海洋塑料垃圾的环境行为与生态效应研究进展

海洋塑料污染是一个全球性问题.塑料垃圾作为海洋塑料污染物之一,对其研究和认识还不全面.本文在总结国内外相关研究基础上,综述了海洋塑料垃圾的来源与分布、降解、添加剂浸出、附着海洋生物和吸附污染物等环境行为,以及其生物效应(缠绕海洋动物和被海洋动物摄食).根据海洋塑料垃圾的研究现状,未来应加强测定方法、塑料浸出物的毒性效应、潜在污染物、生态效应评价方法和污染防治政策等方面的研究.     

大型蚤对五价砷抗性选择的响应

金属污染对栖息在该环境中的生物具有强大的选择力,生物若能进化出对该金属的抗性则能在该环境中生存下去,否则将会灭绝。人工模拟的选择方法可以用来研究生物对金属的抗性进化。为了探索大型蚤(Daphnia magna)是否能进化出对五价砷(As(Ⅴ))的抗性,采用多代选择的方法对其进行了As(Ⅴ)诱导的抗性响应研究。依据本实验室大型蚤对As(Ⅴ)的96h半致死浓度(4.25 mg·L~(-1)),试验选取As(Ⅴ)亚致死浓度(8.0 mg·L~(-1))对大型蚤进行选择,每代选择30%~50%对As(Ⅴ)耐受性高的大型蚤转移至不加As(Ⅴ)环境下继续繁殖得到下一代,并重复该选择过程至获得第五代(F5)终止试验。以选择组F5代及对照组F5代大型蚤为测试目标,考察其在As(Ⅴ)继续暴露下的存活时间以期获得具As(Ⅴ)抗性大型蚤。结果显示,在F5代中,选择组大型蚤在As(Ⅴ)(8.0 mg·L~(-1))暴露下的存活时间相比对照组显著延长175%,证实了大型蚤对As(Ⅴ)的进化抗性。进一步研究发现,选择组F5代与对照组F5代相比繁殖力下降19.96%,平均每批产仔量降低15.71%。这表明经过五代人工选择后,大型蚤能够进化出对As(Ⅴ)的抗性,而这种抗性的进化伴随以生物适应性参数的降低为代价。另外,大型蚤对这种抗性的获得机制(对As(Ⅴ)的累积和脱毒机制)仍需进一步研究。     

沉积物中无机硒对霍甫水丝蚓的生物效应研究

硒是动物体必需微量元素之一,水体沉积物中无机硒主要以Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)形态存在,而目前有关无机硒对底栖动物的生物效应研究较为匮乏.本实验以典型底栖动物霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)为研究对象,通过测定抗氧化、神经和消化系统中生化指标的变化,分析了暴露浓度(2～40μg·g-1)、暴露时间(2周和2个月)和硒价态(Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ))对其生物效应的影响.结果显示,脂质过氧化水平(以TBARS含量表示)在暴露2周和2个月后,均未受到硒价态的影响,但是暴露2周后,在5μg·g-1组有一升高峰值,而暴露2个月后,在5μg·g-1组有一降低峰值.抗氧化酶活性在暴露2周后,受到硒价态显著影响,Se(Ⅳ)导致3种抗氧化酶活性逐渐升高并在20μg·g-1达到平衡,而Se(Ⅵ)在5μg·g-1即造成抗氧化酶活性升高,并随浓度的升高恢复到对照组水平;暴露2个月后,抗氧化酶未受到硒价态影响,过氧化氢酶(CAT)活性在5μg·g-1浓度附近有一降低峰值,超氧化物歧化酶(SOD)活性在5μg·g-1浓度附近有一升高峰值,而谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性没有变化.乙酰胆碱酯酶(AChE)活性受到硒价态影响较小,暴露2周后只有5μg·g-1 Se(Ⅳ)导致AChE酶活性升高,而暴露2个月后,随着浓度升高Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)均导致AChE酶活性降低.α-葡糖苷酶(α-Glu)活性仅在5μg·g-1暴露组升高,且受到暴露时间和价态差异的影响.研究表明,硒的暴露浓度、时间和硒价态显著影响硒的生物效应,这为阐明沉积物中无机硒对底栖无脊椎动物生物效应及机制提供了基础数据.