的雙殼貝類，發(fā)現(xiàn)其蛋白質(zhì)和脂質(zhì)含量未發(fā)生變化，但總的能量?jī)?chǔ)備隨著暴露微塑料的含量增加而降低。粒徑為1～50 μm的聚乙烯微塑料會(huì)破壞紫貽貝(Mytilus galloprovincialis)的體內(nèi)平衡，導(dǎo)致紫貽貝能量消耗增加和生長(zhǎng)速率下降(Detreeet al,2018)。

3.2 影響攝食及行為能力

攝入微塑料會(huì)影響漁業(yè)生物的攝食和行為能力。研究表明，聚苯乙烯微塑料(1×106ind./L)會(huì)顯著降低許氏平鲉(S.schlegelii)的攝食和游泳能力，縮小許氏平鲉的活動(dòng)范圍，增強(qiáng)許氏平鲉的集群行為(Yinet al,2018)。聚乙烯微塑料暴露后，虎魚(Pomatoschistus microps)的游泳能力下降(Oliveiraet al,2013)，捕食能力減弱(Ferreiraet al,2016)，并且出現(xiàn)嗜睡的特征(Oliveiraet al,2013)。當(dāng)沙蠶(A.marina)處于高濃度的微塑料暴露中，也會(huì)引發(fā)炎癥反應(yīng)，降低能量?jī)?chǔ)備，并且導(dǎo)致其攝食活動(dòng)受到抑制(Wrightet al,2013)。但也有研究發(fā)現(xiàn)，在微塑料和芘聯(lián)合暴露下，尖吻鱸(Lates calcarifer)幼魚的攝食能力沒(méi)有受到顯著影響，但游泳速度明顯下降(Guvenet al,2018)。

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3.3 生殖毒性

微塑料會(huì)危害海洋生物的生殖健康。在聚苯乙烯微塑料的暴露下，太平洋牡蠣(Crassostrea gigas)排出的卵細(xì)胞數(shù)量顯著降低，精子的運(yùn)動(dòng)水平下降，表明微塑料會(huì)顯著抑制太平洋牡蠣的繁殖能力(Sussarelluet al,2016)。目前，關(guān)于微塑料對(duì)漁業(yè)生物生殖毒性的研究還很少，只有一些對(duì)其他海洋生物的報(bào)道。例如，Ogonowski等(2016)研究表明，微塑料(105ind./ml)會(huì)導(dǎo)致大型溞(Daphnia magna)的死亡率升高，還會(huì)減弱大型溞的繁殖能力。Sussarellu等(2016)將太平洋牡蠣親本暴露在聚苯乙烯微球中，顯示微塑料影響牡蠣親本的能量分配和生殖腺的成熟。Lee等(2013)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚苯乙烯微塑料(0.05 μm)濃度大于 12.5 μg/ml時(shí)，會(huì)導(dǎo)致日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)下一代的死亡；而在 0.5 μm 聚苯乙烯微塑料暴露下，最高濃度組(25 μg/ml)同樣會(huì)導(dǎo)致日本虎斑猛水蚤子代存活率顯著下降。Jeong等(2017)研究發(fā)現(xiàn)，與0.5 μm和6 μm的聚苯乙烯微塑料相比，0.05 μm微?？梢源┻^(guò)海洋橈足類的細(xì)胞膜，引起細(xì)胞損傷和氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致橈足類生長(zhǎng)速率下降和繁殖能力減弱。Cole等(2015)研究表明，20 μm聚苯乙烯微塑料長(zhǎng)期暴露顯著影響了海洋橈足類的能量?jī)?chǔ)備和繁殖能力，不利于種群繁殖的穩(wěn)定性。

