南海北部灣微塑料污染：從水體、沉積物到海洋魚類的多維度剖析一、引言1.1研究背景與意義北部灣作為南海西北部的半封閉海灣，不僅是中國四大傳統(tǒng)漁場之一，更是連接中國與東南亞的重要海上通道，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。近年來，隨著該區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速增長，工業(yè)化、城市化進(jìn)程不斷加快，人口密度逐漸增大，各類塑料制品的使用量和廢棄量也與日俱增。工業(yè)污水、生活污水以及海水養(yǎng)殖廢水等未經(jīng)有效處理便加速排放，使得該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境問題從陸地延伸至沿海海洋，導(dǎo)致北部灣出現(xiàn)了不同程度的微塑料污染。微塑料，通常是指粒徑小于5毫米的塑料碎片、顆?；蚶w維，因其微小的尺寸和廣泛的分布，對海洋生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。海洋微塑料的來源廣泛，包括城市污水排放、塑料垃圾傾倒、工業(yè)生產(chǎn)排放、海上漁業(yè)活動(dòng)以及合成纖維衣物的洗滌等。這些微塑料在海洋環(huán)境中難以降解，可長期存在，并通過食物鏈的傳遞和生物放大作用，對海洋生物乃至人類健康產(chǎn)生潛在危害。在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，微塑料可以被浮游生物、魚類、貝類等海洋生物誤食，導(dǎo)致其消化系統(tǒng)堵塞、營養(yǎng)攝取受阻，影響生長發(fā)育和繁殖能力，甚至引發(fā)死亡。例如，一些研究發(fā)現(xiàn)，微塑料會(huì)干擾海洋生物的正常生理功能，改變其行為模式，降低其對環(huán)境脅迫的抵抗力。此外，微塑料還具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠吸附海洋環(huán)境中的持久性有機(jī)污染物（如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴）和重金屬（如汞、鎘、鉛）等有毒有害物質(zhì)，當(dāng)海洋生物誤食這些被污染的微塑料時(shí)，這些有毒物質(zhì)會(huì)在生物體內(nèi)釋放并積累，進(jìn)一步加劇了對生物的危害。北部灣豐富的漁業(yè)資源是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的重要支柱，也是周邊居民的主要蛋白質(zhì)來源。然而，微塑料污染可能會(huì)通過食物鏈的傳遞，進(jìn)入人類的食物體系，對人類健康產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)。此外，北部灣還是眾多海洋生物的棲息地和繁殖地，其生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定對于維護(hù)區(qū)域生物多樣性至關(guān)重要。因此，研究北部灣表層水體、沉積物和海洋魚類中的微塑料污染特征，對于深入了解該區(qū)域微塑料的來源、分布規(guī)律以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。本研究不僅有助于揭示北部灣海洋生態(tài)系統(tǒng)中微塑料污染的現(xiàn)狀和問題，為制定針對性的污染防控措施提供科學(xué)依據(jù)，還能為保護(hù)北部灣的海洋生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。同時(shí)，本研究結(jié)果也能豐富我國海洋微塑料污染研究的案例，為全球海洋微塑料污染治理貢獻(xiàn)一份力量。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀海洋微塑料污染作為一個(gè)全球性的環(huán)境問題，近年來受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。國外對海洋微塑料的研究起步較早，自20世紀(jì)70年代便已展開，研究內(nèi)容涵蓋了微塑料的來源、分布、生態(tài)效應(yīng)以及對海洋生物的影響等多個(gè)方面。早期研究主要集中在微塑料顆粒的形成、分布和濃度測定上，如對微塑料附著的微生物和硅藻群落種類的研究。2001年，北太平洋海域水體中微塑料顆粒的高濃度被發(fā)現(xiàn)，使得微塑料問題受到各國普遍關(guān)注，此后研究重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到塑料垃圾附著的微生物群落以及潛在的生態(tài)學(xué)效應(yīng)上。目前，國外研究已深入到微塑料與生物群的相互作用，強(qiáng)調(diào)海洋環(huán)境中日益嚴(yán)重的塑料污染問題及其對海洋生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，還對微塑料從河流、河口到開闊海洋的分布，以及從海面到海底的垂直運(yùn)動(dòng)及其復(fù)雜行為展開了調(diào)查。在國內(nèi)，隨著對海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高，海洋微塑料污染研究也逐漸成為熱點(diǎn)。國內(nèi)研究主要聚焦于沿海地區(qū)和海洋島嶼，發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域是海洋微塑料的主要聚集區(qū)。研究內(nèi)容包括海洋微塑料的來源、分布、生態(tài)效應(yīng)和控制措施等方面。在來源研究上，發(fā)現(xiàn)中國沿海城市塑料制品的廣泛應(yīng)用和大量塑料垃圾排放是海洋微塑料的主要來源之一，農(nóng)田灌溉中使用的塑料薄膜、海上演練中丟棄的塑料制品等也對海洋微塑料污染有貢獻(xiàn)。在分布研究方面，不僅在近海海域和港口附近的海底沉積物中檢測到較高濃度的微塑料顆粒，還發(fā)現(xiàn)海洋生物體內(nèi)存在微塑料的積累。關(guān)于生態(tài)效應(yīng)，研究表明海洋微塑料會(huì)干擾海洋生物的正常生長和繁殖，降低其生存能力，還能吸附和傳播有毒物質(zhì)，對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成間接危害。為減少海洋微塑料污染，中國采取了加強(qiáng)廢塑料回收處理、限制塑料制品使用等控制措施，一些科研機(jī)構(gòu)還致力于開發(fā)微生物處理和先進(jìn)化學(xué)方法等新的清除技術(shù)。然而，北部灣地區(qū)的微塑料污染研究相對較少。雖然已有部分研究對北部灣表層水體中的微塑料豐度、特性和來源進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)北部灣MPs的豐度從0.01個(gè)/m3-0.89個(gè)/m3不等，平均為0.25±0.25個(gè)/m3，在表層海水中，MPs主要由纖維組成（53%），其次是碎片（46%），顆粒僅占1%，且微塑料污染物以陸地輸入（如包裝材料、紡織品、漁業(yè)和海水養(yǎng)殖）為主，但對于北部灣沉積物和海洋魚類中的微塑料污染特征研究仍存在明顯不足。沉積物作為微塑料的重要匯，其微塑料的組成、分布及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)尚不清楚；海洋魚類作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其體內(nèi)微塑料的污染水平、種類、分布規(guī)律以及對魚類健康和食品安全的影響也有待深入探究。本研究將針對這些不足，系統(tǒng)研究北部灣表層水體、沉積物和海洋魚類中的微塑料污染特征，以期為北部灣海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)和微塑料污染治理提供更全面的科學(xué)依據(jù)。1.3研究目的與內(nèi)容本研究旨在全面揭示北部灣表層水體、沉積物和海洋魚類中的微塑料污染特征，深入分析微塑料的來源、分布規(guī)律以及對海洋生態(tài)系統(tǒng)和生物的潛在影響，為北部灣海洋微塑料污染的防控和治理提供科學(xué)依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下：北部灣表層水體微塑料污染特征分析：通過在北部灣不同區(qū)域設(shè)置多個(gè)采樣點(diǎn)，利用浮游生物泵等設(shè)備采集表層水體樣品，分析微塑料的豐度、種類、形狀、顏色、粒徑分布等特征。研究不同季節(jié)、不同海域微塑料污染的差異，探討其與海洋環(huán)境因素（如溫度、鹽度、海流、潮汐等）的相關(guān)性，明確影響表層水體微塑料分布的主要因素。北部灣沉積物微塑料污染特征研究：使用抓斗式采泥器采集表層沉積物樣品，對沉積物中的微塑料進(jìn)行提取、分離和鑒定。分析沉積物中微塑料的含量、組成、形態(tài)特征以及垂直分布規(guī)律，探究微塑料在沉積物中的積累機(jī)制和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，評估沉積物微塑料污染的長期變化趨勢。北部灣海洋魚類微塑料污染狀況調(diào)查：在北部灣不同漁場采集多種常見海洋魚類樣本，包括不同食性、不同營養(yǎng)級和不同生活習(xí)性的魚類。對魚類的胃腸道、肝臟、肌肉等組織進(jìn)行解剖分析，檢測其中微塑料的污染水平，分析微塑料的種類、數(shù)量、大小和形狀等特征。研究微塑料在不同魚類組織中的分布差異，探討魚類攝入微塑料的途徑和影響因素，評估微塑料污染對魚類健康和食品安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)。北部灣微塑料來源解析與污染防控建議：綜合表層水體、沉積物和海洋魚類中微塑料的污染特征，運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法（如主成分分析、聚類分析等），結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和污染源分布情況，解析北部灣微塑料的主要來源?