海洋环境微塑料生态效应影响研究
摘要：本文研究海洋微塑料生态效应影响。文章从“微塑料生物附着”“生物摄入”“毒理效应”“微塑料与其它污染物复合毒性”“微塑料对污染物富集和迁移的影响”等角度研究微塑料生态效应影响。最后讨论微塑料研究现状并提出展望，并提出预防微塑料污染还是需要通过加强政策法规的制定和监管力度来实现。不断提高社会对塑料污染危害性认识，完善管理和技术体系，通过加强监控，并将微塑料的相关研究成果汇总至相关政府部门，制定控制和减少微料污染的法律、政策和法规，最终杜绝微塑料海洋污染。
关键词：海洋微塑料；生态效应
中图分类号：X145 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0033-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.018
Abstract： This paper studies the effects of marine micro-plastic ecological effects. In this paper， the effects of micro-plastic on the enrichment and migration of pollutants were studied from the perspectives of micro-plastic bioadhesion， biological ingestion， toxicological effects， compound toxicity of micro-plastic and other pollutants， Ecological effects. Finally， the status of micro-plastic research and put forward prospects， and proposed prevention of micro-plastic pollution or through the need to strengthen the formulation and supervision of policies and regulations to achieve. We will continue to raise awareness of the dangers of plastic pollution and improve the management and technical system. By strengthening the monitoring and monitoring， we will summarize the relevant research results of micro-plastics to the relevant government departments and formulate laws， policies and regulations to control and reduce the pollution of micro-materials and eventually eliminate Micro plastic marine pollution.
Key words： Marine micro-plastic； Ecological effect
1 背景
塑料工业的发展确实给人类生产、生活带来了诸多便利，但同时大量的塑料垃圾也源源不断地产生出来，没有被妥善处置的塑料垃圾会直接进入或者以碎片、微粒的形式进入并存在于海洋中，并随海洋动力过程进行远距离的迁移，导致全球范围层面的海洋塑料污染。目前全世界海洋漂浮的微塑料已经远超5万亿个以上，每年给海洋生态系统造成的经济损失超过130亿美元。 国际上，通常将粒径<5 mm的塑料颗粒称为微塑料.微塑料的物理化学性质稳定，在环境中可以长期存在， 因此被认为是一种新型海洋和环境污染物。 海洋微塑料污染早已经是一个全球性问题。据《科学》杂志研究告，2016 年全球约192个沿海国家和地区共制造3亿吨塑料垃圾，其中约有900万吨直接或者间接地排入海洋。这些毫米级别、微米级别甚至纳米级别的塑料碎片都是微塑料污染物。微塑料或悬浮于海水中，或沉积到海底成为沉积物的组分，对海洋生态系统的潜在风险引起全球广泛关注[41。
