综述：蜜蜂作为塑料污染的活跃生物指示物：环境暴露、分析策略及监测前景

《Science of The Total Environment》：Honeybees as active bioindicators of plastic pollution: Environmental exposure, analytical strategies, and monitoring perspectives

Honeybees serve as effective bioindicators for detecting microplastics (MPs) and related compounds in the environment, due to their extensive foraging range, interaction with multiple environmental compartments, and accumulation of pollutants in hive products. This study examines bees' potential as active samplers of plastic pollution, identifies exposure pathways, and reviews analytical methods for detecting MPs and additives. Key findings include bees accumulating MPs through air, water, and pollen foraging, and hive products like honey and wax showing contamination. Health effects on bees and implications for human exposure via bee products are discussed, along with methodological challenges and future research directions. 摘要：蜜蜂因其广泛的觅食范围、多环境交互及污染物在巢产品中的积累特性，成为检测微塑料及相关化合物的重要生物指示剂。本文系统分析蜜蜂作为主动采样者的潜力、暴露途径及检测方法，揭示蜜蜂通过空气、水和花粉接触微塑料，并在蜂蜜、蜂蜡等产品中富集污染物的现象，探讨其对蜂群健康及人类安全的影响，并提出标准化方法、跨学科合作等未来方向。

　　蜜蜂作为环境污染物的生物指示物，近年来因其独特的生态特征和行为模式而受到广泛关注。这种生物不仅具有广泛的觅食范围，还能与多种环境介质（如空气、水、土壤和植被）进行互动，这使其成为研究塑料污染的理想对象。蜜蜂的这些特性，使其能够有效采集和转移污染物，进而将污染带入蜂巢及其产品中，如蜂蜜、蜂蜡和蜂胶。这一现象不仅揭示了塑料污染在生态系统中的广泛存在，也为监测和评估环境健康风险提供了新的视角。

蜜蜂在环境监测中的应用具有多重优势。首先，它们的觅食活动覆盖了数公里范围，这意味着它们能够接触到多样化的污染源。其次，蜜蜂的生理结构，如覆盖着分支毛发的身体，使其能够吸附空气中的微纤维（MFs）和微粒（MPs）。此外，蜜蜂会收集水用于调节蜂巢温度和保持湿度，这增加了其摄入或携带MPs和塑料添加剂的可能性。蜜蜂的社交结构也使其成为理想的生物指示物，因为每个蜂群由成千上万只个体组成，可以实现大规模污染监测和代表性样本采集。在温带地区，蜜蜂全年活跃，因此可以用于评估季节性污染变化。

蜜蜂作为塑料污染的主动采样者，其角色在环境科学领域日益重要。传统监测方法往往局限于静态或被动的采样系统，无法准确反映空气和陆地环境中MPs的动态分布和空间异质性。相比之下，蜜蜂能够主动与环境互动，从而成为更有效的采样工具。通过分析蜜蜂及其产品的污染情况，可以间接反映环境中的污染水平。这种生物指示方法不仅适用于研究MPs，还能够检测其他与塑料相关的化合物，如塑化剂和双酚类物质。

蜜蜂的暴露途径多种多样，主要分为被动吸附、主动摄入和环境交互三种。在被动吸附方面，蜜蜂飞行过程中会因静电效应而吸附空气中的微纤维和微粒。这些污染物可能附着在蜜蜂的外骨骼上，尤其是在胸部和腿部区域。此外，蜜蜂在觅食过程中可能误将MPs当作花粉或花蜜摄入，特别是在那些与塑料碎片颜色、形状相似的环境中。另外，蜜蜂在采集水和植物树脂时，也可能将MPs带入蜂巢，从而影响蜂产品。值得注意的是，蜜蜂的采蜜行为也可能导致其接触到污染源，如塑料包装材料或含有塑料添加剂的农业投入品。

在研究蜜蜂对塑料污染的暴露时，还发现了一些意想不到的污染来源。例如，某些蜂群会使用塑料碎片作为巢穴建造材料，这可能是由于塑料污染的广泛存在。此外，用于养蜂的塑料设备，如塑料蜂箱框架、合成蜂蜡基板以及蜂农的防护服，也可能成为MPs污染的间接来源。这些发现表明，塑料污染不仅来源于自然环境，也与人类活动密切相关。例如，轮胎磨损产生的微粒、塑料垃圾的扩散以及生物固体（如污水污泥和粪肥）的使用，都会对蜜蜂造成影响。

