泰国湾珊瑚、海水和海洋沉积物中微塑料污染的评估

《Frontiers in Marine Science》：Assessment of microplastic pollution in corals, seawater, and marine sediments in the Gulf of Thailand

珊瑚礁微塑料污染特征及空间差异研究：泰国湾Ko Khang Khao与Ko Ngam Yai两站点分析发现，微塑料（MPs）在珊瑚表面、骨骼及沉积物中呈现显著浓度梯度（0.24-295.20 particles/kg），纤维为主（>88%），PET和PE为优势聚合物（合计占比>80%），蓝黑色系占主导（>70%）。Ko Khang Khao因临近陆源污染输入，MPs浓度（1.61-2.60 particles/g）和多样性（含PP/PS/尼龙）显著高于Ko Ngam Yai（0.88-1.61 particles/g）。空间异质性揭示人类活动强度与微塑料分布强相关，建议实施分区域污染管控策略。

　　这项研究聚焦于泰国湾两个珊瑚礁区域——Ko Khang Khao 和 Ko Ngam Yai 的微塑料污染状况。研究通过采集珊瑚、海水和沉积物样本，全面分析了微塑料的出现频率、尺寸分布、形态特征、聚合物种类以及颜色等多方面信息。研究结果显示，微塑料污染在珊瑚生态系统中普遍存在，且不同区域之间存在显著的差异。这些发现揭示了微塑料对珊瑚礁生态系统的潜在威胁，并强调了制定针对性管理策略的重要性。

珊瑚礁生态系统是全球海洋环境中极具代表性的重要生态区域，其独特的结构和生物多样性使其成为微塑料累积的热点。微塑料的出现不仅影响珊瑚本身的生理健康，还可能通过食物链传递，对整个海洋生态造成连锁反应。珊瑚作为被动悬浮滤食者，会通过其触手捕获水中的浮游生物，同时也可能误食微塑料。这种误食行为可能导致珊瑚能量摄入减少、生长受限、共生藻类关系受损，以及更容易受到疾病侵袭。微塑料对珊瑚的影响不仅限于物理接触，还可能通过吸附和携带有毒物质的方式，进一步加剧其生态风险。

研究团队采集了不同种类的珊瑚样本，包括分支型、块状型和附着型珊瑚，分别分析了其表面、组织和骨骼中微塑料的分布情况。结果显示，珊瑚表面是微塑料最主要的聚集部位，占据了总微塑料量的63.05%（在Ko Khang Khao）和61.82%（在Ko Ngam Yai）。相比之下，骨骼和组织中的微塑料含量相对较低。这种差异可能与珊瑚表面的物理特性有关，例如其多孔结构和黏液层，这些特征有助于微塑料的附着和累积。而珊瑚组织可能由于生理屏障作用，对微塑料的吸收能力较弱，因此微塑料在组织中的占比最小。值得注意的是，Ko Khang Khao 的珊瑚样本中，微塑料的出现频率和种类多样性均高于 Ko Ngam Yai，这可能与该区域更接近陆地污染源有关，例如河流排放、城市污水排放以及渔业活动等。

微塑料的尺寸分布同样呈现出明显的差异。在Ko Khang Khao，珊瑚骨骼中保留了较大尺寸的微塑料（超过3000微米），而珊瑚组织则主要含有较小的微塑料（25-1500微米）。相比之下，Ko Ngam Yai 的微塑料在所有珊瑚部位的尺寸分布更加集中于较小的颗粒（25-600微米），这可能反映了该区域微塑料的来源更多是长期积累的降解产物。此外，微塑料的形态也表现出一定的变化，纤维状微塑料在所有样本中占主导地位，这与全球范围内微塑料的主要来源——纺织品和渔具中的合成纤维——相吻合。然而，不同珊瑚部位和区域之间也存在形态差异，例如在某些珊瑚组织中观察到较多的球形微塑料，这可能来源于个人护理产品或工业微珠等。

