双壳类动物中的海洋微塑料污染:以马来西亚半岛东海岸为例的研究

《Regional Studies in Marine Science》:Marine microplastic contamination in bivalves: A case study from the east coast of Peninsular Malaysia

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Regional Studies in Marine Science 2.4

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  微塑料污染威胁海洋生态,本研究分析东海岸马来西亚Setiu湿地与Kerteh河两种贝类(Geloina expansa和Meretrix meretrix)体内微塑料浓度及成分,发现Setiu湿地贝类微塑料总数(2773粒)高于Kerteh河(1305粒),纤维和透明色为主,含聚酯、尼龙等聚合物,扫描电镜显示微塑料降解。研究凸显人类活动对水环境的影响及贝类作为生态指标的重要性。

  微塑料污染已成为全球范围内一个严重的环境问题,对海洋和淡水生态系统构成了潜在威胁。这些微塑料颗粒通过在水生生物体内积累,例如双壳类、鱼类和甲壳类动物,影响着它们的健康和生态功能。尽管近年来对微塑料污染的研究不断增多,但关于双壳类动物,尤其是马来西亚半岛东海岸地区微塑料污染的具体数据仍然有限。因此,本研究聚焦于调查马来西亚东海岸地区Setiu湿地和Kerteh河中两种常见双壳类动物——Geloina expansa和Meretrix meretrix体内的微塑料浓度和组成,以期更全面地了解该区域的污染状况。

Setiu湿地是马来西亚东海岸地区的重要生态保护区,以其丰富的生物多样性和水产养殖活动而闻名。这片湿地涵盖了多种相互连接的生态系统,包括红树林、海草床、泥炭沼泽和咸淡水泻湖。虽然Setiu湿地因其相对原始的生态环境和丰富的自然资源而受到重视,但近年来的研究显示,由于工业活动的增加,该区域的污染水平也在上升。特别是Kerteh河,位于马来西亚东海岸的Kemaman地区,因其周边密集的工业设施而成为污染源之一。Kerteh河的污染情况已通过沉积物研究得到证实,其中检测到了大量的重金属和其他污染物,表明工业排放对该河流的沉积物组成和整体水质产生了显著影响。

研究发现,从Setiu湿地和Kerteh河中采集的双壳类动物体内,微塑料颗粒的总数存在明显差异。Setiu湿地中的双壳类动物体内检测到2773个微塑料颗粒,而Kerteh河中的双壳类动物体内仅有1305个。这一结果表明,即使是在被认为是相对清洁的湿地环境中,微塑料污染依然存在,并且其影响可能比预期更为严重。值得注意的是,尽管Setiu湿地在某些方面被认为比Kerteh河更清洁,但实际调查结果显示,Kerteh河中双壳类动物体内的微塑料浓度更高。例如,在Kerteh河中,Geloina expansa每克体重的微塑料颗粒数为14±10个,而Meretrix meretrix则为20±10个。相比之下,Setiu湿地中的Geloina expansa每克体重的微塑料颗粒数为11±6个,Meretrix meretrix则为8±5个。这一发现与研究假设相悖,提示我们可能需要重新评估不同生态环境中微塑料污染的来源和影响机制。

在微塑料的组成方面,研究发现纤维和透明颜色的微塑料在两个地点中均较为常见。此外,Rayon、Polyethylene Terephthalate、Ethylene Propylene Diene Monomer和Polyamide等聚合物在所有双壳类动物中均有发现。扫描电子显微镜分析进一步揭示了微塑料在双壳类动物组织中的降解和风化现象,表明这些微塑料可能在体内进一步分解为更小的颗粒。这种现象不仅增加了微塑料在生态系统中的持久性,还可能对其生物累积和生态影响产生更复杂的作用。

微塑料污染对生态系统和人类健康的影响是多方面的。一方面,微塑料颗粒可以进入生物体,通过消化、过滤或呼吸等途径积累,并在食物链中进一步传递。这种传递机制可能导致微塑料在不同营养级生物体内的浓度逐渐增加,最终影响到顶级消费者,包括人类。另一方面,微塑料污染对水生生物的生理功能也造成了负面影响。例如,微塑料颗粒可能堵塞消化道,干扰正常的生理过程,甚至导致组织损伤。此外,由于双壳类动物作为滤食性生物,它们在水体和沉积物中的微塑料摄入量可能远高于其他类型的生物,从而成为评估微塑料污染程度的重要指标。

