生物与非生物因素对海洋微塑料降解与沉积的影响机制研究

这篇综述创新性地探讨了生物膜（biofilm）对海洋微塑料（<5mm）降解和沉降的双重作用。研究通过对比太平洋（San Diego）和加勒比海（Bocas del Toro）两地实验数据，发现生物膜既像"防晒霜"般通过屏蔽UV辐射延缓PET、PVC等聚合物降解，又通过增加微塑料比重促进PS等材料的沉降。研究为理解海洋塑料循环提供了关键机理依据。

　　

【研究亮点】

生物膜形成显著减缓了微塑料的降解过程，扫描电镜(SEM)观测和邻苯二甲酸盐流失数据共同证实了这一现象。值得注意的是，生物膜能加速聚乙烯对苯二甲酸酯(PETE)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)的沉降速度——在太平洋实验点，PS微塑料甚至必须依赖生物膜覆盖才能实现沉降。

【环境参数】

太平洋实验点水温在11.3-18.1°C间波动（平均14.9°C），盐度稳定在35.1‰，日均太阳辐射20.3 MJ/m²，叶绿素a浓度4.21 μg·L^-1。相比之下，加勒比海站点呈现典型热带特征：平均水温29.4°C，盐度31.1‰，太阳辐射强度14.7 MJ/m²/天。

【讨论】

定性的SEM观察与定量的重量/邻苯二甲酸盐浓度数据共同支持了"生物膜防晒假说"。在两地实验中，无生物膜覆盖的对照组都表现出更明显的降解特征。特别有趣的是，太平洋站点高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)在生物膜保护下，其质量损失比对照组减少达37%，这可能是由于该站点更强的UV辐射(20.3 vs 14.7 MJ/m²/天)加剧了对照组的光降解作用。

【结论】

这项开创性研究首次系统比较了六种常见聚合物在自然海水中的生物膜效应。研究发现：1）生物膜像"分子遮阳伞"般保护高密度聚乙烯(HDPE)等轻质塑料；2）显著提升PETE、PVC和PS的沉降速度；3）环境参数（如盐度差异导致的密度变化）会显著影响生物膜作用效果。这些发现为预测海洋塑料分布提供了关键参数。