3.4 免疫毒性

微塑料在進(jìn)入海洋漁業(yè)生物組織和器官后，會(huì)引發(fā)一系列的免疫反應(yīng)。例如，粒徑為40～150 μm的聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)微塑料會(huì)對(duì)海鯛(Sparus aurata)和海鱸(Dicentrarchus labrax)的白細(xì)胞產(chǎn)生氧化損傷，從而產(chǎn)生免疫毒性，并且 PVC的毒性要大于 PE (Espinosaet al,2018)。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，粒徑為3.0 μm和9.6 μm的微塑料會(huì)從紫貽貝(Mytilus edulis)的內(nèi)臟轉(zhuǎn)移到淋巴系統(tǒng)，但沒(méi)有產(chǎn)生生物效應(yīng)(Browneet al,2008)，而粒徑小于 80 μm 的高密度聚乙烯微塑料可進(jìn)入貽貝的消化系統(tǒng)，導(dǎo)致貽貝血流粒細(xì)胞增多和溶酶體膜不穩(wěn)定，從而引發(fā)機(jī)體免疫系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)(von Mooset al,2012)。在聚乙烯微塑料(1.5×107ind./L)暴露下，會(huì)引起紫貽貝(M.galloprovincialis)氧化應(yīng)激、免疫應(yīng)答以及細(xì)胞凋亡(Detreeet al,2017)。Granby等(2018)研究表明，用微塑料和鹵代污染物投喂海鱸，會(huì)增加鱸魚對(duì)鹵代污染物的富集量，肝臟代謝及基因表達(dá)異常，同時(shí)也引起氧化應(yīng)激和免疫反應(yīng)。還有研究將海膽(Paracentrotus lividus)暴露于氨基修飾聚苯乙烯納米微塑料(10和25 μg/ml)中，引起吞噬細(xì)胞的溶酶體膜的不穩(wěn)定和細(xì)胞凋亡，表明聚苯乙烯納米微塑料對(duì)海膽產(chǎn)生免疫毒性(Marques-Santoset al,2018)。

3.5 遺傳損傷

微塑料會(huì)對(duì)海洋漁業(yè)生物產(chǎn)生遺傳損傷。研究顯示，微塑料吸附多環(huán)芳烴后會(huì)對(duì)紫貽貝(M.galloprovincialis)產(chǎn)生免疫毒性、神經(jīng)毒性以及基因毒性，這會(huì)造成貽貝的遺傳損傷(Avioet al,2015a)。但是，目前有關(guān)微塑料對(duì)海洋漁業(yè)生物遺傳毒性的研究還很少，只有一些對(duì)其他海洋生物的報(bào)道。Besseling等(2014)研究表明，大型溞(D.magna)體型的縮小與納米聚苯乙烯塑料顆粒的暴露有關(guān)，導(dǎo)致其子代數(shù)量減少以及畸形率上升。

4 微塑料對(duì)海洋漁業(yè)生物的致毒機(jī)制

微塑料對(duì)海洋漁業(yè)生物產(chǎn)生毒性效應(yīng)的致毒機(jī)制主要包括攝入微塑料對(duì)漁業(yè)生物的影響、微塑料與其他污染物的復(fù)合效應(yīng)，以及微塑料作為微生物、附生動(dòng)植物載體產(chǎn)生的影響。

4.1 攝入微塑料對(duì)漁業(yè)生物的影響

微塑料廣泛存在于海洋環(huán)境中，由于其粒徑較小，易被漁業(yè)生物誤食。Browne等(2008)使用帶熒光標(biāo)記的聚苯乙烯微塑料球混合微藻投喂紫貽貝(M.edulis)，隨后在貽貝腸道和循環(huán)系統(tǒng)中均發(fā)現(xiàn)了微塑料顆粒，這表明貽貝能夠直接從環(huán)境中攝入微塑料。在近海的漁業(yè)生物體中也發(fā)現(xiàn)了微塑料。Jabeen等(2017)在長(zhǎng)江口、東海以及南海收集了21種海水魚，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，所有海水魚的胃腸道中均含有微塑料，其中纖維狀是最常見(jiàn)的形狀。Ory等(2017)在中國(guó)沿岸17個(gè)站點(diǎn)采集了養(yǎng)殖牡蠣，檢測(cè)發(fā)現(xiàn) 84%的牡蠣中含有微塑料。微塑料被漁業(yè)生物攝食后，可經(jīng)由胃腸道轉(zhuǎn)移至其他組織或器官中，從而對(duì)漁業(yè)生物產(chǎn)生物理性損害。von Moos等(2012)將紫貽貝(M.edulis)暴露于聚乙烯微塑料中，觀察紫貽貝消化腺部位的內(nèi)吞情況，發(fā)現(xiàn)聚乙烯微塑料較易被紫貽貝消化腺的上皮細(xì)胞所攝取，且在細(xì)胞、組織結(jié)構(gòu)上對(duì)貝類生物體造成較大損傷。Avio等(2015b)發(fā)現(xiàn)聚乙烯、聚苯乙烯微塑料(粒徑0.2～0.6 mm)由魚類胃腸道轉(zhuǎn)移至肝臟中。

