于 娟， 許 瑞， 魏逾杰， 田繼遠(yuǎn)， 王雪丹， 來敬廣， 陳 容， 楊桂朋， 張正雨， 邵云粹

(1.中國海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100；2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266237；3. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109)

微塑料的海洋污染在近幾年得到國內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注[1-2]。微塑料通常是指直徑小于5 mm的塑料碎片、顆粒及纖維，根據(jù)形成途徑的不同，可將其分為兩種類型：初級(jí)微塑料(工業(yè)直接制造的直徑小于5 mm的原生微塑料，如帶有磨砂顆粒的潔面乳、洗衣粉以及牙膏等)和次級(jí)微塑料(較大體積塑料在風(fēng)力、潮汐等機(jī)械作用和紫外線輻射下，破碎、分解形成的二次微塑料)[3]。研究表明，目前微塑料已經(jīng)遍布全球[4-5]，在大西洋東北部發(fā)現(xiàn)微塑料密度為2.46 個(gè)·m-3[6]。

微塑料對(duì)海洋生物的影響研究目前主要集中在濾食性動(dòng)物(如橈足類、貽貝、牡蠣、磷蝦)和蟹、魚等[7-12]。用熒光標(biāo)記的微塑料研究表明，微塑料可以被海洋生物攝入腸道內(nèi)，附著在口器、附肢等[9]。微塑料造成的“飽腹感”會(huì)降低海洋生物對(duì)餌料的攝食，從而導(dǎo)致能量攝入的不足，進(jìn)一步影響其生殖功能[13]，如Sussarellu等[10]用聚苯乙烯微球?qū)μ窖竽迪牨┞秲蓚€(gè)月，牡蠣卵母細(xì)胞的數(shù)量、直徑和精子速度顯著下降，同時(shí)被暴露的牡蠣后代的產(chǎn)量和發(fā)育也分別有所下降。除了攝食和生殖活動(dòng)，微塑料還會(huì)干擾海洋生物的內(nèi)分泌，對(duì)生長(zhǎng)、性發(fā)育、繁殖能力產(chǎn)生一定的影響[1,14]。附著在體表的微塑料會(huì)引起海洋生物游泳等行為的不適，影響其生理活動(dòng)。微塑料并非只是單純的進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)再排泄出而不引起其他變化，實(shí)驗(yàn)證明紫貽貝攝食微塑料后，會(huì)在其腸道和消化道中累積，進(jìn)一步從腸道轉(zhuǎn)移到循環(huán)系統(tǒng)[7-8]。

目前國內(nèi)學(xué)者也開展了關(guān)于中國近海微塑料的分布、轉(zhuǎn)移以及對(duì)海洋生物的影響研究[2,15-19]。Sun等[2]以東海浮游動(dòng)物為研究對(duì)象，系統(tǒng)地研究了10個(gè)浮游動(dòng)物類群微塑料的特征、生物累積濃度和殘留率，對(duì)微塑料的殘留和特征進(jìn)行了系統(tǒng)地論述。武芳竹等[12]研究發(fā)現(xiàn)魚類攝入微塑料后會(huì)存在于其體內(nèi)組織和器官，對(duì)其生殖、發(fā)育、代謝、神經(jīng)系統(tǒng)以及內(nèi)分泌等都會(huì)有一定的影響。微塑料對(duì)海洋生物可能會(huì)產(chǎn)生兩種損傷，一種是物理損傷，另一種是化學(xué)損傷[15]。物理損傷是指微塑料會(huì)阻礙生物進(jìn)行攝食和消化，對(duì)腸道帶來一定的傷害；化學(xué)損傷是指微塑料和有機(jī)污染物結(jié)合后被攝入生物體內(nèi)所帶來的傷害。微塑料由于具有大的比表面積、疏水性較高，容易與一些重金屬離子、持久性有機(jī)污染物(POPs，如多氯聯(lián)苯、滴滴涕、壬基酚等)相互作用并結(jié)合在一起，從而對(duì)海洋生物造成聯(lián)合毒性效應(yīng)[20]。

海洋橈足類在食物鏈以及海洋生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的地位和作用，目前雖然已有少量關(guān)于微塑料對(duì)海洋生物的生態(tài)學(xué)影響的相關(guān)研究，但微塑料對(duì)海洋橈足類攝食生態(tài)、行為的影響及其作用機(jī)理目前尚不清楚。聚酰胺-6(Polyamid 6，簡(jiǎn)稱PA 6，俗稱尼龍 6)是由己內(nèi)酰胺聚合而成的塑料材料，被廣泛應(yīng)用于纖維、工程塑料及薄膜三大領(lǐng)域[21]，同時(shí)也被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)、電子電器市場(chǎng)、家用電器等領(lǐng)域，是目前囯內(nèi)外產(chǎn)量最大，應(yīng)用范圍最廣的一種聚酰胺材料。針對(duì)目前微塑料對(duì)海洋橈足類影響的研究不足，我們將海洋橈足類短期暴露于微塑料尼龍 6中，研究微塑料對(duì)其攝食、排泄和生殖的影響，進(jìn)而分析微塑料對(duì)橈足類的生態(tài)學(xué)及海洋食物網(wǎng)的影響。

