田莉莉, 文少白, 馬旖旎, 季 榮

1.南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院, 江蘇 南京 210023

2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所, 江蘇 南京 210014

3.海南醫(yī)學(xué)院熱帶醫(yī)學(xué)與檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院, 海南 ?？?571199

微塑料(小于5 mm)作為環(huán)境中一種無(wú)處不在的污染物引起國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，2015年的聯(lián)合國(guó)環(huán)境大會(huì)上，已經(jīng)將海洋微塑料污染列為與全球氣候變化、臭氧耗竭等并列的重大環(huán)境問(wèn)題[1-3]. 近年來(lái)，微塑料在多種環(huán)境介質(zhì)中被檢出[4]，如表層海水[5]、近海河口海岸[6]、沉積物[7-8]和海洋生物[9-10]等. 微塑料可能通過(guò)物理毒害、化學(xué)毒性或載體作用等多種方式危害生態(tài)系統(tǒng)健康[11]. 海洋微塑料的生物效應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的PVC(聚氯乙烯，polyvinyl chloride)微塑料會(huì)影響海洋浮游藻類(lèi)的光合作用[12]，PS(聚苯乙烯，polystyrene)微塑料會(huì)影響多種浮游動(dòng)物和太平洋牡蠣的攝食效率[13-14]. 微塑料還會(huì)影響蚤狀鉤蝦的生長(zhǎng)[15]，造成藍(lán)貽貝細(xì)胞和組織產(chǎn)生一定的損傷[16]，影響牡蠣的能量分配和繁殖[17]，影響斑馬魚(yú)肝臟的脂質(zhì)和能量代謝[18]等. 微塑料對(duì)海洋生物產(chǎn)生毒性的原因與其進(jìn)入生物體以及在體內(nèi)如何分布有一定相關(guān)性，因此全面地了解海洋生物對(duì)微塑料的攝入和排出過(guò)程對(duì)其毒性評(píng)估具有重要意義.

一般大尺寸塑料在水環(huán)境中的存在狀態(tài)與其密度和形狀直接相關(guān)，但是當(dāng)塑料顆粒達(dá)到微米尺度時(shí)，由于自身性質(zhì)和環(huán)境因素的影響，微塑料的存在狀態(tài)會(huì)發(fā)生不同變化，如團(tuán)聚、降解、遷移、沉降等行為. 環(huán)境中微塑料發(fā)生降解的關(guān)鍵因素是太陽(yáng)光中紫外線(xiàn)的照射[19]，微塑料表面接觸到光的面積和能量會(huì)對(duì)其光降解產(chǎn)生一定影響[20]. 微塑料在環(huán)境中自身團(tuán)聚或與環(huán)境中其他顆粒物發(fā)生異質(zhì)團(tuán)聚的行為造成微塑料發(fā)生沉降[21]，微塑料被微生物附著后表面形成生物膜，導(dǎo)致自身浮力發(fā)生改變，使漂浮在水面或者懸浮在水中的微塑料向更深水層縱向遷移[22]，微塑料被海洋生物攝食后可能在體內(nèi)停留或隨著糞便排出體外[10,13,23]，微塑料的環(huán)境行為受到其賦存狀態(tài)的影響，但目前海洋生物攝入和排出的過(guò)程對(duì)微塑料在環(huán)境中賦存狀態(tài)的影響尚不清楚.