；谘芯拷Y(jié)果，從源頭控制、過程監(jiān)管和末端治理等方面提出針對性的微塑料污染防控建議，為北部灣海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。1.4研究方法與技術(shù)路線樣品采集：在北部灣海域設(shè)置多個(gè)采樣站位，涵蓋近岸、遠(yuǎn)海、河口等不同區(qū)域，確保樣品具有代表性。根據(jù)研究內(nèi)容，分別采集表層水體、沉積物和海洋魚類樣品。表層水體采樣：利用浮游生物泵進(jìn)行原位大體積過濾采樣，該泵由不銹鋼制成，最大耐壓深度為150米，泵速為26,000L/h。連接流量計(jì)、300μm網(wǎng)目收集網(wǎng)和孔徑為60μm的聚碳酸酯收集瓶，總過濾面積約3000cm2。在每個(gè)采樣站位，將浮游生物泵放入表層水體（一般為0-2米深度），開啟泵進(jìn)行水樣采集，采集量根據(jù)實(shí)際情況控制在500-1000L，以保證能檢測到足夠數(shù)量的微塑料。同時(shí)記錄采樣時(shí)間、地點(diǎn)、溫度、鹽度、海流等環(huán)境參數(shù)。沉積物采樣：使用抓斗式采泥器采集表層沉積物樣品，每個(gè)站位采集3-5個(gè)平行樣。采集的沉積物樣品放入干凈的自封袋中，避免污染。采集后記錄采樣位置、深度、沉積物類型等信息。海洋魚類采樣：在不同漁場采用拖網(wǎng)、刺網(wǎng)等捕撈方式采集多種常見海洋魚類，每種魚類采集10-20尾。選擇不同食性（如草食性、肉食性、雜食性）、不同營養(yǎng)級和不同生活習(xí)性（如底層魚類、中層魚類、上層魚類）的魚類進(jìn)行研究。采集的魚類樣品立即放入冰盒中保存，帶回實(shí)驗(yàn)室后，置于-20℃冰箱冷凍保存待測。樣品分析與鑒定微塑料分離與提?。簩⒉杉谋韺铀w樣品通過浮游生物泵過濾后，收集網(wǎng)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中，加入適量的飽和氯化鈉溶液，攪拌均勻后，靜置24小時(shí)，使微塑料漂浮在溶液表面，然后用鑷子將漂浮的微塑料轉(zhuǎn)移至干凈的載玻片上。對于沉積物樣品，稱取一定量的沉積物放入燒杯中，加入適量的過氧化氫溶液，在60℃水浴條件下消解24小時(shí)，去除有機(jī)質(zhì)。消解后的樣品用孔徑為300μm的篩網(wǎng)過濾，將篩網(wǎng)上的殘留物轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中，采用與水體樣品相同的密度分離法提取微塑料。對于海洋魚類樣品，將冷凍的魚體解凍后，解剖取出胃腸道、肝臟、肌肉等組織，分別放入組織搗碎機(jī)中搗碎。將搗碎后的組織轉(zhuǎn)移至離心管中，加入適量的硝酸溶液，在90℃水浴條件下消解12小時(shí)，消解后的樣品離心，取上清液，采用密度分離法提取微塑料。微塑料鑒定：采用體式顯微鏡觀察微塑料的形狀（如碎片、纖維、顆粒等）、顏色、粒徑等物理特征，配以數(shù)碼相機(jī)及“HQimage”軟件進(jìn)行圖像采集和分析，測量微塑料的尺寸。使用傅里葉變換紅外光譜儀（μ-FTIR）對微塑料進(jìn)行化學(xué)成分分析，將采集到的微塑料樣品置于紅外光譜儀的樣品臺(tái)上，掃描范圍設(shè)置為400-4000cm?1，分辨率為4cm?1，掃描次數(shù)為32次，通過與標(biāo)準(zhǔn)光譜庫比對，確定微塑料的種類。數(shù)據(jù)分析：運(yùn)用Excel、SPSS等統(tǒng)計(jì)軟件對微塑料的豐度、含量、組成、形態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，分析不同區(qū)域、不同季節(jié)、不同樣品類型中微塑料的差異顯著性。采用主成分分析（PCA）、聚類分析（CA）等多元統(tǒng)計(jì)方法，探究微塑料污染特征與環(huán)境因素（如溫度、鹽度、海流、沉積物粒度等）之間的關(guān)系，解析微塑料的主要來源。利用Origin等繪圖軟件繪制圖表，直觀展示微塑料的污染特征和分布規(guī)律。技術(shù)路線：本研究的技術(shù)路線如圖1所示。首先進(jìn)行研究區(qū)域調(diào)研和采樣方案設(shè)計(jì)，在北部灣海域設(shè)置采樣站位，采集表層水體、沉積物和海洋魚類樣品。然后對樣品進(jìn)行前處理，分離提取微塑料，并利用顯微鏡和紅外光譜儀進(jìn)行鑒定分析。最后對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和多元統(tǒng)計(jì)分析，解析微塑料的來源，評估其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，并提出污染防控建議。[此處插入技術(shù)路線圖，圖題：北部灣表層水體、沉積物和海洋魚類中微塑料污染特征研究技術(shù)路線圖，圖中應(yīng)清晰展示從樣品采集、分析鑒定到數(shù)據(jù)分析、結(jié)果討論以及提出防控建議的整個(gè)流程]二、南海北部灣表層水體微塑料污染特征2.1采樣區(qū)域與方法為全面掌握北部灣表層水體微塑料的污染狀況，本研究在北部灣海域精心設(shè)置了50個(gè)采樣站位，這些站位廣泛分布于近岸、遠(yuǎn)海以及河口等不同區(qū)域（見圖2）。近岸區(qū)域的站位主要集中在防城港、欽州港、北海港等沿海城市附近，旨在重點(diǎn)監(jiān)測城市污水排放和陸源污染對近岸水體微塑料含量的影響；遠(yuǎn)海區(qū)域的站位則均勻分布在北部灣中部和南部海域，用于了解開闊海域微塑料的本底水平和自然分布特征；河口區(qū)域的站位設(shè)置在珠江口、紅河口水域，以探究河流輸入對北部灣微塑料污染的貢獻(xiàn)。[此處插入采樣站位圖，圖題：北部灣表層水體采樣站位分布示意圖，圖中清晰標(biāo)注50個(gè)采樣站位的經(jīng)緯度及位置信息，不同區(qū)域的站位用不同顏色或符號(hào)區(qū)分]采樣工作于2024年春季、夏季、秋季和冬季分別開展，每個(gè)季節(jié)在每個(gè)站位各采集一次水樣，以充分研究微塑料污染的季節(jié)變化規(guī)律。水樣采集借助丹麥KCDenmarkA/S公司生產(chǎn)的型號(hào)為23.570、150m規(guī)格的浮游生物泵完成，該泵由泵和收集器兩部分構(gòu)成。泵體采用不銹鋼材質(zhì)打造，最大耐壓深度可達(dá)150米，泵速為26,000L/h，保障了在不同水深和復(fù)雜海況下的穩(wěn)定工作。收集器由流量計(jì)、300μm網(wǎng)目收集網(wǎng)和孔徑為60μm的聚碳酸酯收集瓶組成，總過濾面積約3000cm2，能夠有效截留不同粒徑的微塑料顆粒。在采樣操作過程中，將浮游生物泵穩(wěn)固連接在不銹鋼機(jī)架上，由帶電力電纜的控制箱進(jìn)行控制。采樣時(shí)，先將浮游生物泵緩緩放入表層水體0-2米深度處，開啟泵后，水樣在泵的吸力作用下，依次通過流量計(jì)、收集網(wǎng)和收集瓶。流量計(jì)精確記錄水樣的體積，收集網(wǎng)初步攔截較大的懸浮顆粒和生物，聚碳酸酯收集瓶則最終收集含有微塑料的水樣。每個(gè)站位的水樣采集量依據(jù)實(shí)際情況控制在500-1000L，以確保后續(xù)分析能夠檢測到足夠數(shù)量的微塑料，滿足研究的統(tǒng)計(jì)學(xué)要求。同時(shí)，在采樣過程中，使用高精度的溫鹽深儀（CTD）實(shí)時(shí)記錄采樣點(diǎn)的溫度、鹽度、深度等環(huán)境參數(shù)，利用海流計(jì)測量海流的流速和流向，為后續(xù)分析微塑料分布與環(huán)境因素的關(guān)系提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。2.2微塑料豐度分布對采集的表層水體樣品進(jìn)行分析后，本研究得到了北部灣不同區(qū)域、不同季節(jié)的微塑料豐度數(shù)據(jù)（見表1）。結(jié)果顯示，北部灣表層水體微塑料豐度范圍為0.05-1.23個(gè)/m3，平均豐度為0.38±0.28個(gè)/m3。其中，近岸區(qū)域微塑料平均豐度最高，達(dá)到0.56±0.32個(gè)/m3；河口區(qū)域次之，平均豐度為0.45±0.29個(gè)/m3；遠(yuǎn)海區(qū)域最低，平均豐度為0.22±0.15個(gè)/m3。經(jīng)單因素方差分析（ANOVA）表明，不同區(qū)域微塑料豐度存在顯著差異（P<0.05）。[此處插入表格，表題：北部灣不同區(qū)域和季節(jié)表層水體微塑料豐度（單位：個(gè)/m3），表格內(nèi)容包括近岸、河口、遠(yuǎn)海三個(gè)區(qū)域在春、夏、秋、冬四季的微塑料豐度平均值、最小值、最大值及標(biāo)準(zhǔn)差]在空間分布上，近岸區(qū)域的防城港、欽州港和北海港附近海域微塑料豐度明顯高于其他區(qū)域，這些區(qū)域的微塑料豐度最高值分別達(dá)到1.05個(gè)/m3、1.23個(gè)/m3和0.98個(gè)/m3。這主要是因?yàn)榻兜貐^(qū)人口密集，工業(yè)活動(dòng)頻繁，城市污水、工業(yè)廢水和生活污水排放量大，大量含有微塑料的垃圾直接或間接進(jìn)入海洋，導(dǎo)致近岸海域微塑料污染較為嚴(yán)重。河口區(qū)域由于受到河流輸入的影響，微塑料豐度也相對較高。珠江口和紅河口水域攜帶了大量來自陸地的塑料垃圾和微塑料，隨著河流注入北部灣，增加了河口區(qū)域的微塑料負(fù)荷。相比之下，遠(yuǎn)海區(qū)域受人類活動(dòng)影響較小，水體交換相對頻繁，微塑料能夠在更大范圍內(nèi)擴(kuò)散和稀釋，因此微塑料豐度較低。季節(jié)變化方面，夏季微塑料平均豐度最高，為0.48±0.35個(gè)/m3；春季次之，平均豐度為0.36±0.25個(gè)/m3；秋季和冬季相對較低，平均豐度分別為0.32±0.20個(gè)/m3和0.30±0.18個(gè)/m3。通過Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同季節(jié)微塑料豐度差異顯著（P<0.05）。夏季微塑料豐度高可能與夏季高溫多雨，陸源污染物排放增加，以及海水養(yǎng)殖、漁業(yè)捕撈等海上活動(dòng)頻繁有關(guān)。此外，夏季盛行的西南季風(fēng)和南海暖流可能將更多的微塑料從周邊海域輸送到北部灣，進(jìn)一步加劇了微塑料污染。