2 生物附着效应
海洋环境中的微塑料可成為微生物和藻类等生物附着生长的载体 。微塑料进入海洋环境后，微生物会快速附着在其表面，一周左右便可形成牢固附着的生物膜 。Zettler等利用扫描电子显微镜和新一代基因测序技术分析发现，北大西洋近岸水体中附着在微塑料上的微生物群落包括异养生物、自养生物、共生生物等。科学家估算附着在海洋塑料碎片上的微生物总量高达15000吨 。有害生物的附着会让微塑料充当“移民”工具。微塑料物理化学性质稳定，在海洋环境中很难被降解，并在海洋动力过程作用下可远距离迁移。微塑料被生物附着后就成为生物传播的载体，附着生物的微塑料跨生物地理区系迁移，就会导致生物入侵。微塑料的生物附着极其复杂，季节变化、地理位置、水温、海水营养状况、底质类型、水流速度等都会影响生物在微塑料表面的附着 。
3 生物摄入微塑料生态效应
生物摄入是海洋微塑料进入食物网的重要途径。海洋环境中的微塑料很容易被大多数海洋生物，如浮游动物、底栖生物、鱼类、海鸟、海洋哺乳动物等摄入体内。首先，海洋生物摄入微塑料与其摄食和呼吸方式有关，微塑料的粒径较小，海洋生物的摄食方式很难将微塑料与食物分离开来，而利用鳃孔呼吸的海洋生物还可通过呼吸过程将微塑料吸入鳃室。其次，海洋生物会误食微塑料，海洋中的微塑料与浮游生物的大小和密度相似，容易被海洋生物误判为食物而主动捕获。微塑料可沿食物链进行传递，低营养级生物体内的微塑料通过捕食作用进入到高营养级生物体内。被海洋生物体摄入体内的微塑料颗粒可在其组织和器官中转移和富集，许多海洋生物的胃、肠道、消化管、肌肉等组织和器官甚至淋巴系统中均发现有微塑料存在[2]。
4 微塑料的毒性效应
室内培养试验已经取得了微塑料对部分生物个体的毒性效应研究结果，主要包括微塑料对生物体的存活率、生长发育、行为活动、生殖状况、基因表达等方面的影响。微塑料的毒性效应与其材质类型、尺寸大小、暴露剂量等有密切联系，并且受试物种的差异也非常显著。
5 微塑料与其它污染物的复合毒性
在海洋环境中，微塑料表面容易与其它不同类型污染物发生结合作用。研究显示，微塑料会从海洋环境中吸附一些疏水性持久性有机污染物，如多氯联苯、多溴联苯醚、有机氯农药、多环芳烃等，还会吸附一些重金属如铅、锌、铜等。当微塑料颗粒与其它污染物通过吸附或其它表面反应作用结合到一起时，会成为其它污染物进入到生物组织和器官的载体，届时微塑料与化学污染物会对生物机体产生复合毒性效应。例如微塑料与持久性有机污染物的复合体可导致日本青鳉鱼多个基因表达出现下调，并且雄性个体的生殖细胞出现了异常增殖现象，由此可见，微塑料暴露引起的毒性效应是化学污染物与微塑料共同作用结果[3]。
6 微塑料对污染物富集和迁移的影响
微塑料的颗粒小、比表面积大、疏水性强、表面会附着微生物等特点使其富集持久性有机污染物和重金属等污染物的能力增强，从而成为污染物的载体。微塑料材料和表面结构是影响其表面结合污染物的重要因素。污染物被吸附到塑料上以后，可以在洋流作用下长距离迁移，影响污染物的全球分布。不同国家和地区微塑料样品中有机污染物存在差異，这些差异体现了多氯联苯和有机氯农药的使用区域差异[4]。
7 讨论与展望
目前预防微塑料污染还是需要通过加强政策法规的制定和监管力度。加强社会对塑料污染危害性认识，加强加大塑料回收在利用和集中无害处理。由于海洋微塑料主要来源于陆源输入，因此需要控制源头输入，例如减少难降解塑料的使用，鼓励和支持可降解塑料的生产应用，持续监测海洋和海岸环境中的微塑料污染的分布与量的变化。我国作为塑料生产和使用的大国，更需要完善管理和技术体系，通过加强监控，并将微塑料的相关研究成果汇总至相关管理部门，制定控制和减少微塑料污染的政策和法规，限制塑料袋的使用范围和数量，减少塑料垃圾向环境的输入。未来应该加强微塑料的污染现状及生物摄入状况研究，生物效应及其毒理学机制研究，微塑料与我国海洋环境中常见化学污染物的复合效应研究，微塑料在海洋生态系统中的作用及其生物地球化学行为研究，微塑料采样、测定和鉴别方法的优化，在不同海洋生境中的观测研究，微塑料生态风险评估方法学研究和纳米尺寸微塑料研究。
参考文献
[1]丛冬雨. 我国区域海洋环境管理的协调机制研究[D].青岛：中国海洋大学，2011.
[2]全永波. 海洋污染跨区域治理的逻辑基础与制度建构[D].杭州：浙江大学，2017.
