探秘海洋 “微塑料危机”:鲷鱼(Sparus aurata)与塑料聚合物的深度剖析及标准化检测之路

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Applied Food Research 4.5

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  为解决塑料聚合物研究缺乏标准化方法的问题,研究人员以意大利撒丁岛阿西纳拉湾的鲷鱼(Sparus aurata)和塑料聚合物为样本,开展消化和表征程序研究。结果显示 1/10 KOH 10%、40°C 消化 48 小时效果最佳,聚合物多为常见类型。该研究为相关样本检测标准化助力。

  在如今这个塑料制品无处不在的时代,海洋却悄悄陷入了一场 “微塑料危机”。塑料,凭借着诸如多功能性、高耐久性、防水抗腐蚀以及重量轻等优势,在众多领域广泛应用,全球年产量高达约 3.67 亿吨。但这些看似 “优秀” 的特性,却成了海洋的噩梦。塑料垃圾因难以妥善处理,大量涌入海洋生态系统,尤其是半封闭、人类活动频繁的地中海,更是重灾区。
塑料聚合物进入海洋后,历经光降解、热降解等一系列过程,逐渐破碎成微塑料(MP)。这些微小的颗粒,正严重威胁着水生生态系统。它们不仅会被浮游生物、贝类、甲壳类以及鱼类等水生生物误食,还可能顺着食物链一路 “跑” 进人类的餐桌,给人类健康带来潜在风险。然而,目前对于海产品中塑料聚合物的研究,还缺乏标准化的方法,这使得准确评估风险困难重重。

为了揭开海洋微塑料的神秘面纱,解决这些棘手的问题,来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于意大利撒丁岛阿西纳拉湾的鲷鱼(Sparus aurata)和不同类型的塑料聚合物,致力于建立一套标准化的消化和表征程序。

研究人员主要运用了两种关键技术方法。一是利用不同比例的 10% 氢氧化钾(KOH)溶液对样本进行消化处理,通过光学立体显微镜、数字立体显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察消化效果。二是采用傅里叶变换红外显微镜(μ-FTIR)对塑料聚合物进行表征分析,以此确定聚合物的类型。

在消化程序的研究中,研究人员选取了 15 条野生鲷鱼样本,对其胃肠道和肌肉组织进行处理。他们尝试了 1:3、1:5 和 1:10 三种 KOH 10% 试剂与样本基质的比例。研究发现,只有 1:10 的比例能够实现对胃肠道和肌肉样本的最佳消化效果,同时在立体显微镜下观察,过滤后的样本没有出现明显的改变。

对于塑料聚合物消化程序的研究,研究人员收集了 10 种易被水生生物摄取的塑料聚合物样本,设置了三种不同的实验条件,即 A 实验(60°C,48 小时)、B 实验(60°C,72 小时)和 C 实验(40°C,48 小时)。实验结果表明,A 实验和 B 实验条件下,部分塑料聚合物样本出现了软化、微气泡喷发、结构改变等明显的降解现象,而 C 实验条件下,处理后的聚合物基本保持了原有特性。

通过 μ-FTIR 对塑料聚合物进行表征分析,研究人员发现,从阿西纳拉湾沿海环境中分离出的塑料聚合物主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和聚氨酯。其中,LDPE、PP 和 PS 在聚合物组成中占比较大,这与它们在一次性包装行业的广泛应用以及较低的密度(比海水轻)有关,使得它们更容易漂浮在海水中。

综合研究结果,40°C 消化 48 小时的程序(C 实验),既能有效消化动物组织,又对塑料聚合物的影响较小,还能节省时间。而 μ-FTIR 分析确定的塑料聚合物类型,也为后续研究提供了重要依据。

这项研究意义重大,它为鲷鱼和塑料聚合物样本的控制标准化提供了初步的研究成果,有助于在未来更准确地识别和表征撒丁岛沿海环境中的塑料聚合物,为评估海洋微塑料对水生生物和人类健康的风险奠定了坚实基础,也为相关领域的进一步研究指明了方向,发表在《Applied Food Research》上,为该领域的学术研究贡献了重要力量。

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