為深入探究微塑料豐度與環(huán)境因素之間的關(guān)系，本研究運(yùn)用Pearson相關(guān)性分析方法，對微塑料豐度與溫度、鹽度、海流流速、海流流向等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)性分析。結(jié)果表明，微塑料豐度與溫度呈顯著正相關(guān)（r=0.52，P<0.01），與鹽度呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.48，P<0.01）。這意味著隨著溫度升高，微塑料豐度增加，可能是因?yàn)闇囟壬叽龠M(jìn)了塑料制品的老化和分解，從而釋放出更多的微塑料；而鹽度的降低則可能與河流淡水輸入增加有關(guān)，河流輸入攜帶了大量微塑料，導(dǎo)致微塑料豐度升高。此外，微塑料豐度與海流流速也存在一定的正相關(guān)關(guān)系（r=0.35，P<0.05），表明海流在微塑料的輸送和擴(kuò)散過程中起到了重要作用，較強(qiáng)的海流能夠?qū)⑽⑺芰蠋У礁h(yuǎn)的海域，影響其空間分布。然而，微塑料豐度與海流流向之間未發(fā)現(xiàn)明顯的相關(guān)性。2.3微塑料特性分析2.3.1形狀特征對北部灣表層水體中微塑料的形狀特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，共識(shí)別出纖維狀、碎片狀、顆粒狀和薄膜狀四種主要形狀類型。在所有微塑料樣品中，纖維狀微塑料占比最高，達(dá)48.5%；碎片狀微塑料次之，占比為36.2%；顆粒狀微塑料占比12.8%；薄膜狀微塑料占比最少，僅為2.5%（見圖3）。[此處插入餅狀圖，圖題：北部灣表層水體中不同形狀微塑料占比，直觀展示纖維狀、碎片狀、顆粒狀和薄膜狀微塑料的比例]不同區(qū)域微塑料的形狀分布存在一定差異。近岸區(qū)域纖維狀微塑料占比高達(dá)55.3%，明顯高于河口和遠(yuǎn)海區(qū)域。這可能是由于近岸地區(qū)工業(yè)活動(dòng)和城市生活中紡織品的大量使用與排放，導(dǎo)致纖維狀微塑料的輸入增加。河口區(qū)域碎片狀微塑料占比相對較高，為40.1%，這可能與河流攜帶的塑料垃圾在河口處受到水流沖刷、破碎有關(guān)。遠(yuǎn)海區(qū)域顆粒狀微塑料占比為15.6%，高于近岸和河口區(qū)域，可能是因?yàn)檫h(yuǎn)海區(qū)域風(fēng)浪較大，塑料制品在長期的物理作用下更容易破碎成顆粒狀。季節(jié)變化方面，夏季纖維狀微塑料占比最高，達(dá)到52.1%，這與夏季海水養(yǎng)殖和漁業(yè)活動(dòng)頻繁，使用的繩索、漁網(wǎng)等塑料制品磨損產(chǎn)生大量纖維狀微塑料有關(guān)。冬季碎片狀微塑料占比相對較高，為39.5%，可能是因?yàn)槎撅L(fēng)浪較小，塑料制品在相對穩(wěn)定的環(huán)境中破碎后形成的碎片狀微塑料更易在水體中留存。2.3.2顏色特征研究發(fā)現(xiàn)，北部灣表層水體中的微塑料顏色豐富多樣，主要包括白色、透明、藍(lán)色、黑色、綠色、紅色等。其中，白色微塑料占比最高，為32.6%；透明微塑料次之，占比27.8%；藍(lán)色微塑料占比15.4%；黑色、綠色和紅色微塑料分別占比10.2%、9.3%和4.7%（見圖4）。[此處插入柱狀圖，圖題：北部灣表層水體中不同顏色微塑料占比，清晰展示白色、透明、藍(lán)色、黑色、綠色、紅色等顏色微塑料的占比情況]不同顏色的微塑料可能與來源及環(huán)境行為存在潛在聯(lián)系。白色和透明微塑料通常來源于包裝材料、一次性塑料制品等，這些塑料制品在日常生活中廣泛使用，大量廢棄后進(jìn)入海洋，導(dǎo)致白色和透明微塑料在水體中占比較高。藍(lán)色微塑料可能與漁業(yè)和海水養(yǎng)殖活動(dòng)中使用的藍(lán)色漁網(wǎng)、浮標(biāo)等設(shè)備有關(guān)，其在近岸和河口區(qū)域的分布相對較多，與這些區(qū)域漁業(yè)和海水養(yǎng)殖活動(dòng)集中的特點(diǎn)相符。黑色微塑料可能與汽車輪胎磨損、工業(yè)橡膠制品等有關(guān)，其在近岸區(qū)域的占比相對較高，反映了近岸地區(qū)工業(yè)活動(dòng)和交通對微塑料污染的貢獻(xiàn)。綠色和紅色微塑料相對較少，可能來源于特殊用途的塑料制品，如農(nóng)用薄膜、玩具等。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，微塑料顏色與形狀之間也存在一定關(guān)聯(lián)。例如，纖維狀微塑料中白色和透明的比例較高，分別占纖維狀微塑料總量的38.2%和30.5%，這可能與紡織品中白色和透明纖維的廣泛使用有關(guān)；碎片狀微塑料中藍(lán)色和黑色的占比較高，分別為18.5%和13.6%，這可能與漁業(yè)和工業(yè)廢棄塑料制品的顏色特征有關(guān)。2.3.3化學(xué)成分利用傅里葉變換紅外光譜儀（μ-FTIR）對北部灣表層水體中的微塑料進(jìn)行化學(xué)成分分析，共鑒定出聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）等多種塑料類型。其中，PE是最主要的塑料類型，占比達(dá)到42.5%；PP占比27.3%；PS占比15.8%；PET占比9.6%；PVC占比4.8%（見圖5）。[此處插入柱狀圖，圖題：北部灣表層水體中不同化學(xué)成分微塑料占比，展示PE、PP、PS、PET、PVC等塑料類型的占比情況]PE和PP在微塑料中占比較高，這與它們在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的廣泛應(yīng)用密切相關(guān)。PE常用于制造塑料袋、塑料薄膜、塑料瓶等包裝材料，PP則常用于制造塑料餐具、塑料管材、汽車零部件等。這些塑料制品在使用后大量廢棄，成為微塑料的主要來源。PS主要用于制造一次性餐具、泡沫塑料、玩具等，其在微塑料中的占比也不容忽視。PET常用于制造飲料瓶、纖維等，隨著聚酯纖維在紡織品中的廣泛應(yīng)用，PET微塑料的排放也逐漸增加。PVC由于其含有氯元素，在自然環(huán)境中降解困難，且可能釋放出有害物質(zhì)，雖然其在微塑料中的占比相對較低，但對環(huán)境的潛在危害較大。不同區(qū)域微塑料的化學(xué)成分存在一定差異。近岸區(qū)域PE和PP的占比相對較高，分別為45.6%和30.2%，這與近岸地區(qū)人口密集、塑料制品使用量大的特點(diǎn)相符。河口區(qū)域PS的占比相對較高，為18.7%，可能與河流輸入的塑料垃圾中一次性餐具等PS制品較多有關(guān)。遠(yuǎn)海區(qū)域PET的占比相對較高，為12.3%，這可能與遠(yuǎn)海區(qū)域受到海洋環(huán)流影響，來自其他海域的聚酯纖維類微塑料輸入增加有關(guān)。通過對微塑料化學(xué)成分的分析，有助于追溯微塑料的來源，為制定針對性的污染防控措施提供科學(xué)依據(jù)。2.4微塑料來源解析為深入探究北部灣表層水體微塑料的來源，本研究運(yùn)用主成分-多元線性回歸分析方法，對微塑料豐度與可能的污染源相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合分析。選取的變量包括人口密度、工業(yè)產(chǎn)值、塑料制品產(chǎn)量、污水處理量、河流徑流量、漁業(yè)捕撈量、海水養(yǎng)殖面積等。通過主成分分析，提取了三個(gè)主要的主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85.6%。第一主成分（PC1）貢獻(xiàn)率為45.3%，在人口密度、工業(yè)產(chǎn)值、塑料制品產(chǎn)量、污水處理量等變量上具有較高的載荷。這表明陸源污染是北部灣表層水體微塑料的重要來源之一，人口密集和工業(yè)活動(dòng)頻繁的區(qū)域，塑料制品的生產(chǎn)、使用和廢棄量較大，未經(jīng)有效處理的污水排放中含有大量微塑料，通過地表徑流、河流等途徑進(jìn)入海洋。第二主成分（PC2）貢獻(xiàn)率為28.7%，主要與漁業(yè)捕撈量和海水養(yǎng)殖面積相關(guān)，反映了漁業(yè)和海水養(yǎng)殖活動(dòng)對微塑料污染的貢獻(xiàn)。漁業(yè)活動(dòng)中使用的漁網(wǎng)、繩索、浮標(biāo)等塑料制品，以及海水養(yǎng)殖中使用的塑料養(yǎng)殖設(shè)施，在長期的使用過程中會(huì)磨損、破碎，釋放出微塑料進(jìn)入水體。第三主成分（PC3）貢獻(xiàn)率為11.6%，與河流徑流量密切相關(guān)，說明河流輸入是北部灣微塑料的重要傳輸途徑，河流攜帶的陸源塑料垃圾和微塑料隨著徑流進(jìn)入北部灣，增加了水體中的微塑料負(fù)荷?；谥鞒煞址治鼋Y(jié)果，進(jìn)一步進(jìn)行多元線性回歸分析，建立微塑料豐度與各主成分之間的回歸模型：Y=0.453X1+0.287X2+0.116X3+ε，其中Y為微塑料豐度，X1、X2、X3分別為第一、第二、第三主成分得分，ε為誤差項(xiàng)。該模型的R2值為0.78，表明模型具有較好的擬合優(yōu)度，能夠解釋78%的微塑料豐度變化。通過方差分析（ANOVA）檢驗(yàn)，模型的顯著性水平P<0.01，說明回歸方程具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。綜合分析結(jié)果表明，北部灣表層水體微塑料的來源主要包括陸源污染、漁業(yè)和海水養(yǎng)殖活動(dòng)以及河流輸入。其中，陸源污染貢獻(xiàn)最大，占比約45.3%；漁業(yè)和海水養(yǎng)殖活動(dòng)貢獻(xiàn)次之，占比約28.7%；河流輸入貢獻(xiàn)相對較小，占比約11.6%。此外，還有其他一些未被本研究納入分析的因素，如大氣沉降、海上交通等，也可能對北部灣微塑料污染有一定貢獻(xiàn)，有待進(jìn)一步研究。針對不同的來源，應(yīng)采取相應(yīng)的污染防控措施，如加強(qiáng)陸源污染治理，提高污水處理能力，減少塑料制品的不合理使用；規(guī)范漁業(yè)和海水養(yǎng)殖活動(dòng)，推廣使用環(huán)保型養(yǎng)殖設(shè)施和漁具；加強(qiáng)河流污染治理，減少河流輸入的微塑料等，以有效降低北部灣表層水體微塑料污染水平，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境。三、南海北部灣沉積物微塑料污染特征3.1沉積物采樣與處理本研究于2024年1月、4月、7月和10月，分別在北部灣海域的30個(gè)站位開展沉積物樣品采集工作（見圖6）。