[3]宁凌，毛海玲.海洋环境治理中政府、企业与公众定位分析[J].海洋开发与管理，2017，34（04）：13-20.
[4]季千惠. 我国海洋生态环境保护保障机制研究[D].青岛：中国海洋大学，2014.
收稿日期：2018-01-11
作者简介：陈斌（1982-），男，博士，工程师，研究方向为海洋与海岸带综合管理。技术文
关键词：海洋微塑料；生态效应
中图分类号：X145 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0033-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.018
Abstract： This paper studies the effects of marine micro-plastic ecological effects. In this paper， the effects of micro-plastic on the enrichment and migration of pollutants were studied from the perspectives of micro-plastic bioadhesion， biological ingestion， toxicological effects， compound toxicity of micro-plastic and other pollutants， Ecological effects. Finally， the status of micro-plastic research and put forward prospects， and proposed prevention of micro-plastic pollution or through the need to strengthen the formulation and supervision of policies and regulations to achieve. We will continue to raise awareness of the dangers of plastic pollution and improve the management and technical system. By strengthening the monitoring and monitoring， we will summarize the relevant research results of micro-plastics to the relevant government departments and formulate laws， policies and regulations to control and reduce the pollution of micro-materials and eventually eliminate Micro plastic marine pollution.
Key words： Marine micro-plastic； Ecological effect
1 背景
塑料工业的发展确实给人类生产、生活带来了诸多便利，但同时大量的塑料垃圾也源源不断地产生出来，没有被妥善处置的塑料垃圾会直接进入或者以碎片、微粒的形式进入并存在于海洋中，并随海洋动力过程进行远距离的迁移，导致全球范围层面的海洋塑料污染。目前全世界海洋漂浮的微塑料已经远超5万亿个以上，每年给海洋生态系统造成的经济损失超过130亿美元。 国际上，通常将粒径<5 mm的塑料颗粒称为微塑料.微塑料的物理化学性质稳定，在环境中可以长期存在， 因此被认为是一种新型海洋和环境污染物。 海洋微塑料污染早已经是一个全球性问题。据《科学》杂志研究告，2016 年全球约192个沿海国家和地区共制造3亿吨塑料垃圾，其中约有900万吨直接或者间接地排入海洋。这些毫米级别、微米级别甚至纳米级别的塑料碎片都是微塑料污染物。微塑料或悬浮于海水中，或沉积到海底成为沉积物的组分，对海洋生态系统的潜在风险引起全球广泛关注[41。
2 生物附着效应