已有研究報(bào)道了海洋魚(yú)體中微塑料的檢出[24-25]，但目前海洋魚(yú)類(lèi)對(duì)微塑料的攝入和排出的定量研究仍比較缺乏. 熒光標(biāo)記法是實(shí)驗(yàn)室研究微塑料最常用的方法，熒光顯微鏡可以直接觀察微塑料在生物體內(nèi)的分布，如Pitt等[26]研究了斑馬魚(yú)對(duì)微塑料的攝食及其在斑馬魚(yú)體內(nèi)的分布；Lee等[27]研究了斑馬魚(yú)胚胎對(duì)微塑料的富集；Cong等[28]通過(guò)熒光顯微鏡下計(jì)數(shù)研究了海水青鳉(marine medaka,Oryziasmelastigma)對(duì)微塑料的富集，并對(duì)顆粒濃度進(jìn)行了分析. 當(dāng)微塑料粒徑較小時(shí)，在顯微鏡下無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，以顆粒濃度定量就不再適用. 熒光分光光度計(jì)可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量濃度的檢測(cè)，將生物組織消解處理后通過(guò)熒光信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)生物體內(nèi)的微塑料進(jìn)行定量[29]，然而熒光標(biāo)記的檢測(cè)限較高，當(dāng)生物基質(zhì)中存在熒光信號(hào)時(shí)研究結(jié)果會(huì)受到一定的影響. 因此，當(dāng)微塑料含量較低或粒徑較小時(shí)需要檢測(cè)靈敏且易于排除背景干擾的方法. C-14同位素示蹤技術(shù)具有靈敏度高、定量準(zhǔn)確、檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)，在獲得C-14標(biāo)記微塑料的基礎(chǔ)上可以用來(lái)定量研究微塑料在生物體內(nèi)的富集與分布[30].

為了研究海洋中微塑料與海洋生物的相互影響，定量海洋生物對(duì)微塑料的攝入和排出，該研究以熒光法和C-14同位素法為基礎(chǔ)，研究海洋生物對(duì)微塑料的攝食過(guò)程. 海水青鳉是一種具有個(gè)體小、世代周期短、產(chǎn)卵率高等特點(diǎn)的海洋模式生物，被廣泛應(yīng)用于海洋魚(yú)類(lèi)的毒性效應(yīng)研究中[31]. 因此以海水青鳉為受試生物，選取熒光標(biāo)記的PS微塑料和C-14標(biāo)記的PS微塑料，使用不同方式定量研究微塑料在海水青鳉不同成長(zhǎng)階段的攝入情況，觀察并定量研究微塑料在海水青鳉不同部位的分布特征，同時(shí)研究海水青鳉攝食行為對(duì)微塑料狀態(tài)的影響，以期全面地了解海洋中微塑料與生物的相互作用，為海洋微塑料的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供理論支撐.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

氯化鈉(NaCl)、十二烷基磺酸鈉(SDS)和乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)均購(gòu)自南京化學(xué)試劑股份有限公司；Tris-HCl(1 mol/L，南京建成生物工程研究所)；蛋白酶K(>30 U/mg，上海麥克林生化有限公司)；天然海鹽購(gòu)自天津中鹽技術(shù)研究所；閃爍液購(gòu)自英國(guó)Meridian生物科技有限公司；熒光PS微塑料(粒徑0.5 μm)購(gòu)自美國(guó)Thermo Fisher公司；C-14標(biāo)記的PS微塑料(粒徑為0.3～0.5 μm，放射性比活度為 2 300 Bq/mg)為筆者所在課題組實(shí)驗(yàn)室合成[20].

1.2海水青鳉培養(yǎng)

海水青鳉種源來(lái)自國(guó)家海洋監(jiān)測(cè)中心，在筆者所在課題組實(shí)驗(yàn)室馴化培養(yǎng)3年以上，試驗(yàn)所用海水青鳉為繁殖三代后獲得，仔魚(yú)為1月齡，體長(zhǎng)為(0.88±0.18) cm，成魚(yú)為3月齡，體長(zhǎng)為(1.9±0.2) cm. 試驗(yàn)前海水青鳉喂養(yǎng)于循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)(Z-A-S4，上海海圣生物實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)，所用海水為天然海鹽和純水配制而成的人工海水，海水鹽度為30‰，pH為8.2～8.4，培養(yǎng)溫度為26～28 ℃，光照周期為光照14 h、黑暗10 h. 培養(yǎng)期間，仔魚(yú)每日早晚各喂魚(yú)食一次，成魚(yú)每日早晚各喂食孵化24 h鹵蟲(chóng)幼體一次，中午均喂魚(yú)食一次. 喂食結(jié)束后，及時(shí)清理殘留魚(yú)食及糞便以免污染水質(zhì).

