纤维缠结作为人为污染吸收的指标：全年监测深水玫瑰虾（Parapenaeus longirostris）

《Environmental Pollution》：Fiber entanglements as a proxy for anthropogenic pollution uptake: monitoring deep-water rose shrimp ( Parapenaeus longirostris) throughout the year

该研究分析了西北地中海深水玫瑰虾Parapenaeus longirostris全年人类污染纤维（AFs）摄入情况，发现83.8%个体含有AFs，平均3.08条，其中约50%为缠结纤维（直径2毫米）。结果显示纤维类型和缠结复杂性存在季节差异，并可能与虾的蜕皮和摄食强度相关。尽管AFs总体摄入量未显著影响虾健康，但该物种是甲壳类中AFs积累最高者。利用纤维缠结作为生物标志物为监测塑料污染提供了可靠经济方法。

　　研究团队包括 María Ariadna Redón-Morte、Ester Carreras-Colom、Lorenzo Chiacchio、Alessandro Cau、Oriol Rodríguez-Romeu 和 Anna Soler-Membrives。这些研究人员隶属于巴塞罗那自治大学的动物生物学、植物生物学与生态学系，位于巴塞罗那的 Cerdanyola del Vallès 地区，邮编为 08193。他们的研究聚焦于人类活动对海洋生态系统造成的污染问题，尤其是对十足目甲壳类动物的影响。

本研究的主要目标是分析深水玫瑰虾（Parapenaeus longirostris）在一年内对人类制造的纤维（AFs）摄入情况的变化，以及这些纤维可能对其健康状况产生的影响。深水玫瑰虾是一种在地中海地区具有重要生态和经济价值的甲壳类动物，特别是在其分布的最西端区域。该物种通常生活在 200 至 500 米的水深范围内，是地中海西北部海域常见的捕捞对象。由于其在海底生态系统的角色以及对渔业的贡献，深水玫瑰虾被认为是监测微塑料污染的重要生物指标之一。

近年来，海洋塑料污染问题日益受到关注。每年约有 19 到 23 百万吨的塑料垃圾进入海洋生态系统，凸显了人类活动对海洋环境的深远影响。这些塑料垃圾的降解时间在海洋环境中尚不明确，导致海洋成为塑料废弃物的长期储存库。随着对塑料污染研究的深入，科学家们发现微塑料（MPs）因其微小的尺寸、广泛的分布以及持久性而引起了更高的关注。微塑料被定义为 1 微米到 1 毫米之间的合成固体颗粒，其组成、形态和化学性质多种多样，表现出高度的异质性。

在所有类型的微塑料中，纤维因其在海洋环境中的高出现频率而成为研究的重点。研究表明，许多海洋生物，尤其是生活在海底的甲壳类动物，容易摄入这些纤维。例如，之前的研究发现，深水玫瑰虾（Parapenaeus longirostris）的摄入情况在地中海不同区域有所差异。此外，由于其广泛的分布、多样化的摄食行为以及对污染物的敏感性，这些甲壳类动物被认为是对微塑料污染具有高度代表性的生物指标。

本研究特别关注深水玫瑰虾在西北地中海地区的全年纤维摄入情况。研究团队从巴塞罗那人鱼作业区域收集了 80 只成年深水玫瑰虾，每个时间点采集 10 只样本，时间跨度为 2022 年 2 月至 2023 年，大约每两个月进行一次采样。这些样本的水深范围在 189 到 465 米之间。收集的样本被冷冻保存，以便后续分析。研究过程中，团队使用光学显微镜和傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术对纤维进行分类和鉴定。

研究结果显示，超过 80% 的深水玫瑰虾个体摄入了 AFs，平均每个个体摄入的纤维数量为 3.08 根。此外，约 50% 的个体存在纤维缠绕现象，这些缠绕的纤维平均直径约为 2 毫米。研究还发现，不同季节中 AFs 的组成和缠绕情况存在显著差异。例如，某些季节的纤维主要由特定类型的聚合物构成，而其他季节则可能包含更多样化的材料。这种变化表明，AFs 的输入可能受到季节性因素的影响，如水流、温度和人类活动模式的变化。