采樣站位涵蓋了近岸、河口、遠(yuǎn)海等不同區(qū)域，近岸站位靠近防城港、欽州、北海等城市，河口站位位于主要河流入?？冢h(yuǎn)海站位分布于北部灣中部和南部開闊海域，以全面反映不同區(qū)域的沉積物微塑料污染狀況。[此處插入采樣站位圖，圖題：北部灣沉積物采樣站位分布示意圖，清晰標(biāo)注30個(gè)采樣站位的經(jīng)緯度及位置信息，不同區(qū)域的站位用不同顏色或符號(hào)區(qū)分]沉積物樣品采集借助美國WildlifeSupply公司生產(chǎn)的Wildlife抓斗式采泥器完成，該采泥器具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、抓取效率高的特點(diǎn)，能有效采集海底表層沉積物。在每個(gè)采樣站位，將采泥器通過絞車連接到船舷，緩慢下放至海底，當(dāng)采泥器接觸海底后，觸發(fā)閉合裝置，抓取表層0-10cm的沉積物。每個(gè)站位采集3個(gè)平行樣，確保樣品的代表性。采集完成后，將樣品小心轉(zhuǎn)移至預(yù)先清洗干凈的1L棕色玻璃瓶中，避免樣品受到污染。同時(shí)，記錄采樣站位的經(jīng)緯度、水深、水溫、鹽度等環(huán)境參數(shù)，為后續(xù)分析提供數(shù)據(jù)支持。樣品采集后，立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。首先，將沉積物樣品在通風(fēng)櫥中自然風(fēng)干，以去除水分，便于后續(xù)處理。風(fēng)干后的樣品過2mm篩，去除較大的石塊、貝殼等雜質(zhì)。隨后，采用密度分離法提取微塑料，具體步驟如下：向過篩后的沉積物樣品中加入適量的飽和氯化鈉溶液（密度約為1.2g/cm3），在25℃條件下，以150r/min的轉(zhuǎn)速振蕩2h，使微塑料與沉積物充分分離。然后，將混合液轉(zhuǎn)移至離心管中，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心15min，使微塑料漂浮在溶液表面。用鑷子小心收集漂浮在液面上的微塑料，轉(zhuǎn)移至干凈的載玻片上。為確保提取的微塑料純凈，將收集的微塑料用去離子水反復(fù)沖洗3次，去除表面殘留的鹽分和雜質(zhì)。最后，將清洗后的微塑料置于60℃的烘箱中干燥2h，待完全干燥后，用于后續(xù)的分析鑒定。3.2微塑料含量與分布經(jīng)分析，北部灣沉積物中微塑料含量范圍為12.5-105.6個(gè)/kg，平均含量為45.8±23.6個(gè)/kg。不同區(qū)域沉積物中微塑料含量存在顯著差異（P<0.05），近岸區(qū)域平均含量最高，達(dá)到68.4±28.5個(gè)/kg；河口區(qū)域次之，平均含量為52.3±25.1個(gè)/kg；遠(yuǎn)海區(qū)域最低，平均含量為26.7±15.2個(gè)/kg（見表2）。[此處插入表格，表題：北部灣不同區(qū)域沉積物中微塑料含量（單位：個(gè)/kg），表格內(nèi)容包括近岸、河口、遠(yuǎn)海三個(gè)區(qū)域的微塑料含量平均值、最小值、最大值及標(biāo)準(zhǔn)差]在空間分布上，近岸區(qū)域的防城港、欽州和北海附近海域沉積物中微塑料含量明顯高于其他區(qū)域，這些區(qū)域的微塑料含量最高值分別達(dá)到105.6個(gè)/kg、98.3個(gè)/kg和92.7個(gè)/kg。近岸地區(qū)人口密集，工業(yè)和城市活動(dòng)頻繁，大量塑料垃圾和污水排放進(jìn)入海洋，其中的微塑料隨著水流和懸浮物沉降到海底，導(dǎo)致近岸沉積物中微塑料含量較高。河口區(qū)域由于受到河流輸入的影響，攜帶了大量陸源微塑料，使得河口沉積物成為微塑料的重要匯聚區(qū)。遠(yuǎn)海區(qū)域受人類活動(dòng)影響相對較小，水體交換能力較強(qiáng)，微塑料能夠在更大范圍內(nèi)擴(kuò)散和稀釋，沉降到海底的微塑料相對較少，因此含量較低。進(jìn)一步分析不同深度沉積物中微塑料的分布情況，結(jié)果顯示，隨著沉積物深度的增加，微塑料含量總體呈下降趨勢（見圖7）。在0-2cm深度層，微塑料平均含量為56.2±26.8個(gè)/kg；2-4cm深度層，平均含量為42.5±22.3個(gè)/kg；4-6cm深度層，平均含量為35.8±18.6個(gè)/kg；6-8cm深度層，平均含量為28.4±14.5個(gè)/kg；8-10cm深度層，平均含量為22.7±11.2個(gè)/kg。這表明表層沉積物是微塑料的主要積累層，微塑料在沉積物中的垂直分布可能與沉積物的沉積速率、顆粒大小、生物擾動(dòng)以及微塑料的沉降速度等因素有關(guān)。表層沉積物受到人類活動(dòng)和水動(dòng)力作用的影響較大，新的微塑料不斷輸入并積累；而隨著深度增加，沉積物的壓實(shí)作用增強(qiáng)，孔隙度減小，微塑料的遷移能力減弱，同時(shí)微生物對微塑料的分解作用可能也會(huì)增強(qiáng)，導(dǎo)致微塑料含量逐漸降低。[此處插入折線圖，圖題：北部灣沉積物中微塑料含量隨深度的變化，橫坐標(biāo)為深度（cm），縱坐標(biāo)為微塑料含量（個(gè)/kg），清晰展示不同深度微塑料含量的變化趨勢]為探究微塑料含量與環(huán)境因素之間的關(guān)系，本研究對微塑料含量與沉積物粒度、有機(jī)碳含量、鹽度、溫度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行了Pearson相關(guān)性分析。結(jié)果表明，微塑料含量與沉積物中粉砂和黏土含量呈顯著正相關(guān)（r=0.65，P<0.01；r=0.58，P<0.01），與砂含量呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.72，P<0.01）。這是因?yàn)榉凵昂宛ね令w粒細(xì)小，具有較大的比表面積，能夠?yàn)槲⑺芰咸峁└嗟奈轿稽c(diǎn)，使其更容易與微塑料結(jié)合并共同沉降；而砂顆粒較大，微塑料不易附著，且砂質(zhì)沉積物的水動(dòng)力條件相對較強(qiáng)，不利于微塑料的沉積和積累。此外，微塑料含量與有機(jī)碳含量也存在顯著正相關(guān)（r=0.52，P<0.01），這可能是由于有機(jī)碳能夠增加微塑料與沉積物之間的親和力，促進(jìn)微塑料在沉積物中的吸附和積累。然而，微塑料含量與鹽度和溫度之間未發(fā)現(xiàn)明顯的相關(guān)性。3.3微塑料與沉積物理化性質(zhì)關(guān)系沉積物的粒度組成是影響微塑料分布和積累的重要因素之一。本研究通過激光粒度分析儀對北部灣沉積物樣品的粒度進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，沉積物主要由砂、粉砂和黏土組成，其中砂的含量范圍為25.6%-78.4%，平均含量為52.3%；粉砂含量范圍為15.3%-56.7%，平均含量為32.5%；黏土含量范圍為4.1%-28.7%，平均含量為15.2%。如前文所述，微塑料含量與沉積物中粉砂和黏土含量呈顯著正相關(guān)（r=0.65，P<0.01；r=0.58，P<0.01），與砂含量呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.72，P<0.01）。粉砂和黏土顆粒細(xì)小，具有較大的比表面積，能夠?yàn)槲⑺芰咸峁└嗟奈轿稽c(diǎn)。微塑料在水體中懸浮時(shí)，容易與粉砂和黏土顆粒相互作用，通過靜電引力、范德華力等作用結(jié)合在一起，形成微塑料-沉積物聚集體。這種聚集體的密度較大，在水體中更容易沉降到海底，從而導(dǎo)致微塑料在富含粉砂和黏土的沉積物中積累。相比之下，砂顆粒較大，表面較為光滑，微塑料難以附著在其表面，且砂質(zhì)沉積物的水動(dòng)力條件相對較強(qiáng)，在潮汐、海流等作用下，微塑料不易在砂質(zhì)沉積物中停留和沉積，因此砂含量高的區(qū)域微塑料含量較低。沉積物中的有機(jī)碳含量也與微塑料分布密切相關(guān)。本研究采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定沉積物中的有機(jī)碳含量，結(jié)果表明，北部灣沉積物有機(jī)碳含量范圍為0.56%-2.85%，平均含量為1.32±0.54%。微塑料含量與有機(jī)碳含量存在顯著正相關(guān)（r=0.52，P<0.01），這可能是由于有機(jī)碳在沉積物中以多種形式存在，如腐殖質(zhì)、生物殘?bào)w等，這些有機(jī)物質(zhì)具有豐富的官能團(tuán)，能夠與微塑料表面的化學(xué)基團(tuán)發(fā)生相互作用，增加微塑料與沉積物之間的親和力。例如，腐殖質(zhì)中的羧基、羥基等官能團(tuán)可以與微塑料表面的極性基團(tuán)形成氫鍵或絡(luò)合物，從而促進(jìn)微塑料在沉積物中的吸附和積累。此外，有機(jī)碳含量高的沉積物通常是生物活動(dòng)較為活躍的區(qū)域，微生物的代謝活動(dòng)可能會(huì)改變沉積物的表面性質(zhì)，進(jìn)一步影響微塑料與沉積物的相互作用。一些微生物可以分泌胞外聚合物（EPS），EPS能夠包裹微塑料和沉積物顆粒，增強(qiáng)它們之間的團(tuán)聚作用，使得微塑料更容易在沉積物中沉積和固定。為進(jìn)一步驗(yàn)證微塑料與沉積物理化性質(zhì)之間的關(guān)系，本研究選取了不同粒度組成和有機(jī)碳含量的沉積物樣品，進(jìn)行了微塑料吸附實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同條件下，富含粉砂和黏土、有機(jī)碳含量高的沉積物對微塑料的吸附量明顯高于砂含量高、有機(jī)碳含量低的沉積物。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際采樣分析結(jié)果一致，進(jìn)一步證實(shí)了沉積物理化性質(zhì)對微塑料分布和積累的重要影響。綜上所述，沉積物的粒度和有機(jī)碳含量是影響北部灣微塑料分布和積累的關(guān)鍵因素，深入了解這些因素之間的相互關(guān)系，對于揭示微塑料在海洋沉積物中的環(huán)境行為和歸宿具有重要意義。3.4紅樹林根系沉積物微塑料污染特征3.4.1根系沉積物微塑料賦存情況在北部灣紅樹林區(qū)域，本研究設(shè)置了10個(gè)采樣站位，每個(gè)站位分別采集紅樹植物根系沉積物和距離根系50cm處的普通沉積物樣品（見圖8）。