1.3 海水青鳉攝入微塑料的定量研究

1.3.1熒光標(biāo)記法

試驗(yàn)開(kāi)始前將海水青鳉從養(yǎng)殖系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至燒杯，不喂食情況下清腸48 h. 添加熒光PS微塑料到400 mL人工海水中，為了更好地進(jìn)行攝食機(jī)制探究，該試驗(yàn)將PS微塑料濃度設(shè)置為50 mg/L，超聲分散均勻. 分別設(shè)置攝食組和分布組，每組燒杯中加入4條海水青鳉成魚(yú)，試驗(yàn)在光照培養(yǎng)箱(GZX-300BS-Ⅲ，上海新苗實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)中進(jìn)行，溫度設(shè)定為27 ℃，光照周期為光照14 h、黑暗10 h. 攝食組于培養(yǎng)24 h后取樣，成魚(yú)整體稱(chēng)重后消解，測(cè)定攝入總量；分布組于培養(yǎng)24 h后取一半成魚(yú)解剖測(cè)定，另一半成魚(yú)放入干凈海水中進(jìn)行排出試驗(yàn)，在排出72 h后取樣測(cè)定，解剖分離魚(yú)鰓、腸道和魚(yú)體三部分，先通過(guò)熒光倒置顯微鏡(Eclipse Ti-S，尼康儀器上海有限公司)觀察各部分熒光信號(hào)，觀察結(jié)束后再分別消解測(cè)定不同部分熒光信號(hào)強(qiáng)度，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算PS微塑料含量.

1.3.2C-14同位素法

由于仔魚(yú)帶有熒光背景，會(huì)對(duì)信號(hào)檢測(cè)造成干擾，因此試驗(yàn)又采用C-14標(biāo)記PS微塑料開(kāi)展. 選取大小一致的仔魚(yú)，清腸48 h后待用. 設(shè)置低濃度組(5 mg/L)和高濃度組(50 mg/L)，均添加C-14標(biāo)記PS微塑料(分別為1.2、12 mg)于240 mL海水中，超聲分散30 min. 每個(gè)處理組中均加入仔魚(yú)12條，分別在24、48和72 h取樣測(cè)定. 試驗(yàn)是在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行，溫度27 ℃，光照周期為光照14 h、黑暗10 h. 取樣時(shí)用一次性吸管隨機(jī)將仔魚(yú)吸出，轉(zhuǎn)移至干凈海水中，清洗體表可能的殘留，清洗3次后，將仔魚(yú)放入閃爍管中稱(chēng)重，消解并測(cè)定其放射性量.

1.3.3生物體消解方法

試驗(yàn)采用蛋白酶消解法，參照J(rèn)iang等[32]研究方法并進(jìn)行一定改進(jìn)，試驗(yàn)證明酶解過(guò)程對(duì)生物體內(nèi)熒光微塑料的信號(hào)無(wú)影響. 配置混合消解液的步驟：計(jì)算配制1 L消解液所需各物質(zhì)的量，稱(chēng)取相應(yīng)固體物質(zhì)加入到1 L容量瓶，再加入1 mol/L Tris-HCl 250 mL，并加水定容至1 L，超聲20 min使物質(zhì)充分溶解，即得混合消解液，其具體成分如表1所示.