本研究选取的两种双壳类动物——Geloina expansa和Meretrix meretrix,在Setiu湿地和Kerteh河中均有分布,并且在亚洲地区具有重要的经济价值。Geloina expansa广泛分布于印度-西太平洋地区,是一种常见的食用双壳类动物,可能在某些地区被命名为Polymesoda expansa或Polymesoda erosa。Meretrix meretrix则在印度、韩国、中国、台湾和日本等地具有较高的商业价值,其分布范围广泛,从东非延伸至菲律宾,并延伸至日本北部。这两种双壳类动物不仅在生态和经济上具有重要地位,同时也是评估微塑料污染影响的关键物种。

研究发现,尽管Setiu湿地和Kerteh河的双壳类动物种群可能在数量上相近,但其微塑料污染的差异却十分显著。这种差异可能与两个地点的污染源和人类活动强度有关。Setiu湿地由于其相对原始的生态环境和受到保护的状态,污染水平较低。然而,Kerteh河由于周边工业活动密集,特别是石油化学工业,导致其污染水平较高。因此,研究结果表明,即使在保护较好的环境中,微塑料污染仍然存在,并且其浓度可能因人类活动的增加而显著上升。

本研究的结果不仅有助于了解微塑料污染在双壳类动物中的分布和组成,还揭示了微塑料污染对生态系统的潜在影响。微塑料污染不仅影响水生生物的健康,还可能通过食物链传递,最终影响到人类的食品安全。因此,研究微塑料污染在双壳类动物中的情况,对于评估其对生态系统和人类健康的影响具有重要意义。此外,微塑料污染的长期积累可能导致生态系统的结构性变化,影响生物多样性,并对水体的自我净化能力产生负面影响。

研究还发现,微塑料污染的分布和组成可能受到多种因素的影响,包括污染源的类型、地理位置、水体环境以及双壳类动物的生理特征。例如,纤维和透明颜色的微塑料在两个地点中均较为常见,这可能与工业排放和城市垃圾的来源有关。而Rayon、Polyethylene Terephthalate、Ethylene Propylene Diene Monomer和Polyamide等聚合物的普遍存在,进一步表明微塑料污染具有多种来源,并且其影响范围广泛。此外,微塑料颗粒在双壳类动物体内的降解和风化现象,提示我们这些微塑料可能在体内进一步分解为更小的颗粒,从而增加其在生态系统中的持久性和传播能力。

为了更好地理解微塑料污染在双壳类动物中的情况,本研究通过量化溶解组织中的微塑料颗粒,并进行物理和化学特征分析,以确定主要的微塑料形状、颜色和聚合物组成。这种综合分析方法不仅有助于更准确地评估微塑料污染的程度,还能够揭示其在不同环境中的分布规律。此外,通过比较Setiu湿地和Kerteh河中微塑料污染的差异,可以为制定有效的污染防控措施提供科学依据。

微塑料污染的全球性问题不仅限于海洋环境,还广泛存在于淡水和土壤中。随着人类活动的增加,微塑料污染的范围也在不断扩大。特别是在工业密集地区,微塑料污染可能更加严重,影响水体和沉积物的生态质量。因此,研究微塑料污染在不同生态环境中的分布和组成,对于评估其对生态系统和人类健康的影响具有重要意义。此外,微塑料污染的长期积累可能导致生态系统的结构性变化,影响生物多样性,并对水体的自我净化能力产生负面影响。

本研究的结果表明,即使是在被认为是相对清洁的Setiu湿地中,微塑料污染依然存在,并且其浓度可能因人类活动的增加而上升。这一发现提示我们,微塑料污染的防控工作不能仅限于污染严重的工业区,还需要关注那些被认定为保护区域的湿地环境。此外,研究还表明,微塑料污染的分布和组成可能受到多种因素的影响,包括污染源的类型、地理位置、水体环境以及双壳类动物的生理特征。因此,制定综合性的污染防控措施,需要考虑这些因素的相互作用,以期更有效地减少微塑料污染对生态系统的负面影响。

在实际应用中,微塑料污染的防控措施需要结合科学研究和政策制定。例如,减少工业排放、加强污水处理、推广环保材料以及提高公众环保意识,都是有效的手段。此外,对于水产养殖和渔业活动,也需要加强管理,以减少微塑料污染对水生生物的影响。通过这些措施,可以有效降低微塑料污染的浓度,保护水体和沉积物的生态质量,从而维护生态系统的健康和稳定。

总之,微塑料污染已成为全球环境问题的重要组成部分,对生态系统和人类健康构成了潜在威胁。通过研究微塑料污染在双壳类动物中的分布和组成,可以更全面地了解其对生态系统的负面影响,并为制定有效的污染防控措施提供科学依据。本研究的结果表明,即使是在保护较好的环境中,微塑料污染依然存在,并且其浓度可能因人类活动的增加而上升。因此,我们需要采取更加积极的措施,以减少微塑料污染对生态系统的负面影响,保护生物多样性,并维护生态系统的健康和稳定。
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