微塑料的粒徑、表面電荷等性質(zhì)是影響其被生物富集的重要因素(Lusheret al,2017)。一般而言，粒徑越小，進(jìn)入生物體后更容易被吸收。已有研究證實(shí)，50～100 nm的聚苯乙烯塑料微球比 300～3000 nm的微球更容易被派爾集合淋巴結(jié)和腸道絨毛吸收(Janiet al,1992; Florenceet al,2001)。但是，漁業(yè)生物對(duì)攝取食物的粒徑也有一定的選擇性。研究發(fā)現(xiàn)，相比于2 μm的微塑料，太平洋牡蠣更傾向攝食6 μm的聚苯乙烯微球(Sussarelluet al,2016)。所以在研究微塑料的毒性效應(yīng)及致毒機(jī)制時(shí)，應(yīng)考慮把漁業(yè)生物的攝食習(xí)性納入研究的范疇(Mizrajiet al,2017)。

4.2 微塑料與其他污染物的復(fù)合效應(yīng)

在海洋環(huán)境中，微塑料比表面積大，且具有高疏水性，易吸附不同類型的環(huán)境污染物(如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、氯化農(nóng)藥以及重金屬等)。微塑料被海洋漁業(yè)生物攝食后，在一定條件下會(huì)釋放出吸附的污染物。有研究表明，在生物體腸道環(huán)境中微塑料對(duì)污染物的解吸速率比在海水中高出 30多倍(Bakiret al,2014)，從而對(duì)漁業(yè)生物產(chǎn)生更強(qiáng)的毒性效應(yīng)(徐擎擎等,2018)。Avio等(2015a)研究發(fā)現(xiàn)，聚乙烯微塑料與多環(huán)芳烴的復(fù)合污染導(dǎo)致紫貽貝(M.galloprovincialis)對(duì)多環(huán)芳烴的吸收利用率明顯提高。Barboza等(2018)發(fā)現(xiàn)塑料微球改變了汞在鱸魚((D.labrax)腦部和肌肉中的富集量。Rochman等(2013)的研究表明，當(dāng)魚類攝入吸附了有機(jī)污染物的聚乙烯微粒之后，微塑料會(huì)在魚體內(nèi)累積并產(chǎn)生脅迫作用，還會(huì)影響多環(huán)芳烴受體(AhR)基因的表達(dá)。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與僅暴露于熒蒽的貽貝(Mytilusspp.)相比，在同時(shí)暴露于微塑料和熒蒽的貽貝中檢測(cè)到更高的熒蒽濃度，且貽貝的組織病理學(xué)損傷更加顯著，這說(shuō)明微塑料結(jié)合其他污染物后具有明顯的復(fù)合毒性(Paul-Pontet al,2016)。Rochman等(2014)研究發(fā)現(xiàn)，日本青鳉(Oryzias latipes)攝食表面吸附有多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴和多溴二苯醚等污染物的微塑料后，魚體內(nèi)雌激素受體(ERα)、卵黃蛋白原(Vtg I)、卵殼前體蛋白(Chg H)的基因表達(dá)水平發(fā)生改變，表明微塑料與上述有機(jī)污染物的復(fù)合污染影響了日本青鳉的內(nèi)分泌系統(tǒng)功能。微塑料除了與吸附污染物產(chǎn)生復(fù)合毒性外，其自身攜帶的化學(xué)添加劑在海洋環(huán)境中浸出后也會(huì)對(duì)漁業(yè)生物產(chǎn)生毒性。這些添加劑包括增塑劑、阻燃劑、塑化劑和雙酚 A等有毒物質(zhì)。以雙酚 A為例，作為聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等塑料聚合物的添加劑，能引起內(nèi)分泌失調(diào)，并具有一定的胚胎毒性和致畸性。此外，新陳代謝紊亂導(dǎo)致的肥胖和乳腺癌也被認(rèn)為與雙酚A有關(guān)(韓林等,2016)。