表1 混合消解液成分表

成魚(yú)解剖后的不同組織分裝入離心管，魚(yú)鰓和腸道加入1 mL混合消解液，剩余魚(yú)體部分加入5 mL混合消解液，仔魚(yú)直接放入離心管，加入1 mL混合消解液，然后將離心管放在50 ℃恒溫水浴鍋中加熱15 min，再加入蛋白酶K(0.5～3)mg，升溫至60 ℃，繼續(xù)消解24 h. 消解結(jié)束后，取200 μL組織消解液加入到96孔板中，以不含生物組織的消解液作為空白，熒光酶標(biāo)儀(Synergy H4, 美國(guó)Biotek有限公司)測(cè)定不同樣品中的熒光信號(hào)強(qiáng)度.

1.4 微塑料的賦存形態(tài)

為了觀察微塑料被生物攝食后在環(huán)境中賦存形態(tài)的改變，選取熒光PS微塑料喂食海水青鳉成魚(yú)，并記錄攝食過(guò)程. PS微塑料試驗(yàn)濃度為50 mg/L，超聲20 min至PS微塑料在水中完全分散，加入4條成魚(yú)，培養(yǎng)過(guò)程中不喂食. 培養(yǎng)24 h，培養(yǎng)期間觀察并拍照記錄，培養(yǎng)結(jié)束后，取魚(yú)的糞便通過(guò)熒光倒置顯微鏡觀察，另取少量糞便低溫烘干，固定于導(dǎo)電膠后噴金45 s，通過(guò)掃描電子顯微鏡(Quanta 250 FEG，美國(guó)FEI有限公司)觀察PS微塑料的形貌變化，工作電壓設(shè)定為10 kV，燈絲電流為171 μA.

1.5 檢測(cè)方法

C-14放射性量檢測(cè)：使用液體閃爍計(jì)數(shù)儀LSC(LS6500，美國(guó)Beckman有限公司)測(cè)定樣品中放射性含量. 液體樣品1 mL與3 mL閃爍液充分混合后測(cè)定；生物樣品需經(jīng)過(guò)消解后，將消解液與閃爍液以體積比為1∶3的比例混合均勻后測(cè)定.

熒光含量檢測(cè)：首先配制濃度為 1 000 mg/L的熒光PS微塑料儲(chǔ)備液，超聲分散30 min，梯度稀釋到濃度分別為2、5、10、20、100 mg/L，取200 μL加入到96孔板中，每個(gè)濃度5個(gè)平行，以純水作為空白，使用熒光酶標(biāo)儀測(cè)定不同濃度熒光微塑料的熒光信號(hào)強(qiáng)度，所得熒光強(qiáng)度扣除背景信號(hào)后，根據(jù)PS濃度和熒光信號(hào)強(qiáng)度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn). 樣品中熒光微塑料的信號(hào)扣除背景信號(hào)后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)即可計(jì)算得到生物體內(nèi)不同組織中微塑料的含量.

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)形式表示，不同數(shù)據(jù)之間顯著性差異分析通過(guò)SPSS 18.0軟件進(jìn)行One-way ANOVA分析，P<0.05即視為具有顯著性差異，且采用GraphPad Prism 5軟件繪圖.

2 結(jié)果與討論

2.1 海水青鳉攝入微塑料的定量研究

根據(jù)熒光PS微塑料的熒光信號(hào)強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)(見(jiàn)圖1)，R2為0.999，線(xiàn)性較好. 測(cè)定消解液的熒光信號(hào)后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)定量消解液中的微塑料含量，結(jié)果如圖2所示. 由圖2可見(jiàn)，當(dāng)PS微塑料濃度為50 mg/L時(shí)，海水青鳉成魚(yú)在24 h 內(nèi)攝食PS微塑料含量為(246.8±38.1)mg/g(以魚(yú)濕質(zhì)量計(jì))，顯著(P<0.05)高于同樣暴露時(shí)間的仔魚(yú)攝食量〔(4.32±0.77)mg/g，以魚(yú)濕質(zhì)量計(jì)〕. 這表明海水青鳉成魚(yú)具有更高的微塑料攝食能力.

圖1 PS微塑料濃度與熒光強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

注： 不同字母表示數(shù)據(jù)之間具有顯著性差異(P<0.05).