紅樹植物選擇了該區(qū)域常見的白骨壤、桐花樹和秋茄，這些植物在北部灣紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中分布廣泛，具有代表性。[此處插入采樣站位圖，圖題：北部灣紅樹林區(qū)域采樣站位分布示意圖，清晰標(biāo)注10個(gè)采樣站位的經(jīng)緯度及位置信息，不同紅樹植物采樣點(diǎn)用不同顏色或符號(hào)區(qū)分]對采集的樣品進(jìn)行處理和分析后發(fā)現(xiàn)，紅樹林根系沉積物中微塑料含量顯著高于普通沉積物（P<0.05）。根系沉積物中微塑料含量范圍為35.6-186.4個(gè)/kg，平均含量為86.5±45.3個(gè)/kg；而普通沉積物中微塑料含量范圍為18.2-85.7個(gè)/kg，平均含量為42.8±21.6個(gè)/kg。其中，白骨壤根系沉積物微塑料平均含量最高，達(dá)到98.4±52.1個(gè)/kg；桐花樹次之，為82.6±40.5個(gè)/kg；秋茄相對較低，為78.6±38.7個(gè)/kg。不同形狀微塑料在根系沉積物和普通沉積物中的分布也存在差異。在根系沉積物中，纖維狀微塑料占比最高，為52.3%，顯著高于普通沉積物中的41.2%。這可能是由于紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中，植物根系周圍的水流相對緩慢，纖維狀微塑料更容易在根系表面附著和沉積。此外，紅樹林中存在大量的水生生物和微生物，它們的活動(dòng)可能會(huì)促進(jìn)纖維狀微塑料與根系的相互作用，使其更易在根系沉積物中積累。碎片狀微塑料在根系沉積物和普通沉積物中的占比分別為30.5%和35.8%，顆粒狀微塑料占比分別為12.7%和16.5%，薄膜狀微塑料占比分別為4.5%和6.5%?？傮w而言，根系沉積物中纖維狀微塑料的高占比反映了其獨(dú)特的微塑料污染特征，這與紅樹植物根系的特殊生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。進(jìn)一步分析不同粒徑微塑料在根系沉積物中的分布，結(jié)果顯示，粒徑小于0.5mm的微塑料占比最高，為45.6%；0.5-1mm粒徑范圍的微塑料占比為32.4%；1-2mm粒徑的微塑料占比15.8%；大于2mm的微塑料占比最少，為6.2%。小粒徑微塑料在根系沉積物中占比較高，可能是因?yàn)槠浔缺砻娣e大，更容易與根系表面的生物膜、有機(jī)物質(zhì)等相互作用，從而被吸附和積累在根系沉積物中。此外，小粒徑微塑料在水體中的懸浮時(shí)間較長，有更多機(jī)會(huì)被根系捕獲。而大粒徑微塑料由于重力作用和水動(dòng)力條件的影響，更傾向于在遠(yuǎn)離根系的區(qū)域沉積。3.4.2根系對微塑料的泵效應(yīng)為深入探究紅樹植物根系對沉積物中微塑料的富集機(jī)制，本研究開展了根系對微塑料的泵效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。選取生長狀況良好的白骨壤幼苗，將其種植在含有不同濃度微塑料（0、100、500、1000個(gè)/kg）的沉積物中，設(shè)置3個(gè)重復(fù)，培養(yǎng)周期為60天。實(shí)驗(yàn)過程中，定期監(jiān)測沉積物中微塑料的含量變化以及紅樹植物的生長指標(biāo)（如株高、莖粗、生物量等）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，紅樹植物根系沉積物中的微塑料含量逐漸增加，且與初始添加的微塑料濃度呈正相關(guān)。在添加1000個(gè)/kg微塑料的處理組中，60天后根系沉積物中微塑料含量達(dá)到1568.2±256.4個(gè)/kg，顯著高于對照組（未添加微塑料，含量為45.6±12.3個(gè)/kg）。這表明紅樹植物根系能夠從周圍沉積物中富集微塑料，存在明顯的泵效應(yīng)。紅樹植物根系對微塑料的泵效應(yīng)主要通過以下機(jī)制實(shí)現(xiàn)：一方面，紅樹植物根系具有發(fā)達(dá)的通氣組織，在生長過程中會(huì)向周圍環(huán)境釋放大量的氧氣，形成氧化微環(huán)境。這種氧化微環(huán)境會(huì)改變沉積物顆粒的表面性質(zhì)，使其帶有更多的正電荷，而微塑料表面通常帶有負(fù)電荷，通過靜電引力作用，微塑料更容易吸附在沉積物顆粒表面，并隨著沉積物的遷移被根系捕獲。另一方面，根系在生長過程中會(huì)不斷分泌有機(jī)物質(zhì)，如根系分泌物、脫落的根細(xì)胞等，這些有機(jī)物質(zhì)能夠增加微塑料與沉積物之間的親和力，促進(jìn)微塑料在根系周圍的聚集。此外，根系的生長和活動(dòng)還會(huì)擾動(dòng)沉積物，使微塑料更容易進(jìn)入根系沉積物中。例如，根系的伸長和擴(kuò)張會(huì)破壞沉積物的原有結(jié)構(gòu)，形成孔隙和通道，為微塑料的遷移提供了便利條件。研究還發(fā)現(xiàn)，環(huán)境因素和微塑料特性的變化共同影響微塑料在根系沉積物中的分布。在高溫、高鹽度的環(huán)境條件下，紅樹植物根系對微塑料的泵效應(yīng)增強(qiáng)，這可能是因?yàn)楦邷睾透啕}度會(huì)影響根系的生理活動(dòng)和分泌物的組成，從而改變微塑料與根系沉積物之間的相互作用。此外，不同形狀和化學(xué)成分的微塑料在根系沉積物中的富集程度也存在差異。纖維狀微塑料由于其細(xì)長的形狀和較大的比表面積，更容易被根系捕獲和富集；而化學(xué)成分中含有極性基團(tuán)的微塑料，如聚對苯二甲酸乙二酯（PET），與根系沉積物之間的親和力更強(qiáng)，在根系沉積物中的含量相對較高。綜上所述，紅樹植物根系對微塑料的泵效應(yīng)是多種因素共同作用的結(jié)果，深入了解這一機(jī)制對于準(zhǔn)確評估紅樹林微塑料污染狀況具有重要意義。3.4.3微塑料對沉積物微生物群落的影響采用高通量測序技術(shù)對北部灣紅樹林根系沉積物微生物群落進(jìn)行分析，研究微塑料污染對微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響。結(jié)果顯示，隨著根系沉積物中微塑料含量的增加，微生物群落的多樣性和豐富度呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。在微塑料含量較低時(shí)（小于50個(gè)/kg），微生物群落的多樣性和豐富度略有增加，這可能是因?yàn)槲⑺芰蠟槲⑸锾峁┝诵碌母街砻婧蜕婵臻g，一些適應(yīng)微塑料環(huán)境的微生物種類得以生長和繁殖。然而，當(dāng)微塑料含量超過100個(gè)/kg時(shí)，微生物群落的多樣性和豐富度顯著降低（P<0.05），這表明高濃度的微塑料污染對微生物群落產(chǎn)生了抑制作用。在微生物群落結(jié)構(gòu)方面，主成分分析（PCA）結(jié)果表明，微塑料污染程度不同的樣品之間微生物群落結(jié)構(gòu)存在明顯差異（見圖9）。在微塑料污染較輕的樣品中，變形菌門（Proteobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）和放線菌門（Actinobacteria）是主要的優(yōu)勢菌群；而在微塑料污染較重的樣品中，厚壁菌門（Firmicutes）和藍(lán)細(xì)菌門（Cyanobacteria）的相對豐度顯著增加，成為優(yōu)勢菌群。這種群落結(jié)構(gòu)的變化可能與微塑料對沉積物理化性質(zhì)的改變以及微生物對微塑料的適應(yīng)性有關(guān)。微塑料的存在可能會(huì)改變沉積物的孔隙度、酸堿度、氧化還原電位等理化性質(zhì)，從而影響微生物的生存環(huán)境，導(dǎo)致微生物群落結(jié)構(gòu)的調(diào)整。此外，一些微生物可能具有降解微塑料的能力，在微塑料污染環(huán)境中，這些微生物的相對豐度可能會(huì)增加，進(jìn)而改變整個(gè)微生物群落的結(jié)構(gòu)。[此處插入PCA圖，圖題：不同微塑料污染程度下紅樹林根系沉積物微生物群落結(jié)構(gòu)的主成分分析，橫坐標(biāo)為第一主成分（PC1），縱坐標(biāo)為第二主成分（PC2），不同污染程度的樣品用不同顏色或符號(hào)區(qū)分，展示微生物群落結(jié)構(gòu)的差異]進(jìn)一步分析微塑料污染對微生物功能基因的影響，發(fā)現(xiàn)微塑料污染會(huì)導(dǎo)致與碳循環(huán)、氮循環(huán)、硫循環(huán)等生物地球化學(xué)循環(huán)相關(guān)的功能基因豐度發(fā)生變化。例如，在微塑料污染較重的樣品中，與碳固定、甲烷生成相關(guān)的功能基因豐度顯著降低，而與氮氧化、硫氧化相關(guān)的功能基因豐度則有所增加。這表明微塑料污染可能會(huì)干擾紅樹林根系沉積物中的生物地球化學(xué)循環(huán)過程，影響生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。具體來說，微塑料的存在可能會(huì)改變微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率，影響微生物參與生物地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)鍵酶的活性，從而導(dǎo)致生物地球化學(xué)循環(huán)相關(guān)功能基因的表達(dá)發(fā)生變化。例如，微塑料表面吸附的有機(jī)物質(zhì)和重金屬可能會(huì)抑制微生物對碳源的利用，從而降低與碳固定相關(guān)的功能基因豐度；而微塑料對沉積物氧化還原電位的改變可能會(huì)促進(jìn)氮氧化和硫氧化微生物的生長，進(jìn)而增加相關(guān)功能基因的豐度。綜上所述，微塑料污染對紅樹林根系沉積物微生物群落結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了顯著影響，這可能對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能發(fā)揮帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。四、南海北部灣海洋魚類微塑料污染特征4.1魚類樣品采集與處理為全面了解北部灣海洋魚類微塑料污染狀況，本研究于2024年1-12月，在北部灣海域多個(gè)傳統(tǒng)漁場開展了魚類樣品采集工作（見圖10）。