聚苯乙烯微塑料对多环芳烃在威廉腔蚓(Metaphire guillelmi)与双齿围沙蛋(Perinereis aibuhitensis)体内归趋的影响

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海洋与陆地环境中微塑料的广泛存在受到了广泛关注。一方面,由于微塑料的微小粒径,环境中的生物易经过采食作用将其富集与体内;另一方面,微塑料的巨大比表面积以及高疏水性使其容易吸附环境中的疏水性有机污染物。多环芳烃是环境中一种常见的疏水性持久有机污染物,大量研究证明了微塑料对于多环芳烃的吸附作用,环境中的微塑料表面污染物中也有多环芳烃检出。微塑料可以作为多环芳烃在环境中的携带者,具有将污染物从环境中转移至生物体内的潜在风险,然而现阶段对于微塑料对多环芳烃在生物体内归趋的影响研究却鲜有研究。本研究利用放射性同位素示踪技术,在研究了聚苯乙烯微塑料对于两种多环芳烃-菲与芘的吸附作用基础上,探究了陆地环境中微塑料对于菲在土壤中的生物可利用性影响以及微塑料对菲在食土蚯蚓体内的归趋影响;同时在海洋环境中,本研究开发了一种同时检测生物体内纳米级微塑料与多环芳烃的方法,研究了微塑料的存在对于海洋底栖生物沙蚕富集芘的影响。土壤体系中,本研究观察10天内两种粒径微塑料对菲在两种土壤中的矿化的影响,同时观测了两种粒径微塑料对于菲在土壤蚯蚓体内的富集总量、器官分布、提取态与结合态比例以及代谢情况的影响,最后探究了不同处理下两种土壤中菲的生物可利用性变化。实验结果表明微塑料的加入会降低菲及其代谢产物在土壤体系中的矿化,且抑制作用与菲的负载方式、塑料的粒径相关;蚯蚓主要通过肠道富集土壤中的菲,微塑料的存在会降低蚯蚓对菲及其代谢产物的富集总量;纳米级微塑料的加入会改变蚯蚓体内菲及其代谢产物提取态与结合态比例,使提取态的相对含量升高;土壤中微塑料的存在会降低土壤中菲的生物可利用性,推测微塑料通过吸附作用改变土壤中菲的生物可利用性从而改变菲在蚯蚓体内的归趋。人工海水体系中,本研究开发了一种使用蛋白酶消解生物组织并同时检测生物体内荧光微塑料与多环芳烃的方法。与已有的微塑料或多环芳烃检测方法相比,本方法在保持有高生物组织消解率(91.3±2.5%)的情况下,同时保证了荧光微塑料与多环芳烃的完整性(回收率分别为91.9± 3.2%,87.7±7.2%),且对塑料表面性质不会产生影响,保证了塑料的完整性。在测定两种粒径荧光微塑料对芘的吸附基础上,通过4天富集实验验证了方法的可行性,并观测到了微塑料对于沙蚕富集芘的抑制作用。本研究进一步揭示了微塑料对于多环芳烃对生物体内的归趋影响,为正确评价微塑料的环境风险提供了依据,丰富了微塑料与多环芳烃在生物体内的检测方法,为研究微塑料与有机污染物共同的归趋提供了新思路。
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