從海水青鳉仔魚(yú)攝食動(dòng)力學(xué)結(jié)果(見(jiàn)圖3)可以看出，在不同濃度處理組中仔魚(yú)都攝食了一定量C-14標(biāo)記PS微塑料，均是24 h攝入量較高，其中5 mg/L處理組PS微塑料最高含量為(1.49±1.18)mg/g(以魚(yú)濕質(zhì)量計(jì)). 隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加，PS微塑料含量先降后升，說(shuō)明青鳉仔魚(yú)對(duì)PS微塑料的攝食是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程. 這與Cong等[28]研究結(jié)論一致，其通過(guò)熒光顯微鏡的觀察發(fā)現(xiàn)青鳉仔魚(yú)24 h攝食PS微塑料(10 μm)含量最高，但并未對(duì)攝入量進(jìn)行定量. 由于目前常用的微塑料定量方法是在熒光顯微鏡下觀察計(jì)數(shù)微塑料的顆粒數(shù)，但對(duì)于粒徑較小的微塑料，在樣品處理過(guò)程中可能會(huì)造成信號(hào)泄露或顯微鏡下計(jì)數(shù)困難[32]，因此小粒徑微塑料的定量數(shù)據(jù)目前報(bào)道較少. 該研究采用較為溫和的酶消解方式處理生物樣品，避免了因熒光信號(hào)泄漏對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，通過(guò)制備得到C-14標(biāo)記PS微塑料，利用C-14信號(hào)實(shí)現(xiàn)小粒徑微塑料在低濃度下的質(zhì)量濃度檢測(cè)，以該實(shí)驗(yàn)室制備所得C-14標(biāo)記PS微塑料的最大比活度(8.0×104Bq/mg)來(lái)計(jì)算，最低檢測(cè)限可達(dá)2.5 μg/L，若能夠使用更高放射性比活度的C-14標(biāo)記微塑料，可進(jìn)一步降低檢測(cè)限. 由此說(shuō)明C-14同位素法是檢測(cè)低濃度小粒徑微塑料的有效方法.

注： 不同小寫(xiě)字母或大寫(xiě)字母表示數(shù)據(jù)之間具有顯著性差異(P<0.05).

2.2 熒光標(biāo)記法示蹤微塑料在海水青鳉體內(nèi)的分布特征

Al-Sid-Cheikh等[30]采用C-14標(biāo)記的納米級(jí)PS微塑料在扇貝(Pectenmaximus)體內(nèi)的攝入、分布和排出情況，結(jié)果表明試驗(yàn)所用的PS微塑料(24和250 nm)可以被扇貝快速攝入，粒徑越小攝入越多，而排出14 d后，粒徑較小的PS微塑料(24 nm)已經(jīng)檢測(cè)不到，但是粒徑較大的PS微塑料(250 nm)排出28 d后仍有檢出，說(shuō)明粒徑會(huì)影響微塑料的攝入和排出. 因此，小粒徑微塑料在海洋魚(yú)類(lèi)中的攝入和排出仍值得關(guān)注.

