微塑料的“海底之旅”，滤食性贝类扮演了什么角色？

近年来，微塑料污染已成为全球海洋生态系统面临的重大环境问题，微塑料被证实正在濒危的加拉帕戈斯企鹅的食物网中迅速积累。微塑料不仅对海洋生物造成直接伤害，还通过食物链影响人类健康。一项新的研究深入分析一项关于典型海水养殖滤食性生物（如海鞘、牡蛎、扇贝和蛤蜊）对微塑料垂直迁移的定量研究，探讨其在微塑料生物沉积中的作用及其生态意义。

微塑料进入海洋后，通常会在表层水体中积累。然而，研究发现，表层水体中的微塑料通量仅占预期入海通量的1%，这表明海洋中存在将微塑料从表层运输到海底的机制。物理化学过程和海洋生物的作用是推动微塑料垂直迁移的主要因素，但目前对海洋生物在这一过程中的具体作用知之甚少。

研究团队利用自主研发的原位生物沉积物捕集器，定量分析了海鞘（Halocynthia roretzi）、牡蛎（Crassostrea gigas）、扇贝（Chlamys farreri）和蛤蜊（Ruditapes philippinarum）等典型海水养殖滤食性生物对微塑料的生物沉积速率。通过比较不同生物的微塑料生物沉积速率，揭示了这些生物在微塑料垂直迁移中的重要作用。

研究结果表明，滤食性生物对促进微塑料沉降具有重要作用，特别是显著增加了小粒径（<1000 μm）和低密度（密度小于海水）微塑料的沉积。扇贝的微塑料生物沉积速率最高，达到了1.14 ± 0.07 items·ind·d 或 0.5 ± 0.03 items·g·d。这些结果表明，海水养殖滤食性生物通过生物沉积作用，显著影响了微塑料从表层到海底的迁移过程。

本研究为理解微塑料的源汇动态和阐明微塑料在海洋中空间变异性提供了新的见解。滤食性生物的生理生态过程增强了海洋水层-底栖耦合作用，进一步揭示了海洋中的生物塑料泵机制。这一发现对制定微塑料污染治理策略具有重要意义。

参考文献：L Meng，X Sun，Q Li，S Zheng，J Liang，C Zhao.  Quantification of the vertical transport of microplastics by biodeposition of typical mariculture filter-feeding organisms.  Science of The Total Environment  doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168226

一、为什么微塑料污染成为全球关注的环境问题？

微塑料污染之所以成为全球关注的焦点，主要是因为其对生态环境和人类健康构成的严重威胁，以及其广泛的分布和持久性。

1、对生态环境的影响：

• 微塑料被海洋生物误食，可能导致窒息、消化系统损伤，甚至通过食物链富集，对海洋生态系统造成严重破坏。
• 微塑料在海洋中吸附各种有害物质，如重金属、有机污染物等，这些污染物可能通过食物链传递，对海洋生物产生毒性作用。
• 微塑料的存在可能改变海洋生态系统的结构和功能，影响浮游植物的光合作用，破坏食物网。

2、对人类健康的影响：

• 微塑料通过食物链进入人体，可能对人体健康产生潜在的危害。
• 空气中的微塑料颗粒可能被人体吸入，对呼吸系统造成损害。
• 微塑料对人体健康的长期影响尚不明确，但其潜在的危害不容忽视。

3、广泛分布和持久性：

• 微塑料已经遍布全球的海洋、河流、土壤、空气，甚至人体中。
• 塑料的降解速度非常缓慢，微塑料可以在环境中存在数百年甚至数千年。

4、难以治理：

• 微塑料的来源广泛，包括塑料制品分解、工业生产、个人护理品等，难以从源头上彻底解决。
• 微塑料的尺寸小，分布广泛，监测和清除难度较大。

总而言之，微塑料污染是一个复杂而严峻的环境问题，需要全球共同努力，从源头减少塑料的使用，加强对海洋环境的保护，才能有效应对这一挑战。

二、典型海水养殖滤食性生物如何影响微塑料的垂直迁移？

典型海水养殖滤食性生物（如海鞘、牡蛎、扇贝和蛤蜊）通过其滤食和生物沉积过程显著影响微塑料的垂直迁移。

滤食性生物通过摄取水中的微塑料颗粒，将其从水体中移除。由于这些生物能够过滤大量的水，它们在短时间内可以摄取大量的微塑料。滤食性生物在消化过程中将微塑料与其他未消化的物质一起排出，形成生物沉积物。这些沉积物由于密度较大，会沉降到海底，从而将微塑料从表层水体转移到海底。不同滤食性生物的生物沉积速率不同。例如，研究发现扇贝的微塑料生物沉积速率最高，这意味着它们在微塑料垂直迁移中起到了更显著的作用。滤食性生物的活动增强了海洋水层与底栖生态系统的耦合作用。这种耦合作用有助于微塑料从表层水体向海底的迁移，进一步影响微塑料在海洋中的分布和积累。

通过这些机制，典型海水养殖滤食性生物在微塑料的垂直迁移中发挥了重要作用。

三、容易生物沉积的微塑料有哪些类型和尺寸？

微塑料的生物沉积，即海洋生物摄入微塑料后，通过排泄等方式将微塑料沉积到海底的过程。这一过程受到微塑料的类型、尺寸、形状、密度等多种因素的影响。

一般来说，密度接近或大于海水的微塑料更容易被生物摄入并沉积。常见的类型包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚酯（PET）等。

• 聚乙烯（PE）：密度较小，但由于其广泛应用，在海洋环境中含量较高。
• 聚丙烯（PP）：密度较小，但形状不规则的碎片容易被生物误食。
• 聚苯乙烯（PS）：密度较小，但浮力较大，更容易在海面漂浮。
• 聚酯（PET）：密度较大，且形状多样，容易被生物摄入。

影响微塑料生物沉积的因素有很多，包括微塑料的密度、微塑料的形状、微塑料的表面性质、生物的摄食行为等。密度接近海水的微塑料更容易悬浮在水中，被生物摄入的概率更高。不规则形状的微塑料更容易被生物误认为食物。微塑料表面的吸附物（如有机物、细菌）会影响其在水中的悬浮性和生物可利用性。滤食性生物的摄食行为、滤食器官结构等都会影响对微塑料的摄取。

总之，容易生物沉积的微塑料通常是密度接近海水、形状不规则、表面吸附有机物的微米级至毫米级颗粒。这些微塑料通过生物的摄食和排泄过程，被输送到海底沉积物中。需要注意的是，微塑料的生物沉积是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。不同海域、不同生物种群对微塑料的摄取和沉积过程存在差异。

四、思考

在不同的海洋环境条件（如温度、盐度、污染水平）下，滤食性生物对微塑料垂直迁移的影响是否存在显著差异？这些差异如何影响微塑料的沉积速率和分布？

不同种类的滤食性生物在微塑料垂直迁移中的作用是否存在显著差异？生物多样性如何影响微塑料的沉积和迁移过程？

滤食性生物对微塑料垂直迁移的长期生态影响是什么？这些影响是否会导致海洋生态系统的结构和功能发生变化？

这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~

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