《Frontiers in Marine Science》：A baseline characterization of microplastic occurrence in the water column and zooplankton and ichthyoplankton of Saint John Harbour, New Brunswick
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微塑料（MPs）在海洋中无处不在。区域评估对于表征MP基线水平、监测时间变化以及评估生态风险十分必要。研究人员在加拿大芬迪湾圣约翰港开展了一项为期多年的调查，研究了海水中存在的MPs以及被浮游动物和鱼卵仔鱼摄入的MPs。在所有海水样本中均发现了微垃圾，并且94
微塑料（MPs）在海洋中无处不在。区域评估对于表征MP基线水平、监测时间变化以及评估生态风险十分必要。研究人员在加拿大芬迪湾圣约翰港开展了一项为期多年的调查，研究了海水中存在的MPs以及被浮游动物和鱼卵仔鱼摄入的MPs。在所有海水样本中均发现了微垃圾，并且94%的浮游动物分类群摄入了微垃圾。发现的大多数微垃圾颗粒为蓝色或黑色纤维。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析显示，62%的颗粒为纤维素，而仅有18%被归类为MPs。仔鱼种类的MP遭遇率最高。在桡足类分类群中，Calanus sp.的MP遭遇率最高。本研究首次对圣约翰港水柱及浮游动物群落中的MPs和其他微垃圾进行了表征，并为后续可与之比较的分析提供了基线数据。
论文解读文章
1. 研究背景与科学问题
塑料污染已成为全球日益严重的环境问题。塑料进入海洋环境后，会降解为直径小于5 mm的微塑料（MPs）。MPs可被海洋生物摄入，对鱼类、贝类等造成肠道阻塞、化学物质积累等直接影响，并引发通过食物链传递至人类的担忧。浮游动物（包括永久性浮游动物和阶段性浮游动物）是水生生态系统的基础饵料来源，支撑着许多重要经济物种。已有研究表明，多种浮游动物能够摄入MPs，这可能影响其存活率和能量品质。然而，MPs在浮游动物体内的生物放大效应尚缺乏广泛尺度上的数据支持。圣约翰港位于加拿大芬迪湾，是一个受航运、邮轮旅游、休闲船艇和渔业等多种海洋产业影响的城市场水域。尽管2016年的分析显示MPs在该区域沉积物中普遍存在，但水柱和浮游动物中的MPs此前从未被研究。因此，本研究旨在建立该港口水柱中MPs的基线数据，并调查浮游动物群落（包括仔鱼、桡足类及其他无脊椎动物）对MPs的摄入情况。
2. 研究方法概述
研究人员于2019年9月、10月和2020年9月在圣约翰港的6个站位（水深范围7.3~38 m）采集了浮游动物（含鱼卵仔鱼）样本，使用直径为1 m、网目500 μm的圆锥形尼龙浮游网配合300 μm的网底管进行10分钟拖网。同时，采用相同网具采集了7份海水MP样本。实验室处理中，研究人员使用10%氢氧化钾（KOH）溶液在60℃下对浮游动物样本进行24小时消化，随后通过0.22 μm孔径的聚偏氟乙烯滤膜过滤，并在体视显微镜下检查潜在MPs。颗粒物的成分通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）确定。麻醉效果试验采用了冰浴、三卡因甲磺酸盐（TMS）1 g/L、TMS 0.3 g/L及无麻醉四种方法。
3. 主要研究结果
3.1 麻醉对生物体内颗粒物数量的影响
研究发现，四种麻醉方法（冰浴、无麻醉、TMS 0.3 g/L、TMS 1.0 g/L）对所有生物样本（H=1.886, df=3, p=0.597）、桡足类（H=1.210, df=3, p=0.751）、毛颚动物（H=1.095, df=3, p=0.778）及蔓足类（H=1.607, df=3, p=0.658）中发现的微垃圾颗粒数量均无统计学显著差异。
3.2 浮游生物体内发现的颗粒物
共分析了261份亚样本，其中199份含有微垃圾，分离出472个颗粒。FTIR分析表明，62%（292个）为天然纤维素，18%（86个）为MPs。最常见的塑料是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，占8%）。颜色上，蓝色（156个）、黑色（104个）和透明色（77个）最为常见。形状上，纤维占62%（293个），碎片占37%（173个）。测量的238个颗粒尺寸范围为0.01至13.00 mm。微垃圾存在于76%的亚样本中，94%的分类群被发现摄入了微垃圾。仔鱼中，鲱鱼（Clupea harengus）的微垃圾遭遇率最高（每个体1.600个颗粒）。桡足类中，Calanus sp.的遭遇率最高（0.170个/个体）。广义线性混合模型（GLMM）结果显示，所有鱼类分类群以及美洲螯龙虾（H. americanus）、球栉水母（P. pileus）和多毛纲动物的遭遇率显著高于其他物种。Calanus sp.是唯一表现出较高遭遇率的桡足类物种。
3.3 海水中发现的微垃圾颗粒
7份海水样本中，微垃圾浓度范围为0.013至0.076个/m3，FTIR确认的MPs浓度为0.007至0.057个/m3。最常见的塑料是聚丙烯（PP，22%），其次是丙烯腈和尼龙。大多数颗粒为纤维（79%），颜色以黑色（60%）和蓝色（20%）为主。尺寸上，MPs主要集中在0.51-1.00 mm类别（24%）。
4. 讨论与结论
研究人员指出，大多数视觉识别的颗粒经FTIR确认为纤维素（62%），这与近期多项研究结果一致，强调了仅靠视觉识别可能高估MPs数量。尽管纤维素多为天然来源，但其仍可能含有染料等化学添加剂，具有潜在毒性。研究中发现，浮游动物摄入的MPs尺寸多小于1 mm，而海水中MPs尺寸多大于1.50 mm，这种差异可能源于网具采样对微小颗粒的低估、不同尺寸颗粒的生物可利用性差异以及生物体的摄食选择性。纤维是海水和生物体内最常见的微垃圾形态，这与其在环境中的高丰度以及在生物体内较长的滞留时间有关。颜色方面，蓝色和黑色颗粒占主导，蓝色颗粒可能被浮游动物主动选择，因其与天然猎物相似。在分类群差异上，仔鱼、多毛类、球栉水母和龙虾幼虫的MPs遭遇率显著高于桡足类，这可能与其较大的体型、更大的肠道容量以及捕食方式（如滤食和被动伏击）导致偶然摄入MPs有关。此外，营养级传递也可能是这些捕食者体内MPs负荷较高的原因之一。Calanus sp.在桡足类中表现出最高的MPs遭遇率，可能与其较大的体型、较高的肠道容量以及夏末秋初进入滞育期前大量摄食以积累脂质的生命史策略有关。关于麻醉方法，研究人员发现其对微垃圾记录数量无显著影响，因此可根据生物适宜性和采样流程灵活选择。
研究结论：本研究首次对加拿大芬迪湾圣约翰港水柱及浮游动物群落中的MPs和其他微垃圾进行了基线表征。研究发现，纤维素是最主要的颗粒类型，MPs以PET和PP为主，纤维是主要形态，蓝色和黑色颗粒最常见。仔鱼和某些大型无脊椎动物（如龙虾幼虫、球栉水母）的MPs遭遇率显著高于桡足类，而Calanus sp.是桡足类中遭遇率最高的物种。不同分类群间MPs摄入量的差异可能由摄食选择性、体型与肠道大小以及颗粒破碎能力的综合作用所致。该基线数据可用于未来对该重要商业和社会价值水体的微垃圾组成和浓度变化的长期监测。