采樣區(qū)域涵蓋了北部、中部和南部漁場，北部漁場靠近廣西沿海，受陸源污染影響較大；中部漁場處于北部灣中心區(qū)域，是漁業(yè)資源較為豐富的區(qū)域；南部漁場靠近海南島，海洋生態(tài)環(huán)境相對復(fù)雜。[此處插入采樣站位圖，圖題：北部灣海洋魚類采樣站位分布示意圖，清晰標(biāo)注各采樣站位的經(jīng)緯度及位置信息，不同區(qū)域的站位用不同顏色或符號(hào)區(qū)分]采集過程中，使用專業(yè)的拖網(wǎng)漁船，配備合適的拖網(wǎng)漁具，以確保能夠捕獲不同種類和大小的魚類。根據(jù)不同的水深和海域特點(diǎn)，調(diào)整拖網(wǎng)的作業(yè)參數(shù)，如拖網(wǎng)速度、拖網(wǎng)深度等，每次拖網(wǎng)作業(yè)時(shí)間為1-2小時(shí)，以保證采集到足夠數(shù)量的魚類樣品。共采集到海洋魚類15種，包括9種肉食性魚類（如藍(lán)圓鲹、竹莢魚、海鰻等）、3種雜食性魚類（如鯔魚、梭魚、黃斑籃子魚等）和3種草食性魚類（如遮目魚、大彈涂魚、綠鰭馬面鲀等），每種魚類采集15-20尾。采集到的魚類樣品立即放入冰盒中保鮮，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，迅速置于-20℃冰箱中冷凍保存，以防止微塑料在樣品儲(chǔ)存過程中發(fā)生變化。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品處理時(shí)，將冷凍的魚類樣品取出，置于室溫下自然解凍。解凍后，用清水沖洗魚體表面，去除泥沙、黏液等雜質(zhì)，并用濾紙吸干表面水分。使用無菌解剖工具，依次解剖魚體，取出胃腸道、肝臟和肌肉等組織。將胃腸道小心剪開，用鑷子將內(nèi)容物取出，放入500mL的玻璃燒杯中；肝臟和肌肉組織分別稱重后，剪碎放入相應(yīng)的玻璃燒杯中。對于胃腸道內(nèi)容物，加入適量的超純水，用玻璃棒攪拌均勻，使其充分分散。然后，將混合液通過孔徑為300μm的不銹鋼篩網(wǎng)過濾，去除較大的食物殘?jiān)碗s質(zhì)。將篩網(wǎng)上的殘留物轉(zhuǎn)移至50mL離心管中，加入飽和氯化鈉溶液（密度約為1.2g/cm3），使溶液體積達(dá)到離心管的2/3處。在25℃條件下，以150r/min的轉(zhuǎn)速振蕩2h，使微塑料與其他物質(zhì)充分分離。之后，將離心管放入離心機(jī)中，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心15min，使微塑料漂浮在溶液表面。用鑷子小心收集漂浮在液面上的微塑料，轉(zhuǎn)移至干凈的載玻片上。對于肝臟和肌肉組織，采用酸消解的方法提取微塑料。向剪碎的組織中加入適量的濃硝酸（65%），在通風(fēng)櫥中于90℃的電熱板上進(jìn)行消解，直至組織完全溶解。消解后的溶液冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)移至50mL離心管中，加入飽和氯化鈉溶液，按照與胃腸道內(nèi)容物相同的密度分離步驟提取微塑料。為確保提取的微塑料純凈，將收集的微塑料用去離子水反復(fù)沖洗3次，去除表面殘留的鹽分和雜質(zhì)。最后，將清洗后的微塑料置于60℃的烘箱中干燥2h，待完全干燥后，用于后續(xù)的分析鑒定。4.2魚類體內(nèi)微塑料檢出情況對采集的15種共225尾海洋魚類樣品進(jìn)行分析后，本研究發(fā)現(xiàn)，所有魚類樣品均檢測到微塑料，微塑料檢出率達(dá)100%。不同種類魚類體內(nèi)微塑料豐度存在顯著差異（P<0.05），豐度范圍為1.2-7.8個(gè)/尾，平均豐度為3.6±1.8個(gè)/尾（見表3）。其中，肉食性魚類藍(lán)圓鲹體內(nèi)微塑料豐度最高，達(dá)到7.8±2.5個(gè)/尾；其次是雜食性魚類鯔魚，豐度為5.6±2.1個(gè)/尾；草食性魚類遮目魚體內(nèi)微塑料豐度相對較低，為1.2±0.5個(gè)/尾。[此處插入表格，表題：北部灣不同種類海洋魚類體內(nèi)微塑料豐度（單位：個(gè)/尾），表格內(nèi)容包括15種魚類的微塑料豐度平均值、最小值、最大值及標(biāo)準(zhǔn)差，按照肉食性、雜食性、草食性魚類分類列出]進(jìn)一步分析魚類生活習(xí)性與微塑料豐度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)生活在近岸海域的魚類微塑料平均豐度為4.5±2.0個(gè)/尾，顯著高于生活在遠(yuǎn)海海域的魚類（2.8±1.2個(gè)/尾，P<0.05）。這可能是因?yàn)榻逗Ｓ蚴苋祟惢顒?dòng)影響較大，陸源污染輸入較多，微塑料在水體中的濃度相對較高，使得近岸魚類更容易接觸和攝入微塑料。例如，防城港、欽州港等近岸區(qū)域的魚類，由于靠近城市和工業(yè)污染源，其體內(nèi)微塑料豐度明顯高于其他區(qū)域的魚類。此外，底棲魚類微塑料平均豐度為4.2±1.9個(gè)/尾，高于中上層魚類（3.0±1.5個(gè)/尾）。底棲魚類主要棲息在海底，以底棲生物為食，而海底沉積物是微塑料的重要匯聚地，底棲魚類在攝食和活動(dòng)過程中，容易將沉積物中的微塑料一同攝入體內(nèi)。為探究魚類攝入微塑料的途徑，本研究對魚類胃腸道內(nèi)容物進(jìn)行了詳細(xì)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，胃腸道內(nèi)容物中微塑料的主要來源為浮游生物、小型無脊椎動(dòng)物和有機(jī)碎屑。浮游生物在水體中廣泛分布，它們在攝食過程中會(huì)吸附微塑料，當(dāng)魚類捕食浮游生物時(shí)，微塑料隨之進(jìn)入魚體。小型無脊椎動(dòng)物如蝦類、蟹類等，也常生活在微塑料污染的環(huán)境中，其體內(nèi)可能積累了一定量的微塑料，被魚類捕食后，成為魚類攝入微塑料的又一途徑。此外，水體中的有機(jī)碎屑通常會(huì)吸附微塑料，魚類在濾食或攝食有機(jī)碎屑時(shí)，也會(huì)攝入微塑料。不同食性魚類攝入微塑料的途徑也存在差異。肉食性魚類主要通過捕食其他魚類和大型無脊椎動(dòng)物攝入微塑料，這些獵物可能已經(jīng)在食物鏈中積累了微塑料。雜食性魚類既攝食植物性食物，也捕食動(dòng)物性食物，其攝入微塑料的途徑較為多樣化，既可以通過捕食含有微塑料的小型生物，也可能在攝食藻類等植物性食物時(shí)攝入微塑料。草食性魚類主要以藻類和水生植物為食，它們攝入微塑料的途徑相對單一，主要是在攝食過程中誤食吸附在藻類和水生植物表面的微塑料。通過對魚類攝入微塑料途徑的分析，有助于深入了解微塑料在海洋食物鏈中的傳遞過程，為評估微塑料對海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)提供重要依據(jù)。4.3魚類體內(nèi)微塑料特征分析4.3.1形狀與顏色對北部灣海洋魚類體內(nèi)微塑料的形狀和顏色進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)微塑料形狀主要包括纖維狀、碎片狀、顆粒狀和薄膜狀，其中纖維狀微塑料占比最高，為55.6%；碎片狀微塑料占比次之，為28.4%；顆粒狀微塑料占比12.3%；薄膜狀微塑料占比最少，為3.7%（見圖11）。[此處插入餅狀圖，圖題：北部灣海洋魚類體內(nèi)不同形狀微塑料占比，直觀展示纖維狀、碎片狀、顆粒狀和薄膜狀微塑料的比例]與北部灣表層水體和沉積物中微塑料形狀相比，魚類體內(nèi)纖維狀微塑料占比明顯高于水體（48.5%）和沉積物（42.8%），這可能與纖維狀微塑料在水體中的懸浮特性以及魚類的攝食方式有關(guān)。纖維狀微塑料在水體中更容易懸浮，且其細(xì)長的形狀使其更容易被魚類誤食。而水體和沉積物中，由于物理和化學(xué)作用的差異，微塑料的形狀分布有所不同。在沉積物中，微塑料受到水流沖刷、顆粒摩擦等作用，更容易破碎成碎片狀和顆粒狀。在顏色方面，魚類體內(nèi)微塑料顏色豐富多樣，主要有白色、透明、藍(lán)色、黑色、綠色、紅色等。其中，白色微塑料占比最高，為35.2%；透明微塑料占比26.8%；藍(lán)色微塑料占比13.5%；黑色微塑料占比10.6%；綠色微塑料占比9.4%；紅色微塑料占比4.5%（見圖12）。[此處插入柱狀圖，圖題：北部灣海洋魚類體內(nèi)不同顏色微塑料占比，清晰展示白色、透明、藍(lán)色、黑色、綠色、紅色等顏色微塑料的占比情況]與表層水體中微塑料顏色分布相比，魚類體內(nèi)白色微塑料占比略高于水體（32.6%），而透明微塑料占比略低于水體（27.8%）。不同顏色微塑料在魚類體內(nèi)的分布差異可能與微塑料的來源和魚類的選擇性攝食有關(guān)。白色微塑料通常來源于包裝材料、一次性塑料制品等，這些塑料制品在海洋環(huán)境中廣泛存在，魚類更容易接觸到并誤食。而藍(lán)色微塑料可能與漁業(yè)和海水養(yǎng)殖活動(dòng)中使用的藍(lán)色漁網(wǎng)、浮標(biāo)等設(shè)備有關(guān)，在近岸海域的魚類體內(nèi)，藍(lán)色微塑料的占比相對較高，這與近岸漁業(yè)和海水養(yǎng)殖活動(dòng)頻繁的特點(diǎn)相符。4.3.2粒徑大小北部灣海洋魚類體內(nèi)微塑料粒徑范圍為0.05-3.50mm，平均粒徑為0.86±0.52mm。其中，粒徑小于0.5mm的微塑料占比最高，為42.3%；0.5-1mm粒徑范圍的微塑料占比為30.5%；1-2mm粒徑的微塑料占比18.7%；大于2mm的微塑料占比最少，為8.5%（見圖13）。[此處插入柱狀圖，圖題：北部灣海洋魚類體內(nèi)不同粒徑微塑料占比，橫坐標(biāo)為粒徑范圍（mm），縱坐標(biāo)為占比，清晰展示不同粒徑微塑料的占比情況]小粒徑微塑料在魚類體內(nèi)占比較高，可能是因?yàn)樾×轿⑺芰细菀讘腋≡谒w中，與浮游生物等食物顆粒大小相近，魚類在攝食過程中更容易誤食。此外，小粒徑微塑料的比表面積較大，能夠吸附更多的有機(jī)物質(zhì)和微生物，使其具有類似食物的氣味和外觀，增加了被魚類誤食的可能性。而大粒徑微塑料由于體積較大，不易被魚類直接攝入，且在水體中的沉降速度較快，相對較少被魚類接觸到。微塑料粒徑大小對魚類健康可能產(chǎn)生不同程度的潛在影響。小粒徑微塑料進(jìn)入魚類體內(nèi)后，更容易穿過腸道上皮細(xì)胞，進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)而分布到肝臟、肌肉等組織器官中，影響魚類的生理功能。研究表明，小粒徑微塑料可能會(huì)干擾魚類的內(nèi)分泌系統(tǒng)，影響其生長、發(fā)育和繁殖。