蜜蜂作为生物指示物，其采样和分析方法也面临挑战。目前，大多数研究集中在蜜蜂个体或蜂产品上，但针对空气中的MPs采样仍存在技术难题。被动大气沉积采样器和主动泵采样器是常用的空气采样方法，但它们在捕捉极小的MPs方面存在局限性。此外，样品的准备和分析过程需要高度精确，以避免污染和误判。例如，使用玻璃或金属容器和工具，可以减少塑料实验室器皿带来的背景干扰。此外，样品在运输和处理过程中必须采取严格的防污染措施，以确保结果的可靠性。

在检测塑料相关化合物方面，研究者们采用了多种先进的分析技术，包括显微镜、光谱技术和色谱技术。显微镜技术可以直观地观察微粒的形态和数量，而傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱（μRaman）则能够识别不同类型的塑料聚合物。气相色谱-质谱联用技术（GC–MS）和液相色谱-串联质谱技术（LC-MS/MS）则被用于检测塑化剂和双酚类化合物。这些技术的结合，使得研究人员能够更全面地评估蜜蜂和蜂产品中的污染情况。

然而，尽管这些技术在检测塑料污染方面具有显著优势，它们也存在一定的局限性。例如，FTIR技术在检测纳米塑料（NPs）时可能不够灵敏，而拉曼光谱则需要较高的技术要求和设备成本。此外，气相色谱-质谱联用技术（Py-GC–MS）虽然在聚合物识别方面表现出色，但其应用仍存在争议，尤其是在优化热分析程序和选择合适的定量标记方面。这些挑战凸显了在环境监测领域，需要进一步改进方法，以提高检测的准确性和可比性。

塑料污染对蜜蜂的生物学和健康影响也引起了广泛关注。研究表明，虽然MPs摄入对蜜蜂的死亡率影响有限，但可能引发一系列亚致死效应，包括生长受阻、免疫和解毒基因表达改变、觅食和产卵行为的干扰、环境污染物的协同毒性、肠道微生物多样性的减少、形态异常以及基因毒性。这些影响可能因塑料的种类、剂量以及环境条件而有所不同，这使得深入研究MPs对蜜蜂的毒理学机制变得尤为重要。

此外，从“健康一体”（One Health）的角度来看，蜜蜂污染与环境退化、生态系统健康和人类健康之间存在紧密联系。由于蜜蜂产品（如蜂蜜、花粉和蜂蜡）具有较高的脂肪含量，这些塑料相关化合物更容易在其体内积累，从而增加消费者的暴露风险。然而，目前关于蜜蜂产品中污染物的监管信息仍较为有限，特别是在食品接触材料的迁移限制（SML）方面，缺乏对蜜蜂产品的具体研究。因此，未来的研究需要关注这些方面，以确保蜜蜂作为生物指示物的可持续性，并减少其对环境和人类健康的潜在影响。

为了更好地利用蜜蜂进行环境监测，研究者们正在探索更高效、环保和成本低廉的检测方法。绿色分析化学（White Analytical Chemistry, WAC）的理念强调分析性能、环境可持续性、实际应用性和创新性，这为未来的研究提供了新的方向。例如，开发原位采样技术、采用直接且非破坏性的方法、推动技术的小型化和自动化、使用更安全的试剂替代有害物质，以及整合化学计量学工具以优化实验设计，都是未来研究的重要领域。此外，人工智能驱动的软件工具也为建立虚拟环境生物监测网络提供了可能性。

蜜蜂作为塑料污染的主动采样者和生物指示物，其研究不仅有助于理解塑料污染的动态变化，还对环境健康、食品安全和生态可持续性具有重要意义。通过整合蜜蜂监测系统到国家和国际环境监测框架中，可以更有效地应对这一日益严重的污染问题。未来的研究应进一步探索蜜蜂在环境监测中的潜力，推动跨学科合作，以实现更全面的污染评估和管理策略。同时，也需要加强对蜜蜂健康和生态影响的长期研究，为制定相关政策和环境健康措施提供科学依据。