目前研究表明，微塑料本身的毒性是相對(duì)較小的，環(huán)境濃度下的微塑料基本不會(huì)對(duì)海洋生物產(chǎn)生毒性效應(yīng)，但微塑料在吸附環(huán)境污染物后，會(huì)顯著增強(qiáng)吸附污染物的毒性效應(yīng)。例如，納米級(jí)微塑料增強(qiáng)了四溴聯(lián)苯醚和三氯生對(duì)海洋輪蟲(Brachionus koreanus)的毒性效應(yīng)(Jeongetal,2018)，因此，微塑料與其他污染物對(duì)海洋漁業(yè)生物的復(fù)合效應(yīng)須引起高度重視。海洋環(huán)境中微塑料與污染物的復(fù)合效應(yīng)對(duì)海洋生物的毒性作用更加復(fù)雜，需要全面了解微塑料對(duì)污染物的吸附、解吸、釋放和運(yùn)輸過(guò)程，相關(guān)的致毒機(jī)制及影響因素亟待進(jìn)一步研究，以便更加準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)微塑料的漁業(yè)環(huán)境效應(yīng)。

4.3 微塑料作為微生物、附生動(dòng)植物的載體作用

微塑料在進(jìn)入海洋環(huán)境后，容易吸附排泄物、有機(jī)物和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽，進(jìn)而吸引微生物和浮游動(dòng)植物附著其表面上。在北太平洋環(huán)流區(qū)的一項(xiàng)研究表明，微塑料表面聚集的微生物主要包括芽孢桿菌、球狀菌和羽狀硅藻等(Carsonet al,2013)。同時(shí)，Oberbeckmann等(2014)發(fā)現(xiàn)，收集自英國(guó)北海的塑料顆粒表面附著了擬桿菌門(Bacteroidetes)、變形菌門(Proteobacteria)和藍(lán)細(xì)菌門(Cyanobacteria)的細(xì)菌。Jiang等(2018)采用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)中國(guó)長(zhǎng)江口潮間帶微塑料樣品上的細(xì)菌群落進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要細(xì)菌為 α-變形菌(Alphaproteobacteria)、γ-變形菌(Gammaproteobacteria)、黃桿菌綱(Flavobacteriia)、酸桿菌門(Acidobacteria)以及藍(lán)細(xì)菌門(Cyanobacteria)。還有研究在北海、波羅的海和北大西洋的微塑料表面檢測(cè)出致病弧菌(Vibriospp.) (Zettleret al,2013; Kirsteinet al,2016)。隨著微塑料的不斷遷移，可能促使附著在其表面的致病菌迅速擴(kuò)散，導(dǎo)致大面積感染事件，甚至危害人體健康。另外，微塑料也能夠?yàn)楦∮紊锾峁┓€(wěn)定的棲息生境，使其獲得豐富的營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)而吸引較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)漁業(yè)生物對(duì)微塑料的攝食，同時(shí)可能會(huì)加劇攝食后引起的毒性效應(yīng)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在地中海西北部海岸的微塑料上，附著了底棲硅藻、小型甲藻以及有害甲藻(Masóet al,2003)。一旦這些微塑料遷移到適宜有害甲藻生長(zhǎng)的海域，可能會(huì)急劇繁殖擴(kuò)散，釋放大量毒素，影響水產(chǎn)品質(zhì)量安全，最終對(duì)人類健康產(chǎn)生潛在危害。

雖然微塑料對(duì)微生物和浮游動(dòng)植物的載體作用，至今尚未開(kāi)展系統(tǒng)深入的研究，很多結(jié)論未能獲得有效的數(shù)據(jù)支持，但微塑料表面黏附的致病菌和有毒藻類，隨著微塑料的遷移，很可能引發(fā)海洋生態(tài)災(zāi)難，其潛在影響應(yīng)引起高度重視。今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)海洋微塑料附著生物種類和豐度的研究，并積極探討可能帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)效應(yīng)。

