揭示淡水螺暴露于 PVC 微塑料的危害:多方面影响与生态警示

【字体: 时间:2025年03月15日 来源:Hydrobiologia 2.2

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  为探究 PVC 微塑料对淡水螺(Biomphalaria alexandrina)的影响,研究发现其危害显著,有助于理解微塑料污染的生态后果。

  

微塑料污染:淡水生态的潜在危机

在当今时代,塑料已成为人们生活中不可或缺的一部分,从日常用品到工业设备,塑料的身影无处不在。然而,随着塑料的广泛使用,塑料污染问题也日益严峻。其中,微塑料(直径小于 5mm 的塑料颗粒)作为塑料污染的重要组成部分,正逐渐成为全球关注的焦点。它们来源广泛,既可能是大型塑料垃圾在环境中破碎、降解产生的,也可能是工业生产中特意制造的微塑料颗粒。
海洋中微塑料污染的研究已取得了不少成果,但淡水生态系统中的微塑料污染问题却常常被忽视。淡水生态系统是众多动植物和微生物的家园,为人类提供了重要的水资源和生态服务。淡水螺 Biomphalaria alexandrina 广泛分布于埃及尼罗河及三角洲地区,因其易于在实验室培养、对污染物敏感等特点,成为研究淡水生态环境中污染物影响的理想模型。然而,目前关于 Biomphalaria alexandrina 暴露于微塑料的研究尚少,其受到微塑料污染后的潜在后果也不清楚。
为填补这一研究空白,来自埃及 Theodor Bilharz 研究所以及其他相关机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Hydrobiologia》上,为我们揭示了 PVC 微塑料对 Biomphalaria alexandrina 的多方面影响,对于理解淡水生态系统中微塑料污染的危害具有重要意义。

研究方法:多维度解析微塑料影响

研究人员为了全面探究 PVC 微塑料对 Biomphalaria alexandrina 的影响,采用了多种关键技术方法。首先,他们精心挑选了粒径在 100 - 200μm 的 PVC 微塑料粉末,配置了 100mg/L 和 200mg/L 两种浓度的溶液,模拟不同程度的污染环境。实验选取了 180 只大小相近的 Biomphalaria alexandrina 蜗牛,随机分为一个对照组和两个暴露组,每组设置三个重复。
在实验过程中,研究人员运用解剖显微镜观察蜗牛体内 PVC 微塑料的摄取和分布情况;通过统计剩余食物量,精确测量蜗牛的摄食行为变化;每周记录蜗牛的存活数量和体重,以此分析其生存和生长速率;解剖蜗牛获取组织样本,采用生化分析和抗氧化应激指标检测等方法,测定葡萄糖、总脂质、蛋白质、白蛋白等生化参数,以及超氧化物歧化酶(SOD)、脂质过氧化酶(LPO)等氧化应激相关指标;对蜗牛的消化腺进行组织学染色,在显微镜下观察其组织结构变化。这些方法相互配合,从不同角度揭示了 PVC 微塑料对 Biomphalaria alexandrina 的影响。

研究结果:PVC 微塑料危害重重

  1. PVC 微塑料的摄取与排出:研究发现,暴露于 PVC 微塑料的 Biomphalaria alexandrina 蜗牛能够摄取微塑料颗粒,这些颗粒在其肠道内积累。实验初期,微塑料颗粒在肠道内大量堆积,没有明显的排出迹象。但从第二周开始,部分微塑料颗粒开始向排泄孔移动,并随粪便排出体外。到了第三周,蜗牛成功排出了大部分微塑料,肠道内重新充满绿色的生菜。
  2. 摄食行为改变:摄入 PVC 微塑料显著影响了蜗牛的摄食行为。与对照组相比,暴露组蜗牛的摄食速率明显下降,且这种下降与 PVC 微塑料的浓度有关,浓度越高,摄食速率下降越明显。有趣的是,当蜗牛在第三周排出微塑料后,其生菜圆盘的消耗量有所增加,这表明微塑料的排出可能与食欲的恢复有关。
  3. 生存和生长受抑制:暴露于 PVC 微塑料对蜗牛的生存和生长产生了负面影响。蜗牛的生存率显著降低,且高浓度组(200mg/L)的下降幅度大于低浓度组(100mg/L)。同时,蜗牛的生长速率也明显下降,高浓度组蜗牛的体重增长远远低于对照组,表现出明显的生长抑制现象。
  4. 生化和氧化应激参数变化:实验结果显示,暴露于 PVC 微塑料的蜗牛,其体内的生化参数发生了显著变化。葡萄糖、总脂质、白蛋白、酸性磷酸酶、蛋白质和碱性磷酸酶等水平均显著下降,且这些下降与 PVC 微塑料的浓度呈正相关。此外,PVC 微塑料的暴露还诱导了蜗牛体内的氧化应激反应,总抗氧化能力(TAC)、脂质过氧化酶(LPO)和谷胱甘肽 - S - 转移酶(GST)水平显著升高,而一氧化氮(NO)和超氧化物歧化酶(SOD)活性则下降。
  5. 消化腺组织学损伤:对蜗牛消化腺的组织学检查发现,对照组蜗牛的消化腺结构正常,由清晰的小管组成,小管内有消化细胞和分泌细胞,中间有结缔组织。而暴露于 PVC 微塑料的蜗牛,消化腺出现了空泡化、破裂、细胞变性等现象,且高浓度组的损伤更为严重。这表明 PVC 微塑料的摄入对消化腺的结构和功能造成了损害。

研究结论与意义:敲响生态警钟

综合以上研究结果,PVC 微塑料的摄入对 Biomphalaria alexandrina 蜗牛产生了多方面的负面影响,包括微塑料在体内的积累与排出、摄食行为改变、生存和生长受抑制、生化和氧化应激参数变化以及消化腺组织学损伤。这些影响不仅对蜗牛自身的健康构成威胁,还可能通过食物链的传递,对整个淡水生态系统产生深远影响。
此外,Biomphalaria alexandrina 蜗牛是血吸虫病的潜在传播媒介,其生理和行为的改变可能会影响血吸虫病的传播,进而对人类健康产生间接影响。这项研究为我们深入了解淡水生态系统中微塑料污染的危害提供了重要依据,强调了减少塑料垃圾、加强塑料污染治理的紧迫性。同时,研究人员也指出,未来还需要进一步研究微塑料对 Biomphalaria alexandrina 蜗牛繁殖的影响,以及其对血吸虫病传播的潜在作用,为保护淡水生态系统和人类健康提供更全面的科学支持。
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