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舟山沿海水域海蟹体内微塑料污染特征

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舟山沿海水域海蟹体内微塑料污染特征

塑料产品的使用极大地便利了人们的生活以及呈现出显著地社会效益,故而年产量不断地增加。全球塑料的年生产量从1950年150万t增加到目前约3亿t,而且年生产量的增加速度不断上升。目前多个海域都在甲壳类中检测出微塑料,由于微塑料的尺寸特别小,所以特别容易被双壳类和浮游生物等海洋生物摄入体内。大量的浮游生物和甲壳类和软体动物和棘皮动物的幼虫阶段将在摄食时采用微塑料。这些食物网低端的生物被食物网高层的鱼类等捕食者捕食后,进入到海洋食物网高层的生物体内。微塑料本身给海洋食物网造成了生态威胁,微塑料由于其难以分解的特性,在海洋中长久存在并且吸附运输有机污染物(例如,多环芳烃(PAHs)等),对于海洋生物在生理上造成了更大的伤害。

本研究以舟山沿海海蟹为研究对象,选择不同地区沿海水域中的海蟹,从微塑料的丰度、类型、粒径和表面特征等角度,综合分析微塑料的污染特征,并且进一步探讨海蟹体内微塑料的来源,以期为海岸带区域的海洋微塑料污染防治和监管提供科学支持。 1 材料与方法 1.1 样品采集

舟山位于长江和钱塘江、甬江的入海口处,地处中国东部黄金海岸线与长江黄金水道的交汇处,素有“东海鱼仓”之美誉,是中国最大的海产品生产基地。本研究选择5个地区的10个采样站位,在沿海海岸带附近采集海蟹。 1.2 样品制备与微塑料提取

本次样品消解采用的是Dehaut 等在2016年提出的使用KOH 10%溶液并在60℃下水浴加热24小时的方案导致生物组织的有效消化。将螃蟹的鳃与肠道提取出放在不同的烧杯中进行消解。 1.3 微塑料的提取

微塑料分离采用较为常用的饱和氯化钠密度浮选分离法。据已有研究表明,海洋环境中存在的微塑料密度大都在0.8~1.4g/cm3之间。使用饱和NaCl溶液通过将微塑料与其他的杂质和生物软组织碎片进行密度分离。密闭静置一周后,将上层清液通过硝酸纤维素滤膜过滤器(5μ孔径,47mm直径),将下层的沉淀加超纯水通过900目的钢筛,并用超纯水多次冲洗钢筛,将冲洗的溶液通过硝酸纤维素滤膜过滤器(5μ孔径,47mm直径)。将滤膜放入烘箱中60℃烘干,取出后按顺序放入到培养皿中,待进一步分析。 1.4 微塑料鉴定

1.4.1 目视与体式显微镜检测。将烘干后的滤膜先进行目视分离,目视分离作为识别微塑料的常用方法工具是体视显微镜,通过调节倍数来计数视野中滤膜上的微塑料数量,微塑料的鉴定主要使用探针、镊子和微塑料的物理化学特征(即颜色,不透明度,硬度,比弹性和结构)来完成。

1.4.2 使用红外光谱与扫描电镜验证微塑料。将滤膜上的微塑料与疑似微塑料的颗粒放入到傅里叶红外光谱仪进行鉴定区分,红外光谱仪选用透射模式得到的红外光谱图结合官能团的特征峰以确定聚合物的类型。运用扫描电子显微镜进行观察鉴定,确定其表面的特征与组成。 1.5 质量控制

在整个研究期间,穿着100%纯棉服装(实验室外套,以及穿在下面的日常服装)。所有解剖都在流动柜中进行,以确保不会发生空气污染。在将生物样品放入层流柜中之前,将生物样品全部冲洗干净,以降低外部存在的颗粒污染的风险。每次实验时做一个空白对照,以除去实验室环境对样品的沾污,实验过程中应避免接触纤维类以及塑料器材。另外所有使用的玻璃容器均用超纯水冲洗3 次。对于非使用中的样品及溶液,应覆盖避免沾污。 2 结果与讨论 2.1 丰度

微塑料丰度指标的参数常用“n.g-1”方式表达(n为number,即微塑料数量)。经分析统计,舟山沿海5个站位的微塑料丰度数据如表1所示。舟山海域海岸沿海海蟹微塑料平均丰度为2.37±0.41n·g-1(湿重),标准差显示个体螃蟹在微塑料摄取中的個体差异很大。 本研究中设置5个采集站位,微塑料丰度大小依次为:定海普陀岱山嵊泗东极岛。从各站点所处位置考虑,养殖器具的磨损产生的微塑料以及废弃养殖器具的随意丢弃,各类陆源垃圾的排放,雨水冲刷和陆源排污口或河流的输入,以及海流和潮汐的联合作用是造成微塑料地域分布差异的主要原因。定海和普陀与岱山人口密集,产生了较多的陆源垃圾,例如洗涤衣物产生的大量纤维,以及生活污水中含有的大量来自于化妆品的塑料颗粒。其中普陀和岱山以及嵊泗枸杞岛作为旅游区吸引游客的同时也在沙滩上留下了更多的垃圾,这些垃圾通过海水的冲刷直接进入到海洋环境中,螃蟹等在此环境中生存的生物将这些微塑料摄食进入体内。而东极岛和以及嵊泗的采样点则临近外海,水域较为开阔且干净,在此采集的螃蟹的微塑料丰度较低。 2.2 微塑料类型和颜色与粒径

根据微塑料的形态差异,本研究中将所检出的微塑料分为发泡类和纤维类以及塑料碎片3种类型。经分析统计,舟山养殖海域5个站位不同类型微塑料数量比例如图2所示。纤维的比例最高,占91.42%,且纤维的颜色以透明或者灰白等浅色为主。其次发泡类的比例为8.18%,颜色以白色为主,碎片类仅占0.4%。

本次研究中将微塑料的粒径分为四个等级:20~50μm,50~100μm,100μm~1mm,1mm~5mm。微塑料的粒径大部分都集中于100μm~1mm以下,比例为94.64%。

在沉积物样品尤其是沙滩沉积物样品中,透明纤维的数量特别多,而彩色纤维的数量较少,这表明在紫外线强烈的太阳辐射的影响下,纤维会迅速褪色。发泡类塑料在沿海地区的普遍存在与其来源密切有关。沿海养殖和渔业等活动频繁,从而发泡塑料制品在沿海地区广泛使用,一些渔船船体发泡塑料浮子和海水养殖所用的发泡塑料板和泡

舟山沿海水域海蟹体内微塑料污染特征

舟山沿海水域海蟹体内微塑料污染特征塑料产品的使用极大地便利了人们的生活以及呈现出显著地社会效益,故而年产量不断地增加。全球塑料的年生产量从1950年150万t增加到目前约3亿t,而且年生产量的增加速度不断上升。目前多个海域都在甲壳类中检测出微塑料,由于微塑料的尺寸特别小,所以特别容易被双壳类和浮游生物等海洋生物摄入体内。大量的浮游生物和甲壳类和软体动物和棘皮动物的幼虫
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