5 微塑料在食物鏈中的傳遞作用

由于尺寸小、難降解，微塑料易被海洋生物攝入，并且蓄積在體內(nèi)。目前，已在原生生物、橈足類、環(huán)節(jié)動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、刺細(xì)胞動(dòng)物、端足類、十足類、等足類、軟體動(dòng)物和魚類等大量海洋生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了微塑料(Christakiet al,1998; Thompsonet al,2004; Besselinget al,2013; Coleet al,2013; Tanakaet al,2013; Ugoliniet al,2013; Hameret al,2014; Kaposiet al,2014; Wattset al,2014; Avioet al,2015b; Hallet al,2015; Nobreet al,2015; Pedaet al,2016)。更令人擔(dān)憂的是，微塑料還會(huì)沿著食物鏈，從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物傳遞至高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物(圖1)。據(jù)Farrell等(2013)報(bào)道，用體內(nèi)蓄積有0.5 μm聚苯乙烯塑料微球的紫貽貝飼喂 青蟹(Carcinus maenas)后，微塑料顆粒隨之出現(xiàn)在青蟹的胃、肝臟和血淋巴等組織器官中，并檢測(cè)到血淋巴中的微塑料含量最高。Cedervall等(2012)發(fā)現(xiàn)，聚苯乙烯納米顆粒會(huì)沿著柵藻(Scenedesmussp.)-大型溞(Daphnia magna)-鯽魚(Carassius carassius)三級(jí)食物鏈傳遞，最終蓄積在鯽魚體內(nèi)。與對(duì)照組相比，通過(guò)食物鏈富集微塑料后，鯽魚的群集行為、生理狀態(tài)和脂質(zhì)代謝強(qiáng)度均發(fā)生顯著改變(Mattssonet al,2015)。但也有研究發(fā)現(xiàn)，微塑料可以從豐年蝦傳遞至斑馬魚體內(nèi)，但并沒(méi)有在斑馬魚體內(nèi)蓄積，可能是由于微塑料以糞便的形式被斑馬魚排出體外(Batelet al,2016)。此外，在食物鏈傳遞過(guò)程中，微塑料攜帶的有毒污染物以及病原微生物可能會(huì)一同轉(zhuǎn)移至高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，并在高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)擴(kuò)散，最終危害海洋生態(tài)系統(tǒng)乃至人類健康。

圖1 海洋中微塑料的環(huán)境行為及其在海洋食物網(wǎng)中的傳遞(修改自劉強(qiáng)等,2017)Fig.1 Environmental behavior of microplastics in the ocean and their transfer in marine food web (revised from Liu et al,2017)

6 微塑料對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量安全的潛在影響

水產(chǎn)品是人類獲取優(yōu)質(zhì)蛋白的重要來(lái)源。目前，微塑料在魚類、貝類、蝦類和蟹類等漁業(yè)生物體內(nèi)均 有檢出(Kaposiet al,2014; van Cauwenbergheet al,2014; Liboironet al,2016)，表明漁業(yè)生物已經(jīng)受到微塑料的污染，引起人們對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量安全的關(guān)注。微塑料對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量安全的潛在影響主要包括三個(gè)方面：

(1) 微塑料本身對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量安全的影響。目前，食用貽貝、牡蠣等貝類體內(nèi)均有大量微塑料存在(Liet al,2018; Renziet al,2018)，是人類從海產(chǎn)品中攝入微塑料的主要來(lái)源。與食用魚類不同，人類食用貝類時(shí)通常不會(huì)去除內(nèi)臟，這種飲食習(xí)慣會(huì)大大增加人類對(duì)微塑料的攝入量(Wallaceet al,2016)。據(jù)估算，人類每食用225 g貽貝組織，同時(shí)會(huì)攝入約900個(gè)微塑料(Liet al,2015)，每人每年因食用貝類而攝入微塑料的數(shù)量可達(dá) 11000 個(gè)(van Cauwenbergheet al,2014)，進(jìn)而推測(cè)食用被微塑料污染的海產(chǎn)品可能會(huì)危害人體健康。但與日常生活中進(jìn)入體內(nèi)的微塑料數(shù)量相比，通過(guò)食用貽貝攝入微塑料的數(shù)量相對(duì)較少(Catarinoet al,2018)。

