高密度聚乙烯微塑料(HDPE-MPs)对肠浒苔(Ulva intestinalis)生理响应的生态毒理学研究

本研究针对水生环境中微塑料(MPs)污染对自养生物(如大型藻类)的生态影响这一科学空白，以肠浒苔(U. intestinalis)为模型，通过SEM和ATR-FT-IR证实HDPE-MPs在藻体表面的附着，发现100 mg/L暴露14天显著抑制生长速率(降低60.6%)、减少叶绿素含量(降低22.6%)并增加蛋白质羰基含量(189.7%)，揭示了MPs通过物理遮蔽和氧化应激破坏光合作用的机制，为评估MPs对初级生产者的毒性提供了重要依据。

　　

在塑料产量70年激增230倍的今天，海洋每年新增1400万吨塑料垃圾，其中<5 mm的微塑料(MPs)占比高达80%。高密度聚乙烯(HDPE)因其年产7000万吨的规模、41.2%的环境丰度及毒性风险值10的特性，成为最具威胁的MPs类型。尽管MPs对异养生物的影响研究颇多，但作为海洋初级生产者和碳汇主力的大型藻类——尤其是亚洲常见食用藻类肠浒苔(U. intestinalis)——与MPs的相互作用机制仍是未解之谜。更令人担忧的是，浒苔属藻类对MPs的富集能力可达周围水体的3917倍，可能成为MPs进入食物链的"特洛伊木马"。

为破解这一生态困局，圣卡洛斯大学的研究团队在《Marine Pollution Bulletin》发表开创性研究。通过机械粉碎法制备<180 μm的HDPE-MPs，结合SEM观察形貌、FT-IR分析化学吸附，开展14天暴露实验（对照组0 mg/L vs 处理组100 mg/L），系统检测生长率、叶绿素和蛋白质羰基等关键指标。

HDPE-MP制备与表征
商业HDPE壶经机械粉碎筛分后，SEM显示其呈不规则锯齿状碎片，FT-IR在2915 cm^-1
和2848 cm^-1
处检出典型-CH₂
伸缩振动峰，证实材料纯度。

MPs-藻体互作机制
SEM显微照片揭示HDPE-MPs通过物理嵌合方式密集附着藻体表面，ATR-FT-IR在藻体样本中检出聚乙烯特征峰（1473 cm^-1
CH₂
弯曲振动），证实MPs生物吸附。

生理响应
暴露组呈现三大显著变化：生长速率骤降至1.24%（对照组3.15%），叶绿素含量降低23%，而标志氧化损伤的蛋白质羰基含量飙升至1.654 nmol DNPH/mg蛋白（对照组0.571）。这表明MPs通过双重机制破坏藻体：①物理遮蔽作用限制光能捕获；②诱导活性氧(ROS)爆发导致光合蛋白氧化失活。

这项研究首次阐明HDPE-MPs对大型藻类的级联毒性效应：从物理吸附引发的光合抑制，到分子水平的氧化损伤。特别值得注意的是，即使藻体表现出生长减缓的"节能模式"，其MPs富集能力仍可能使它们成为污染物传播媒介。研究为制定MPs生态风险评估框架提供了关键数据，对理解海洋碳汇能力衰减、海产品食用安全预警具有双重意义。Philippe Anthony M. Alfafara团队开创性的工作，为后续研究MPs在藻类-无脊椎动物-鱼类食物链中的传递规律奠定了方法学基础。