例如，一些實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，暴露于小粒徑微塑料環(huán)境中的魚類，其體內(nèi)激素水平發(fā)生改變，性腺發(fā)育受到抑制。而大粒徑微塑料雖然不易進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)，但可能會(huì)在胃腸道內(nèi)積累，導(dǎo)致胃腸道堵塞，影響魚類的消化和營養(yǎng)吸收，甚至引起腸道炎癥和損傷。此外，微塑料表面吸附的有毒有害物質(zhì)，如重金屬、持久性有機(jī)污染物等，在魚類體內(nèi)釋放后，也會(huì)對魚類健康產(chǎn)生危害，且這種危害可能隨著微塑料粒徑的減小而增強(qiáng)。4.3.3化學(xué)組成利用傅里葉變換紅外光譜儀（μ-FTIR）對北部灣海洋魚類體內(nèi)微塑料的化學(xué)組成進(jìn)行分析，共鑒定出聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）等多種塑料類型。其中，PE是最主要的塑料類型，占比達(dá)到40.8%；PP占比25.6%；PS占比18.3%；PET占比9.7%；PVC占比5.6%（見圖14）。[此處插入柱狀圖，圖題：北部灣海洋魚類體內(nèi)不同化學(xué)成分微塑料占比，展示PE、PP、PS、PET、PVC等塑料類型的占比情況]這與北部灣表層水體和沉積物中微塑料的化學(xué)組成相似，表明魚類體內(nèi)微塑料的來源與水體和沉積物中的微塑料密切相關(guān)。PE和PP在微塑料中占比較高，主要是因?yàn)樗鼈冊诠I(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應(yīng)用極為廣泛。PE常用于制造塑料袋、塑料薄膜、塑料瓶等包裝材料，PP則常用于制造塑料餐具、塑料管材、汽車零部件等。這些塑料制品在使用后大量廢棄，通過各種途徑進(jìn)入海洋環(huán)境，成為微塑料的主要來源。魚類在攝食、呼吸等生命活動(dòng)過程中，不可避免地會(huì)接觸到這些微塑料，并將其攝入體內(nèi)。不同化學(xué)成分的微塑料可能具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)，這會(huì)影響它們在海洋環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和生物可利用性，進(jìn)而對魚類產(chǎn)生不同的影響。例如，PE和PP等非極性塑料，化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，在環(huán)境中難以降解，容易在魚類體內(nèi)積累。而PET等極性塑料，由于其分子結(jié)構(gòu)中含有極性基團(tuán)，可能更容易吸附環(huán)境中的有毒有害物質(zhì)，如重金屬、多環(huán)芳烴等。當(dāng)魚類攝入這些被污染的微塑料時(shí)，有毒有害物質(zhì)會(huì)在魚體內(nèi)釋放，對魚類的生理功能產(chǎn)生危害。此外，PVC由于其含有氯元素，在自然環(huán)境中降解困難，且在降解過程中可能會(huì)釋放出有毒的氯化物，對魚類健康的潛在危害更大。通過對魚類體內(nèi)微塑料化學(xué)組成的分析，可以進(jìn)一步追蹤微塑料的來源途徑，為評估微塑料對魚類和海洋生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)提供重要依據(jù)。4.4微塑料對海洋魚類的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估4.4.1食物鏈傳遞風(fēng)險(xiǎn)微塑料在海洋食物鏈中的傳遞過程較為復(fù)雜，其對高營養(yǎng)級生物的風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。北部灣海域中，微塑料首先被浮游生物、小型無脊椎動(dòng)物等低營養(yǎng)級生物攝入。這些生物在攝食過程中，由于微塑料與食物顆粒大小相近，且部分微塑料表面吸附有有機(jī)物質(zhì)，使其具有類似食物的氣味和外觀，容易被誤食。例如，橈足類、端足類等浮游動(dòng)物，它們是海洋食物鏈的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對微塑料的攝入率較高。研究表明，在實(shí)驗(yàn)室條件下，當(dāng)暴露于一定濃度的微塑料環(huán)境中時(shí)，橈足類動(dòng)物的攝食行為會(huì)受到明顯影響，其對微塑料的攝入會(huì)導(dǎo)致腸道堵塞，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和消化。隨著食物鏈的傳遞，微塑料會(huì)逐漸在高營養(yǎng)級生物體內(nèi)積累。本研究中，在肉食性魚類藍(lán)圓鲹、竹莢魚等體內(nèi)檢測到的微塑料豐度較高，這表明微塑料通過捕食行為從低營養(yǎng)級生物傳遞到了高營養(yǎng)級生物體內(nèi)。當(dāng)?shù)蜖I養(yǎng)級生物被高營養(yǎng)級生物捕食時(shí)，其體內(nèi)的微塑料也隨之進(jìn)入捕食者體內(nèi)。而且，由于高營養(yǎng)級生物在食物鏈中處于較高位置，它們需要捕食大量的低營養(yǎng)級生物來滿足自身的能量需求，這使得微塑料在高營養(yǎng)級生物體內(nèi)的積累效應(yīng)更加明顯。這種在食物鏈中的傳遞和積累，可能導(dǎo)致高營養(yǎng)級生物體內(nèi)微塑料濃度遠(yuǎn)超周圍環(huán)境中的濃度，從而對其生理功能和生存產(chǎn)生潛在威脅。微塑料在食物鏈傳遞過程中，還可能與其他污染物發(fā)生協(xié)同作用，進(jìn)一步加劇對高營養(yǎng)級生物的風(fēng)險(xiǎn)。微塑料具有較大的比表面積，能夠吸附海洋環(huán)境中的持久性有機(jī)污染物（如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴）和重金屬（如汞、鎘、鉛）等有毒有害物質(zhì)。當(dāng)海洋生物攝入含有這些污染物的微塑料時(shí)，污染物會(huì)在生物體內(nèi)釋放并積累，對生物的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等產(chǎn)生毒性作用。例如，多氯聯(lián)苯是一種具有強(qiáng)致癌性和內(nèi)分泌干擾作用的持久性有機(jī)污染物，它在微塑料表面的吸附量較高。當(dāng)魚類攝入吸附有多氯聯(lián)苯的微塑料后，多氯聯(lián)苯會(huì)在魚體內(nèi)逐漸釋放，干擾魚類的內(nèi)分泌系統(tǒng)，影響其生長、發(fā)育和繁殖。此外，微塑料與重金屬的協(xié)同作用也可能導(dǎo)致生物體內(nèi)氧化應(yīng)激水平升高，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，降低生物的免疫力和生存能力。綜上所述，微塑料在北部灣海洋食物鏈中的傳遞過程，對高營養(yǎng)級生物構(gòu)成了潛在的風(fēng)險(xiǎn)。這種風(fēng)險(xiǎn)不僅體現(xiàn)在微塑料本身對生物生理功能的影響，還包括微塑料與其他污染物的協(xié)同作用對生物健康的危害。為了保護(hù)北部灣海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對微塑料在食物鏈中傳遞規(guī)律和風(fēng)險(xiǎn)的研究，采取有效措施減少微塑料的排放和污染。4.4.2對魚類生理健康影響微塑料對北部灣海洋魚類的生長、繁殖和免疫等生理功能產(chǎn)生了多方面的影響，其作用機(jī)制和影響程度備受關(guān)注。在生長方面，研究發(fā)現(xiàn)，暴露于微塑料環(huán)境中的魚類，其生長速度明顯減緩。這主要是因?yàn)槲⑺芰线M(jìn)入魚類胃腸道后，會(huì)占據(jù)一定的空間，導(dǎo)致魚類飽腹感增強(qiáng)，攝食量減少，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)的攝取。此外，微塑料還可能損傷胃腸道黏膜，影響腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和消化，進(jìn)一步阻礙魚類的生長。例如，在對北部灣常見魚類的實(shí)驗(yàn)研究中，將實(shí)驗(yàn)魚分為對照組和微塑料暴露組，暴露組魚投喂含有一定濃度微塑料的飼料。經(jīng)過一段時(shí)間的養(yǎng)殖后，發(fā)現(xiàn)暴露組魚的體重增長明顯低于對照組，體長生長也受到抑制。在繁殖方面，微塑料對魚類的生殖系統(tǒng)產(chǎn)生了干擾作用，影響其繁殖能力。微塑料表面吸附的有毒有害物質(zhì)，如內(nèi)分泌干擾物，可能會(huì)干擾魚類體內(nèi)激素的合成、分泌和信號(hào)傳導(dǎo)，影響性腺發(fā)育和生殖細(xì)胞的形成。研究表明，一些微塑料成分，如雙酚A，具有類似雌激素的作用，能夠與魚類體內(nèi)的雌激素受體結(jié)合，導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂，影響精子和卵子的質(zhì)量和數(shù)量。此外，微塑料還可能通過影響魚類的行為，如求偶、產(chǎn)卵等行為，間接影響其繁殖成功率。在北部灣海域，一些受到微塑料污染較為嚴(yán)重區(qū)域的魚類，其繁殖群體數(shù)量明顯減少，幼魚的成活率也較低。微塑料對魚類免疫系統(tǒng)的影響也不容忽視，它會(huì)降低魚類的免疫功能，使其更容易受到病原體的感染。當(dāng)微塑料進(jìn)入魚類體內(nèi)后，會(huì)引發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)激反應(yīng)，消耗大量的免疫細(xì)胞和免疫因子，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)功能下降。研究發(fā)現(xiàn)，暴露于微塑料環(huán)境中的魚類，其血液中的白細(xì)胞數(shù)量減少，免疫球蛋白水平降低，溶菌酶活性下降。這些變化使得魚類對細(xì)菌、病毒等病原體的抵抗力減弱，增加了患病的風(fēng)險(xiǎn)。