海水青鳉成魚(yú)攝食PS微塑料24 h后，解剖分離魚(yú)鰓、腸道和魚(yú)體部分，熒光顯微鏡觀察結(jié)果(見(jiàn)圖4)顯示，海水青鳉攝食的PS微塑料魚(yú)鰓中有少量檢出〔見(jiàn)圖4(a)〕，腸道內(nèi)有大量檢出〔見(jiàn)圖4(b)〕，魚(yú)體表皮〔見(jiàn)圖4(c)〕未觀察到明顯熒光信號(hào)，這說(shuō)明魚(yú)體表皮對(duì)PS微塑料吸附作用可能較小. 這與已有研究[18,23,28]中發(fā)現(xiàn)消化道是魚(yú)富集微塑料的主要部位一致. Cong等[28]研究中將海水青鳉暴露于10 μm PS微塑料，發(fā)現(xiàn)腸道中富集PS微塑料最多，但并未在其他部分檢測(cè)到PS微塑料的存在. 該研究在魚(yú)鰓中也檢測(cè)到了PS微塑料，這可能與該研究中所用PS微塑料的粒徑(0.5 μm)較小有關(guān)，PS微塑料可能隨著魚(yú)的呼吸進(jìn)入魚(yú)鰓，并被魚(yú)鰓截留. Lu等[18]研究中同樣發(fā)現(xiàn)，5 μm PS微塑料可以進(jìn)入斑馬魚(yú)的魚(yú)鰓. 排出72 h后，通過(guò)熒光顯微鏡觀察腸道、魚(yú)鰓和魚(yú)體部分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，魚(yú)鰓〔見(jiàn)圖4(d)〕中PS微塑料已經(jīng)完全排出，腸道〔見(jiàn)圖4(e)〕中微塑料仍有部分停留在腸道末端，這可能是由于排出階段未喂食，造成微塑料在腸道內(nèi)的滯留. Cong等[28]研究中也有類(lèi)似發(fā)現(xiàn)，在不喂食情況下，微塑料排出緩慢，喂食會(huì)加速微塑料的排出.

圖4 熒光顯微鏡下觀察海水青鳉攝入和排出后PS微塑料在魚(yú)鰓、腸道和魚(yú)體中的分布情況

將顯微鏡觀察后的海水青鳉不同組織進(jìn)行消解并定量檢測(cè)，根據(jù)2.1節(jié)中的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)進(jìn)行定量，結(jié)果(見(jiàn)圖5)發(fā)現(xiàn)，攝食24 h后，PS微塑料在海水青鳉腸道內(nèi)含量為(246.6±38.1)mg/g(以魚(yú)濕質(zhì)量計(jì))，占總攝入量的99.9%，而魚(yú)鰓(占0.07%)和體表(占0.03%)含量較少. 經(jīng)過(guò)72 h排出后，腸道內(nèi)剩余PS微塑料的含量為(1.29±0.52)mg/g. 表明PS微塑料主要通過(guò)攝食活動(dòng)進(jìn)入魚(yú)體，并在腸道內(nèi)大量富集，隨后PS微塑料隨糞便緩慢排出，但被海水青鳉成魚(yú)排出之后的PS微塑料是否會(huì)重新懸浮到水中或重新進(jìn)入生物體有待開(kāi)展更深入的研究.

注： 不同小寫(xiě)字母或大寫(xiě)字母表示數(shù)據(jù)之間具有顯著性差異(P<0.05).