海洋环境中的微塑料可成為微生物和藻类等生物附着生长的载体 。微塑料进入海洋环境后，微生物会快速附着在其表面，一周左右便可形成牢固附着的生物膜 。Zettler等利用扫描电子显微镜和新一代基因测序技术分析发现，北大西洋近岸水体中附着在微塑料上的微生物群落包括异养生物、自养生物、共生生物等。科学家估算附着在海洋塑料碎片上的微生物总量高达15000吨 。有害生物的附着会让微塑料充当“移民”工具。微塑料物理化学性质稳定，在海洋环境中很难被降解，并在海洋动力过程作用下可远距离迁移。微塑料被生物附着后就成为生物传播的载体，附着生物的微塑料跨生物地理区系迁移，就会导致生物入侵。微塑料的生物附着极其复杂，季节变化、地理位置、水温、海水营养状况、底质类型、水流速度等都会影响生物在微塑料表面的附着 。
3 生物摄入微塑料生态效应
生物摄入是海洋微塑料进入食物网的重要途径。海洋环境中的微塑料很容易被大多数海洋生物，如浮游动物、底栖生物、鱼类、海鸟、海洋哺乳动物等摄入体内。首先，海洋生物摄入微塑料与其摄食和呼吸方式有关，微塑料的粒径较小，海洋生物的摄食方式很难将微塑料与食物分离开来，而利用鳃孔呼吸的海洋生物还可通过呼吸过程将微塑料吸入鳃室。其次，海洋生物会误食微塑料，海洋中的微塑料与浮游生物的大小和密度相似，容易被海洋生物误判为食物而主动捕获。微塑料可沿食物链进行传递，低营养级生物体内的微塑料通过捕食作用进入到高营养级生物体内。被海洋生物体摄入体内的微塑料颗粒可在其组织和器官中转移和富集，许多海洋生物的胃、肠道、消化管、肌肉等组织和器官甚至淋巴系统中均发现有微塑料存在[2]。
4 微塑料的毒性效应
室内培养试验已经取得了微塑料对部分生物个体的毒性效应研究结果，主要包括微塑料对生物体的存活率、生长发育、行为活动、生殖状况、基因表达等方面的影响。微塑料的毒性效应与其材质类型、尺寸大小、暴露剂量等有密切联系，并且受试物种的差异也非常显著。
5 微塑料与其它污染物的复合毒性
在海洋环境中，微塑料表面容易与其它不同类型污染物发生结合作用。研究显示，微塑料会从海洋环境中吸附一些疏水性持久性有机污染物，如多氯联苯、多溴联苯醚、有机氯农药、多环芳烃等，还会吸附一些重金属如铅、锌、铜等。当微塑料颗粒与其它污染物通过吸附或其它表面反应作用结合到一起时，会成为其它污染物进入到生物组织和器官的载体，届时微塑料与化学污染物会对生物机体产生复合毒性效应。例如微塑料与持久性有机污染物的复合体可导致日本青鳉鱼多个基因表达出现下调，并且雄性个体的生殖细胞出现了异常增殖现象，由此可见，微塑料暴露引起的毒性效应是化学污染物与微塑料共同作用结果[3]。
6 微塑料对污染物富集和迁移的影响
微塑料的颗粒小、比表面积大、疏水性强、表面会附着微生物等特点使其富集持久性有机污染物和重金属等污染物的能力增强，从而成为污染物的载体。微塑料材料和表面结构是影响其表面结合污染物的重要因素。污染物被吸附到塑料上以后，可以在洋流作用下长距离迁移，影响污染物的全球分布。不同国家和地区微塑料样品中有机污染物存在差異，这些差异体现了多氯联苯和有机氯农药的使用区域差异[4]。
7 讨论与展望
目前预防微塑料污染还是需要通过加强政策法规的制定和监管力度。加强社会对塑料污染危害性认识，加强加大塑料回收在利用和集中无害处理。由于海洋微塑料主要来源于陆源输入，因此需要控制源头输入，例如减少难降解塑料的使用，鼓励和支持可降解塑料的生产应用，持续监测海洋和海岸环境中的微塑料污染的分布与量的变化。我国作为塑料生产和使用的大国，更需要完善管理和技术体系，通过加强监控，并将微塑料的相关研究成果汇总至相关管理部门，制定控制和减少微塑料污染的政策和法规，限制塑料袋的使用范围和数量，减少塑料垃圾向环境的输入。未来应该加强微塑料的污染现状及生物摄入状况研究，生物效应及其毒理学机制研究，微塑料与我国海洋环境中常见化学污染物的复合效应研究，微塑料在海洋生态系统中的作用及其生物地球化学行为研究，微塑料采样、测定和鉴别方法的优化，在不同海洋生境中的观测研究，微塑料生态风险评估方法学研究和纳米尺寸微塑料研究。
参考文献
[1]丛冬雨. 我国区域海洋环境管理的协调机制研究[D].青岛：中国海洋大学，2011.
[2]全永波. 海洋污染跨区域治理的逻辑基础与制度建构[D].杭州：浙江大学，2017.
[3]宁凌，毛海玲.海洋环境治理中政府、企业与公众定位分析[J].海洋开发与管理，2017，34（04）：13-20.
[4]季千惠. 我国海洋生态环境保护保障机制研究[D].青岛：中国海洋大学，2014.
收稿日期：2018-01-11
作者简介：陈斌（1982-），男，博士，工程师，研究方向为海洋与海岸带综合管理。技术文
