综述:水生环境中微塑料丰度及其对大型底栖生物的影响

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Aquatic Sciences 2.0

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  这篇综述系统阐述了微塑料(MPs)污染对水生生态系统中大型底栖生物(如多孔动物、珊瑚、甲壳类、软体动物和棘皮动物)的多层次影响,揭示了MPs通过干扰摄食行为、诱导氧化损伤、改变基因表达(如下调Usp基因)等机制引发的生态级联效应,为评估环境健康风险提供了关键科学依据。

  

微塑料对大型底栖生物的生态毒理效应

微塑料(MPs)作为新兴环境污染物,已在水生生态系统中广泛检出,其粒径从纳米级到毫米级不等,对底栖生物群落构成多维威胁。

多孔动物与珊瑚:生物累积与生理紊乱

热带珊瑚礁至淡水流域的海绵组织中,MPs富集浓度随时间显著上升。实验证据表明,MPs会阻碍多孔动物的滤食效率,刺激黏液过度分泌,并引发珊瑚共生藻流失(白化现象)。纳米级聚苯乙烯(PS)-MPs可延迟日本虎斑猛水蚤(Tigripous japonicus)发育周期,显著下调应激反应关键基因Usp的表达水平。

甲壳类与软体动物:功能代谢障碍

Daphnia、蟹类等水生节肢动物中,MPs通过物理阻塞消化系统导致生长迟缓。双壳类软体动物暴露于MPs后,滤食率降低达30%,消化酶活性受损伴随糖原储备异常。氧化应激标志物(如SOD、CAT)的波动提示MPs诱导线粒体功能障碍。

棘皮动物:发育毒性表征

海胆与海参幼虫实验显示,MPs存在粒径依赖性效应:50μm颗粒引发体腔畸形,而100nm颗粒导致幼体尺寸缩减20%。组学分析揭示MPs干扰Wnt/β-catenin通路,影响胚胎体轴形成。

跨物种毒性机制与未解之谜

当前研究证实MPs通过物理损伤、化学浸出(如塑化剂)、生物膜载体三重作用产生毒性。但MPs长期暴露对种群遗传结构的影响,以及不同聚合物(PET/PP/PVC)的差异毒性仍需深入探索。建立标准化MPs生态风险评估体系将成为未来研究重点。

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