在聚合物组成方面，研究发现聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯（PE）是微塑料的主要成分，而聚丙烯（PP）、尼龙和聚苯乙烯（PS）等其他聚合物也有所发现。这种多样性表明微塑料的来源不仅限于单一渠道，而是多种人为活动的综合结果。PET 和 PE 的高出现频率可能与其广泛使用以及较低的环境降解性有关。在Ko Khang Khao，PET 和 PE 的分布更为均衡，而在 Ko Ngam Yai，PET 的比例更高。这可能与两地的污染源分布差异相关，例如 Ko Khang Khao 更接近工业和城市活动，而 Ko Ngam Yai 的污染输入相对较少。此外，某些珊瑚种类中发现了尼龙和 PS 的较高比例，这提示了渔业活动或泡沫包装等特定污染源的存在。

颜色分析显示，蓝色微塑料在两个区域中均占主导地位，其次是黑色、白色/黄色、红色和绿色微塑料。值得注意的是，绿色微塑料在 Ko Ngam Yai 的所有样本中均未被检测到，这可能与该区域的微塑料来源较少或降解过程中的颜色变化有关。微塑料的颜色多样性可能与其来源、暴露环境以及降解程度相关，例如红色和绿色微塑料可能来源于一次性包装材料，而蓝色微塑料则可能与渔具或纺织品相关。这种颜色差异不仅反映了污染源的多样性，还可能对微塑料的生态影响产生重要影响。

在海水和沉积物中，微塑料的分布也呈现出显著的区域差异。Ko Khang Khao 的海水微塑料浓度（0.88-1.61 个/立方米）明显高于 Ko Ngam Yai，而沉积物中的微塑料浓度（164.80-295.20 个/千克）则在两个区域中均较高，尤其是 Ko Khang Khao 的微塑料含量更为丰富。微塑料在海水中的形态以纤维为主，而在沉积物中则呈现出更高的多样性，这与微塑料在不同环境中的沉降和沉积机制密切相关。纤维状微塑料因其轻质和高流动性，更容易在海水中广泛分布，而沉积物则因其复杂的结构和较高的沉积能力，成为微塑料的重要滞留场所。

研究还发现，微塑料在不同区域的累积可能受到多种因素的影响，包括人为活动、河流输入、海洋动力学条件以及珊瑚自身的生物特性。Ko Khang Khao 的微塑料浓度和种类多样性明显高于 Ko Ngam Yai，这可能与该区域更接近陆地污染源，如主要河流和城市区域，以及更强的海洋动力条件，如季风带来的水流变化有关。这些因素共同作用，导致 Ko Khang Khao 成为微塑料输入的热点区域。相比之下，Ko Ngam Yai 由于远离陆地污染源，且受到较少的人为干扰，其微塑料污染程度相对较低。

微塑料的累积不仅影响珊瑚的生存状况，还可能通过其物理和化学特性对珊瑚礁生态系统造成深远影响。例如，微塑料可能作为污染物的载体，吸附重金属、持久性有机污染物以及抗生素抗性基因等有害物质，从而对珊瑚及其共生生物产生毒性作用。此外，微塑料的长期存在可能导致珊瑚的生理机能受损，例如影响其能量代谢、钙化过程以及与共生藻类的关系。这些影响可能进一步削弱珊瑚礁的生态功能，降低其对环境变化的适应能力。

总体来看，这项研究揭示了微塑料在珊瑚礁生态系统中的广泛存在及其对珊瑚、海水和沉积物的污染特征。研究结果表明，微塑料污染在不同区域之间存在显著的空间异质性，这与人类活动、自然环境条件以及珊瑚的生理特性密切相关。研究强调了微塑料污染对珊瑚礁生态系统的潜在威胁，并指出制定区域化的管理策略对于减轻微塑料输入至关重要。此外，研究还呼吁进一步探讨微塑料对珊瑚生理机制的影响，以及其在不同生态过程中的作用，以期为珊瑚礁的保护和管理提供科学依据。通过深入了解微塑料的来源、分布和影响，科学家们可以更有效地评估其对海洋生态系统的风险，并推动相关政策的制定和实施。