典型微塑料对优势底栖动物的毒性效应研究

发布时间：2020-07-17 05:51

【摘要】：微塑料(microplastics,MPs)是指粒径小于5mm的塑料碎片或颗粒。微塑料作为环境中一种新型污染物,关于生物与微塑料的相互作用以及微塑料污染的生态毒性效应已成为当前研究的热点。本文以三种类型的微塑料低密度聚乙烯(LDPE)、聚己内酰胺(PA6)、聚氯乙烯(PVC)为实验材料,以霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和摇蚊幼虫(Chironomid)为主要受试生物体,分别从死亡率、生长发育、氧化应激、代谢化学角度,进行了一系列毒理学实验。研究结果为:(1)在短期(24h或48h)和长期(28d)微塑料的毒性作用下,相比较LDPE和PVC,PA6对霍甫水丝蚓和摇蚊幼虫的毒性效应较为显著;微塑料浓度与霍甫水丝蚓和摇蚊幼虫的死亡率、体长、体重整体上并未表现出显著的剂量-效应关系;微塑料对霍甫水丝蚓和摇蚊幼虫产生一定的毒性效应,相比较短期的毒性作用,长期的影响效果更为明显;相比较霍甫水丝蚓,摇蚊幼虫对微塑料毒性作用的响应更加显著。(2)高浓度的微塑料PA6的毒性作用可激发水生生物产生氧化应激反应,但也存在暴露时间上的差异性;LDPE对摇蚊幼虫和霍甫水丝蚓并未造成显著的氧化损伤;PVC的浓度变化对霍甫水丝蚓和摇蚊幼虫的抗氧化系统的影响更为显著,对水生生物抗氧化系统具有较为明显的损伤;(3)微塑料LDPE、PVC对霍甫水丝蚓排泄物中物质成分的变化具有一定的影响,特别对于饱和和不饱和脂肪酸的代谢具有显著的影响;高浓度LDPE和PVC的毒性作用整体上降低了霍甫水丝蚓排泄物中脂肪酸的含量,但在低浓度条件下脂肪酸的检出种类和含量均有所增加。其次比较PVC,LDPE对霍甫水丝蚓排泄物中脂肪酸变化的影响更为显著。本研究探讨了典型微塑料对摇蚊幼虫和霍甫水丝蚓的死亡率、生长发育、抗氧化系统及代谢化学的毒性效应,为了解和评估微塑料在淡水环境中的毒性效应及建立基于生物毒性的沉积物质量基准提供有效数据。
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X171.5
【图文】：

形貌特征,塑料,样品

国普利茅斯大学 Thompson 教授[1]在 Science 上首次提出概念，开启了学术界对海洋微塑料的广泛研究。目前，凡是粒为微塑料[2]。目前塑料制品大量的被用于人们的生产和生活量也在大量增加，且微塑料的类型繁多，根据材质的不同，）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、（PEst）[3,4]；根据形状上的差异性微塑料又可分为颗粒状微料、塑料微粒、泡沫塑料和塑料薄膜等[5]。比较大尺寸的海、难降解、在环境中长期存在，且广泛分布于海洋水体以及物体内赋存，通过食物链进行传递和生物放大，危害人体健物[6]。2011 年，联合国环境规划署（UNEP）将海洋微塑料境问题和挑战[7]。2018 年世界环境日的主题定为“塑战速决世界各国齐心协力对抗一次性塑料污染问题[8]。

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对于湖泊、河流等内陆淡水环境中微塑料的污染研究尚有阶段。与海洋环境相比，人类的生产生活主要依赖于淡水环境体系，塑料污染、毒性效应以及安全生态风险评价的研究显得更为迫切和境体系与人类接触频繁，可能普遍存在有微塑料污染问题。微塑料可水生生物以及沉积物环境中。中国作为一个人口大国，塑料的使用和淡水环境中微塑料的污染也可能更为严重。根据微塑料的产生过程的微塑料分为初级微塑料和次级微塑料。所谓初级微塑料是指直接使用塑料微塑料主要存在于化妆品、药物及抛光料等产品中；次级微塑料在物理、化学、生物等作用下不断裂解形成的粒径小于 5mm 的塑料来源尚未明确。个人护理品中的塑料微珠、合成纤维洗涤产生的微塑原料以及人类生产生活中的塑料垃圾均可能成为微塑料的直接来源物理、化学和生物作用降解、农业地膜的水土流水以及地表径流的陆处理尾水均可能成为微塑料的直接来源[9,18, 19]。

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图 1.3 淡水环境中微塑料的行为和归趋[32]Figure 1.3 Behavior and fate of microplastics in freshwater environments[32]料的污染现状5 年，张凯[33]等人研究了三峡水库微塑料的污染情况，并发表了研究性论篇有关淡水环境中微塑料污染的报道。随后，针对我国淡水环境中微塑料展。在对洞庭湖、洪湖[34]、太湖[35]、武汉城市水体[36]、上海城市河道[37淡水水体中微塑料进行分析和检测后发现，微塑料在这些水体中均有赋料在我国淡水水环境中分布广泛且污染现状普遍存在。在水体中，太湖表中调查检测到的微塑料的丰度最高，分别可达到 6.8×106个/km2和 1；在沉积物中，研究发现上海城市河道沉积物中微塑料丰度最高，能够达到可见，微塑料在水环境中的分布与区域经济发展有着一定的关系，一般，淡水环境中微塑料的污染情况较严重。与国外相比，我国淡水环境中微高，为高出 2-3 个数量级[39]，由此可见我国淡水环境中微塑料污染现状更

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