除了分析纤维的摄入情况，研究团队还探讨了纤维摄入与生物特征之间的关系。例如，纤维摄入的频率和复杂程度与虾的繁殖周期和蜕皮行为之间存在一定的联系。研究发现，某些生物特征可能受到 AFs 的影响，进而影响虾的生存和繁衍能力。然而，总体来看，AFs 的整体出现频率并未对虾的健康状况产生明显影响。这一发现表明，尽管 AFs 的摄入情况较高，但其对虾的健康影响可能并不直接或显著。

研究还指出，纤维缠绕相比其他常用生物指标（如鱼类）能够提供更长的污染时间窗口，使得其成为监测塑料污染的有力工具。因此，使用纤维缠绕作为人类活动污染的替代指标，结合深水玫瑰虾作为目标物种，可以为评估环境中的塑料污染提供一种可靠且经济的方法。这种研究方法的优势在于，它能够提供更长期的污染数据，而不仅仅是短期的污染状况。

此外，研究团队还强调了选择合适的生物指标的重要性。理想的生物指标应具备一定的生态相关性、广泛的地理和水深分布，以及对监测压力的耐受能力。同时，它们应易于获取，并在时间上保持一致性。深水玫瑰虾由于其对高温的适应能力，被认为是一个合适的长期监测物种。此外，随着地中海水温的上升，深水玫瑰虾的数量在巴塞罗那附近的渔场有所增加，表明其可能对环境变化具有一定的适应性。

研究团队还提到，深水玫瑰虾的生命周期相对较短（2 到 3 年），这使得它们在监测短期污染方面具有优势。然而，其对长期污染的敏感性也表明，它们可以作为研究污染趋势的重要工具。研究还指出，深水玫瑰虾的分布范围广泛，使其成为研究污染影响的理想对象。

在研究方法上，团队采用了非消化辅助的方法来检测 AFs。这种方法能够有效识别环境中存在的纤维，尤其是那些非合成的纤维。例如，之前的研究发现，某些海洋生物的消化系统中存在大量非合成纤维，如纤维素纤维。这些纤维虽然不属于传统意义上的塑料，但由于其来源于人类活动，因此被归类为人类制造的纤维（AFs）。

研究还发现，AFs 的摄入情况与虾的繁殖和蜕皮行为之间存在一定的联系。例如，某些季节的纤维摄入可能与虾的繁殖周期相吻合，而其他季节则可能与蜕皮行为相关。这种关联性表明，AFs 的摄入可能对虾的生理状态产生一定的影响。然而，研究并未发现 AFs 的整体出现频率对虾的健康状况产生显著影响，这可能与虾的生理调节机制有关。

此外，研究团队还指出，纤维缠绕在监测塑料污染方面具有独特的优势。与传统的微塑料检测方法相比，纤维缠绕能够提供更长时间的污染数据，因为它们在虾的消化系统中可以停留较长时间。因此，使用纤维缠绕作为监测指标，结合深水玫瑰虾的分布和生命周期，可以为研究塑料污染提供更全面的数据支持。

研究还提到，AFs 的来源可能多种多样，包括工业排放、城市废弃物和农业活动。这些来源的多样性使得 AFs 的监测更加复杂。因此，研究团队建议在未来的监测工作中，应综合考虑多种污染来源，并采用多种检测方法，以获得更准确的污染数据。

最后，研究团队总结了本研究的主要发现。深水玫瑰虾在一年内对 AFs 的摄入情况显著，超过 80% 的个体摄入了 AFs，其中约 50% 的个体存在复杂的纤维缠绕现象。这种现象表明，AFs 的摄入可能与虾的生物特征密切相关，因此在未来的污染监测工作中，应充分考虑这些因素。同时，研究团队也强调了使用纤维缠绕作为监测指标的可行性，认为这是一种可靠且经济的方法，能够为评估环境中的塑料污染提供重要的参考。