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西南大西洋沙滩浪涌区浮游动物摄食微塑料研究:桡足类是否成为新兴污染物的潜在载体?
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月04日 来源:Environmental Pollution 7.6
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本研究针对浪涌区高湍流环境中微塑料(MPs)与浮游动物的相互作用问题,通过分析阿根廷西南大西洋三处沙滩的桡足类(Acartia tonsa、Paracalanus parvus、Euterpina acutifrons)摄食特征,发现海水中MPs浓度达400-1750 items m-3,92%为纤维,桡足类个体摄食量0.07-0.24 items individual-1,证实其作为MPs载体的生态风险,为海岸带食物网污染物传递机制提供新证据。
在蓝色星球表面,每年有数百万吨塑料垃圾涌入海洋,它们逐渐破碎成小于5毫米的微塑料(Microplastics, MPs),如同无形的"海洋雪花"飘散在各层水域。尤其令人担忧的是,这些微小颗粒正通过基础食物链悄无声息地进入生态系统——从微小的浮游动物开始,逐步向更高营养级生物传递。浪涌区作为海岸带最具活力的交界地带,其剧烈的湍流作用使得MPs与浮游动物的接触概率显著增加,但这一特殊环境中MPs的生态传递机制仍存在认知空白。
为解答这一科学问题,来自阿根廷的研究团队在《Environmental Pollution》发表最新成果,首次系统研究了西南大西洋沙滩浪涌区三种优势桡足类(Acartia tonsa、Paracalanus parvus和Euterpina acutifrons)对MPs的摄食特征。研究采用季节性采样策略(2022年11月和2023年6月),在蒙特埃莫索、雷塔和拉奇基塔三处典型沙滩,通过18-μm网过滤采集20L水样及浮游动物样本,结合显微观察和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析技术,系统评估了MPs的环境浓度、形态特征及生物摄入规律。
MPs在浪涌区水体的分布特征显示,所有采样点均检出MPs,浓度范围为400-1750 items m-3,其中春季浓度(1417±306 items m-3)显著高于秋季(633±202 items m-3)。纤维类MPs占比高达92%,以透明、蓝色和黑色为主,主要成分为氯化聚乙烯。通过分析1350个桡足类个体(A. tonsa 350个,P. parvus和E. acutifrons各500个),发现平均每个个体携带0.07-0.24 items MPs,其中74%为纤维,与水体MPs组成高度一致但聚丙烯占比提升,暗示生物对MPs的选择性摄入。
Characteristics of ingested MPs部分揭示,三种桡足类摄入的MPs主要小于1000μm,但存在显著种间差异:A. tonsa摄入的MPs类型和尺寸范围最广(纤维占比65%,碎片21%,薄膜14%),而P. parvus和E. acutifrons分别以纤维为主(83%和74%)。这种差异可能与摄食器官形态和摄食行为相关,如A. tonsa发达的摄食附肢可能增强了对异形颗粒的捕获能力。
在生态效应方面,研究计算出桡足类群体对MPs的截留量达7.2-1048.1 items m-3,证实其作为MPs"生物蓄积器"的重要作用。特别值得注意的是,浪涌区的高频水交换本应促进MPs扩散,但浮游动物的摄食行为实际上创造了污染物的局部富集热点,这种生物-物理耦合效应可能放大MPs对沿岸生态系统的风险。
讨论部分强调,尽管个体摄食量看似较低,但考虑到桡足类极高的种群密度(常达103-105 individuals m-3)和快速周转率,其作为MPs载体向更高营养级传递的潜力不容忽视。研究还指出,纤维类MPs的绝对优势可能源于衣物洗涤废水输入,这为源头管控提供了明确方向。
该研究的创新价值在于首次揭示了高能浪涌环境中MPs-浮游动物的互作机制,建立了"水动力-污染物-生物"三维耦合模型,为海岸带微塑料风险评估提供了新范式。作者建议未来研究应关注MPs长期暴露对桡足类生理功能的亚致死效应,以及通过浮游动物-鱼类幼体的营养传递可能对渔业资源产生的影响。这些发现对完善全球海洋塑料污染治理策略具有重要科学意义。
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