(2) 微塑料釋放添加劑及攜帶有毒污染物的風(fēng)險(xiǎn)。已有研究發(fā)現(xiàn)，微塑料中污染物的暴露劑量很小，通過(guò)飲食攝入微塑料而接觸的PAHs占0.02%～0.1%，PCBs占0.007%～0.03%，DDT占0.0000002%～0.004%，而添加劑的暴露劑量更少，BPA占 0.000005%～ 0.00002%，PBDEs占 0.0007%～0.003% (Lusheret al,2017)，這表明微塑料釋放添加劑及攜帶有毒污染物對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量安全影響的風(fēng)險(xiǎn)較小。

(3) 微塑料攜帶病原微生物的風(fēng)險(xiǎn)。被微塑料污染的水產(chǎn)品，可能會(huì)攜帶病原生物(如海洋弧菌等)，當(dāng)處理和食用這些水產(chǎn)品時(shí)，就可能會(huì)引起人體感染發(fā)病。目前尚無(wú)相關(guān)研究報(bào)道證實(shí)這一推測(cè)，但仍然需要引起人們對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量安全的高度重視。

7 結(jié)語(yǔ)與展望

微塑料作為一種新型的海洋污染物，受到國(guó)內(nèi)外的高度關(guān)注。當(dāng)前研究表明，微塑料被海洋漁業(yè)生物攝入后，會(huì)抑制其生長(zhǎng)發(fā)育、攝食及行為能力，并引起生殖毒性、免疫毒性、遺傳損傷等毒性效應(yīng)。此外，微塑料沿著海洋食物鏈傳遞，可能會(huì)增加其在高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的富集量，產(chǎn)生生物放大作用，最終影響海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。盡管已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)予以佐證，但目前所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還未能有力證實(shí)微塑料會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生負(fù)面影響。從研究現(xiàn)狀來(lái)看，未來(lái)還存在諸多問(wèn)題需要解決：

(1) 海洋漁業(yè)水域微塑料的源解析。采集常見(jiàn)的生活或者工業(yè)塑料樣品，分析其密度、化學(xué)添加劑和成分等穩(wěn)定的關(guān)鍵性參數(shù)；構(gòu)建不同生產(chǎn)、使用和排放途徑的塑料指紋信息庫(kù)；通過(guò)比對(duì)海水樣品與可能來(lái)源的塑料樣品化學(xué)特征庫(kù)，最后結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)和貝葉斯分析方法，識(shí)別不同海洋漁業(yè)水域中微塑料污染的主要來(lái)源，為我國(guó)海洋漁業(yè)水域微塑料污染的監(jiān)管提供技術(shù)支持。

(2) 微塑料的復(fù)合毒性效應(yīng)和載體作用研究。微塑料與環(huán)境污染物的復(fù)合毒性可能已經(jīng)超過(guò)微塑料自身的物理?yè)p傷，需要加強(qiáng)微塑料對(duì)環(huán)境污染物吸附/解吸過(guò)程的研究，揭示其聯(lián)合致毒機(jī)制。此外，微塑料作為病原微生物的載體傳播病害，其對(duì)海洋漁業(yè)資源的潛在風(fēng)險(xiǎn)尚未進(jìn)行深入研究，今后應(yīng)推進(jìn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。

(3) 微塑料的海洋生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。目前，在有關(guān)微塑料毒性效應(yīng)的研究中，多采用微塑料標(biāo)準(zhǔn)品為研究對(duì)象，且實(shí)驗(yàn)中的暴露劑量遠(yuǎn)高于環(huán)境濃度，還存在暴露時(shí)間短、無(wú)法滿足長(zhǎng)期暴露研究需求的局限，這些不足導(dǎo)致了目前的研究工作并不能真實(shí)、準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中微塑料的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)環(huán)境特征微塑料在環(huán)境濃度下對(duì)海洋生物長(zhǎng)期暴露的毒性效應(yīng)研究。