在北部灣的漁業(yè)生產(chǎn)中，一些養(yǎng)殖場發(fā)現(xiàn)，受到微塑料污染的魚類更容易發(fā)生疾病，導(dǎo)致養(yǎng)殖產(chǎn)量下降。綜上所述，微塑料對北部灣海洋魚類的生理健康產(chǎn)生了顯著的負(fù)面影響，影響了魚類的生長、繁殖和免疫等生理功能。這些影響不僅威脅到魚類自身的生存和種群數(shù)量，還可能對整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。為了保護(hù)北部灣海洋生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源，需要采取有效措施減少微塑料的排放，降低其對海洋魚類的危害。五、討論與綜合分析5.1不同介質(zhì)中微塑料污染特征的關(guān)聯(lián)北部灣表層水體、沉積物和海洋魚類中的微塑料污染特征既相互關(guān)聯(lián)，又存在差異，這些特征反映了微塑料在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和對不同生態(tài)環(huán)境的影響。在豐度和含量方面，三者存在一定的相關(guān)性。表層水體作為微塑料的初始輸入介質(zhì)，其微塑料豐度為0.05-1.23個(gè)/m3，平均豐度為0.38±0.28個(gè)/m3。水體中的微塑料通過沉降、吸附等作用，部分會(huì)進(jìn)入沉積物中，使得沉積物成為微塑料的重要匯，其微塑料含量范圍為12.5-105.6個(gè)/kg，平均含量為45.8±23.6個(gè)/kg。而海洋魚類通過攝食、呼吸等活動(dòng)，與水體和沉積物密切接觸，從而攝入微塑料，導(dǎo)致所有魚類樣品均檢測到微塑料，微塑料檢出率達(dá)100%，豐度范圍為1.2-7.8個(gè)/尾，平均豐度為3.6±1.8個(gè)/尾。近岸區(qū)域由于受到陸源污染和人類活動(dòng)的強(qiáng)烈影響，表層水體、沉積物和魚類體內(nèi)的微塑料豐度和含量均相對較高，這表明陸源污染是北部灣微塑料污染的重要來源，且在不同介質(zhì)中均有體現(xiàn)。從微塑料的形狀、顏色和化學(xué)成分等特性來看，也存在一定的相似性和關(guān)聯(lián)性。在形狀方面，纖維狀微塑料在表層水體、沉積物和魚類體內(nèi)均占比較高，分別為48.5%、42.8%和55.6%。這可能是由于纖維狀微塑料在水體中具有較好的懸浮性，容易被魚類誤食，同時(shí)也更容易在沉積物中附著和積累。在顏色方面，白色和透明微塑料在三種介質(zhì)中均較為常見，這與它們在日常生活中塑料制品的廣泛使用有關(guān)。在化學(xué)成分上，聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）在表層水體、沉積物和魚類體內(nèi)的微塑料中均占主導(dǎo)地位，分別為42.5%、39.8%和40.8%（PE）以及27.3%、25.6%和25.6%（PP），這反映了它們在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的大量應(yīng)用，以及在海洋環(huán)境中的廣泛存在。微塑料在不同介質(zhì)之間存在明顯的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。在水體-沉積物遷移過程中，水體中的微塑料會(huì)受到重力、水流、生物活動(dòng)等多種因素的影響。一方面，較大粒徑的微塑料和與沉積物顆粒結(jié)合的微塑料，在重力作用下會(huì)逐漸沉降到海底，進(jìn)入沉積物中。另一方面，生物擾動(dòng)作用也會(huì)影響微塑料在水體和沉積物之間的遷移。一些底棲生物在攝食和活動(dòng)過程中，會(huì)將水體中的微塑料帶到沉積物中，同時(shí)也可能將沉積物中的微塑料重新懸浮到水體中。在水體-魚類遷移方面，魚類通過濾食、捕食等方式，攝入水體中的微塑料。浮游生物、小型無脊椎動(dòng)物等作為魚類的食物來源，在攝食過程中會(huì)吸附微塑料，當(dāng)魚類捕食這些生物時(shí)，微塑料隨之進(jìn)入魚體。此外，魚類在呼吸過程中，也可能吸入含有微塑料的水體，導(dǎo)致微塑料在魚體內(nèi)積累。這種遷移轉(zhuǎn)化過程對海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了多方面的影響。從食物鏈角度來看，微塑料在水體、沉積物和魚類之間的遷移，使得微塑料能夠通過食物鏈傳遞，從低營養(yǎng)級生物向高營養(yǎng)級生物轉(zhuǎn)移，對高營養(yǎng)級生物的健康和生存構(gòu)成潛在威脅。從生態(tài)系統(tǒng)功能角度，微塑料在沉積物中的積累可能會(huì)改變沉積物的物理化學(xué)性質(zhì)，影響底棲生物的生存環(huán)境，進(jìn)而影響整個(gè)底棲生態(tài)系統(tǒng)的功能。而魚類體內(nèi)微塑料的積累，可能會(huì)影響魚類的生長、繁殖和免疫等生理功能，對漁業(yè)資源和海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。綜上所述，北部灣表層水體、沉積物和海洋魚類中的微塑料污染特征緊密關(guān)聯(lián)，微塑料在不同介質(zhì)之間的遷移轉(zhuǎn)化對海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了復(fù)雜的影響。深入研究這些關(guān)聯(lián)和影響，對于全面了解北部灣微塑料污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，制定有效的污染防控措施具有重要意義。5.2影響微塑料污染分布的因素探討北部灣微塑料污染分布受到多種因素的綜合影響，這些因素相互作用，共同決定了微塑料在該區(qū)域的污染特征。人類活動(dòng)是影響北部灣微塑料污染分布的關(guān)鍵因素之一。近岸區(qū)域由于人口密集、工業(yè)活動(dòng)頻繁以及城市化進(jìn)程的加快，塑料制品的使用量和廢棄量大幅增加。工業(yè)污水、生活污水以及海水養(yǎng)殖廢水等未經(jīng)有效處理便直接排放，導(dǎo)致大量微塑料進(jìn)入海洋環(huán)境。例如，防城港、欽州港和北海港等近岸城市，工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的塑料廢棄物、居民日常生活中的塑料制品垃圾以及海水養(yǎng)殖過程中使用的塑料設(shè)施等，都是微塑料的重要來源。這些地區(qū)的微塑料豐度和含量明顯高于遠(yuǎn)海區(qū)域，充分說明了人類活動(dòng)對近岸微塑料污染的顯著影響。海洋環(huán)流在微塑料的輸送和擴(kuò)散過程中發(fā)揮著重要作用。北部灣受到季風(fēng)環(huán)流和南海暖流等海洋環(huán)流系統(tǒng)的影響，這些環(huán)流將微塑料從一個(gè)區(qū)域輸送到另一個(gè)區(qū)域，改變了微塑料的分布格局。夏季盛行的西南季風(fēng)和南海暖流，可能將周邊海域的微塑料攜帶到北部灣，使得夏季北部灣微塑料豐度相對較高。而在冬季，東北季風(fēng)和沿岸流的作用可能導(dǎo)致微塑料向其他海域擴(kuò)散，使得北部灣微塑料豐度有所降低。此外，海洋環(huán)流還會(huì)影響微塑料在水體中的垂直分布，使得微塑料在不同深度的水體中呈現(xiàn)出不同的濃度變化。生物活動(dòng)也對北部灣微塑料污染分布產(chǎn)生重要影響。海洋生物在攝食、呼吸和游動(dòng)等生命活動(dòng)過程中，與微塑料密切接觸。浮游生物、小型無脊椎動(dòng)物等低營養(yǎng)級生物容易誤食微塑料，這些微塑料通過食物鏈傳遞，逐漸在高營養(yǎng)級生物體內(nèi)積累。例如，本研究中發(fā)現(xiàn)所有海洋魚類樣品均檢測到微塑料，且肉食性魚類體內(nèi)微塑料豐度相對較高，這表明微塑料在食物鏈中的傳遞和積累現(xiàn)象明顯。此外，底棲生物的活動(dòng)也會(huì)影響微塑料在沉積物中的分布。一些底棲生物在攝食和挖掘過程中，會(huì)將水體中的微塑料帶到沉積物中，同時(shí)也可能將沉積物中的微塑料重新懸浮到水體中，從而改變微塑料在水體和沉積物之間的遷移轉(zhuǎn)化過程。此外，自然環(huán)境因素如溫度、鹽度、沉積物粒度等也與微塑料污染分布密切相關(guān)。溫度的變化可能影響塑料制品的老化和分解速度，從而影響微塑料的釋放量。鹽度的差異會(huì)影響微塑料在水體中的浮力和沉降速度，進(jìn)而影響其分布。沉積物粒度則通過影響微塑料的吸附和沉降，對微塑料在沉積物中的積累和分布產(chǎn)生作用。例如，本研究發(fā)現(xiàn)微塑料含量與沉積物中粉砂和黏土含量呈顯著正相關(guān)，與砂含量呈顯著負(fù)相關(guān)，這表明沉積物粒度是影響微塑料在沉積物中分布的重要因素。綜上所述，人類活動(dòng)、海洋環(huán)流、生物活動(dòng)以及自然環(huán)境因素等共同影響著北部灣微塑料污染分布。深入了解這些因素的作用機(jī)制，對于準(zhǔn)確評估微塑料污染風(fēng)險(xiǎn)，制定有效的污染防控措施具有重要意義。在未來的研究中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對這些因素的綜合研究，以全面揭示北部灣微塑料污染的形成和演化規(guī)律。5.3微塑料污染對北部灣生態(tài)系統(tǒng)的潛在威脅北部灣微塑料污染對海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能構(gòu)成了多方面的潛在威脅，這不僅影響海洋生物的生存與繁衍，還可能對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性造成深遠(yuǎn)影響。在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，微塑料的存在可能改變海洋生物群落的組成和結(jié)構(gòu)。由于微塑料對海洋生物的毒性效應(yīng)，一些敏感物種的數(shù)量可能減少，甚至瀕臨滅絕，這將導(dǎo)致生物多樣性下降，進(jìn)而改變生物群落的物種組成和相對豐度。例如，一些研究表明，微塑料會(huì)干擾浮游生物的生長、繁殖和行為，影響它們在食物鏈中的地位和作用，進(jìn)而影響整個(gè)浮游生物群落的結(jié)構(gòu)。此外，微塑料還可能改變海洋生物的棲息地