2.3 海水青鳉攝食對(duì)微塑料賦存形態(tài)的影響

生物攝食活動(dòng)對(duì)微塑料環(huán)境行為的影響目前研究較少，該研究結(jié)果(見(jiàn)圖6)發(fā)現(xiàn)，初始加入時(shí)PS微塑料顆粒在海水中呈分散狀態(tài)〔見(jiàn)圖6(a)〕，但經(jīng)過(guò)海水青鳉攝食，大部分PS微塑料變成糞便沉到水底〔見(jiàn)圖6(b)〕，說(shuō)明生物攝食會(huì)改變PS微塑料在海水環(huán)境中的存在狀態(tài). 選取一粒糞便通過(guò)熒光顯微鏡觀察，結(jié)果〔見(jiàn)圖6(c)〕發(fā)現(xiàn)糞便中有較強(qiáng)熒光信號(hào)，通過(guò)掃描電鏡放大觀察糞便內(nèi)部，結(jié)果〔見(jiàn)圖6(d)〕顯示，PS微塑料以顆粒形式匯聚在糞便中，形貌無(wú)顯著變化，表明海水青鳉攝食可以改變PS微塑料的存在狀態(tài)但對(duì)其形貌無(wú)顯著影響. 由于密度的差異，微塑料在環(huán)境中存在狀態(tài)不同，密度較輕的微塑料一般會(huì)漂浮在水面或懸浮于水中，而經(jīng)過(guò)生物攝食后會(huì)使漂浮的微塑料團(tuán)聚而變重，發(fā)生沉降. Katija等[33]研究也發(fā)現(xiàn)巨型海鞘能夠通過(guò)攝食微塑料將其轉(zhuǎn)化為糞便包裹物，加速了微塑料從海水表層向深層的轉(zhuǎn)移，因此海洋微塑料的監(jiān)測(cè)應(yīng)該考慮對(duì)不同水層深度的采樣，以免造成微塑料含量的低估. 有研究發(fā)現(xiàn)PE(聚乙烯，polyethylene)微塑料經(jīng)過(guò)南極蝦消化系統(tǒng)后可以破碎產(chǎn)生納米塑料[34]，說(shuō)明生物攝食行為可能增加環(huán)境中產(chǎn)生納米塑料的風(fēng)險(xiǎn). 海水青鳉不斷攝食其周?chē)h(huán)境中懸浮態(tài)微塑料，將其轉(zhuǎn)化為糞便排出體外，但不會(huì)再次攝食以糞便形式存在的微塑料，因此海水青鳉的攝食是一種將懸浮分散的微塑料不斷轉(zhuǎn)化為團(tuán)聚沉降的過(guò)程，這可能會(huì)影響微塑料的生物可利用性，但是否增加腐食性生物或底棲生物的暴露風(fēng)險(xiǎn)值得進(jìn)一步探究.

圖6 微塑料在海水青鳉成魚(yú)攝食前后的狀態(tài)以及糞便的熒光信號(hào)表征和掃描電鏡形貌表征

3 結(jié)論

a) 該研究針對(duì)生物體內(nèi)小粒徑微塑料定量示蹤的技術(shù)難題，提出熒光法和C-14同位素法，并對(duì)比了兩種方法在檢測(cè)限、靈敏度和定性定量等方面的差異. 對(duì)比發(fā)現(xiàn)熒光法可以直觀觀察微塑料，在研究生物體內(nèi)的分布及高濃度暴露時(shí)的熒光定量方面較為適用，而C-14同位素法因具有更低的檢測(cè)限和高的靈敏度，在復(fù)雜介質(zhì)中進(jìn)行低濃度暴露時(shí)的定量檢測(cè)更具優(yōu)勢(shì).

b) 利用兩種示蹤技術(shù)研究海水青鳉成魚(yú)和仔魚(yú)對(duì)微塑料的攝食動(dòng)力學(xué)和體內(nèi)分布發(fā)現(xiàn)：成魚(yú)和仔魚(yú)攝入微塑料的量隨著培養(yǎng)時(shí)間而變化，均在24 h攝入較多微塑料，且成魚(yú)比仔魚(yú)具有更高的攝食能力；微塑料在海水青鳉的腸道分布極多，遠(yuǎn)大于魚(yú)鰓與體表，表明攝食是微塑料進(jìn)入海水青鳉的主要途徑，且在不喂食情況下排出72 h后，腸道內(nèi)仍殘留相當(dāng)一部分微塑料無(wú)法排出.

c) 值得注意的是，雖然魚(yú)類(lèi)攝食微塑料后很難真正進(jìn)入內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，但其攝入、消化、排出過(guò)程在很大程度上改變了微塑料尤其是小粒徑微塑料的環(huán)境賦存形態(tài). 海水青鳉通過(guò)對(duì)水中懸浮狀態(tài)微塑料的攝入，將海水中的微塑料由初始懸浮分散態(tài)變成糞便團(tuán)聚體沉入水底，攝食行為對(duì)微塑料形貌雖無(wú)顯著影響，但可能會(huì)對(duì)微塑料的環(huán)境過(guò)程和生態(tài)效應(yīng)產(chǎn)生未知影響.