1 材料與方法

1.1 浮游植物

以三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)作為橈足類的餌料，在溫度為(18 ± 1)℃、光照為60 μmol·m-2·s-1、光周期為12 L∶ 12 D的條件下培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后待用。培養(yǎng)藻的海水為經(jīng)0.45 μm濾膜過濾的pH為8.1、鹽度為32的海水，在0.1 MPa條件下高壓滅菌20 min，冷卻后加入f/2培養(yǎng)基。

1.2 海洋橈足類

選用猛水蚤(Harpacticussp.)作為實(shí)驗(yàn)材料，猛水蚤是膠州灣、匯泉灣海水中常見的底棲橈足類。猛水蚤于2018年11月用200目小型浮游動(dòng)物網(wǎng)采自青島魯迅公園潮間帶，暫養(yǎng)于2 L塑料桶中，帶回實(shí)驗(yàn)室，立即挑取活潑成體進(jìn)行培養(yǎng)。以濃度為10×104cells·mL-1的三角褐指藻作為餌料，鹽度調(diào)節(jié)至30，在室溫下培養(yǎng)。取其健康活潑的子代雌體為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

1.3 微塑料

聚酰胺-6(Polyamid 6，簡(jiǎn)稱PA 6，俗稱尼龍 6)顆粒，粒徑為5～20 μm，購自Sigma Aldrich公司，光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡照片見圖1。

圖1 尼龍6微粒的光學(xué)顯微鏡(A)和掃描電鏡(B)照片F(xiàn)ig.1 Image of nylon 6 beads in optical microscope (A) and scanning electron microscope (B)

1.4 攝食率和濾水率的測(cè)定

根據(jù)Rehse等[22]設(shè)置的微塑料實(shí)驗(yàn)濃度，設(shè)置尼龍6濃度梯度為0、12.5、25、50、100和200 mg·L-16個(gè)濃度梯度，每個(gè)濃度梯度不加橈足類(對(duì)照組)和加橈足類(實(shí)驗(yàn)組)各設(shè)置3個(gè)平行樣。在100 mL聚碳酸酯(PC)瓶中裝滿餌料濃度為15×104cell·mL-1的三角褐指藻藻液，每個(gè)瓶中加入10只猛水蚤。固定在轉(zhuǎn)速為1 r·min-1的攝食輪上，防止藻沉底。實(shí)驗(yàn)前，猛水蚤饑餓馴化24 h。猛水蚤攝食24 h后測(cè)定餌料濃度，濾水率和攝食率按照Frost[23]的公式進(jìn)行計(jì)算：

F=(V/N)×(lnCt- lnCtf)/t，

G=F×(Ctf-C0)/(lnCtf- lnC0)。

式中：F—濾水率(mL·ind-1·h-1)；G—攝食率(cells·ind-1·h-1)；V—實(shí)驗(yàn)海水體積(mL)；N—猛水蚤數(shù)量(ind)；t—攝食時(shí)間(h)；Ctf—實(shí)驗(yàn)組(加橈足類)最終餌料濃度(×104cell·mL-1)；Ct—對(duì)照組(不加橈足類)最終餌料濃度(×104cell·mL-1)；C0—起始餌料濃度(×104cell·mL-1)。

1.5 排糞率、糞便顆粒體積及沉降速率的測(cè)定

攝食24 h后，用光學(xué)顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)糞便顆粒，單只動(dòng)物產(chǎn)生的糞便顆粒數(shù)即為排糞率(ind·copepod-1·d-1)。糞便顆粒尺寸用目鏡測(cè)微尺測(cè)定，并根據(jù)形狀(橢球體)計(jì)算糞便顆粒的體積。按照Cole等[24]的方法進(jìn)行糞便沉降速率的測(cè)定，即在裝滿滅菌海水的奈斯勒比色管(高37.5 cm，直徑2 cm)管壁上每隔1 cm用記號(hào)筆作上標(biāo)記，室溫下將糞便顆粒用吸管吸入、輕輕放入海水中并馬上計(jì)時(shí)，每個(gè)處理5個(gè)平行樣，計(jì)算糞便顆粒的平均沉降速率(m·d-1)。

1.6 抱卵率的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)選用饑餓72 h未抱卵的猛水蚤雌體，以保證實(shí)驗(yàn)開始時(shí)所有猛水蚤雌體生殖狀態(tài)基本相同。尼龍 6濃度梯度設(shè)置與1.4部分相同，每一個(gè)濃度梯度設(shè)置3個(gè)平行樣，每個(gè)實(shí)驗(yàn)PC瓶中裝滿15×104cells·mL-1的三角褐指藻藻液，每只瓶中挑入10只未抱卵的成熟雌體，每天記錄抱卵數(shù)并更新一半藻液，同時(shí)將已經(jīng)抱卵的雌體挑出，并計(jì)算抱卵率。

1.7 半數(shù)效應(yīng)濃度(Median effect concentration，EC50)的測(cè)定

微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤攝食率、濾水率、排糞率、糞便體積和沉降速率以及抱卵率的抑制率(Inhibition ratio，IR)按照公式 IR(%)=(1-T/C)×100%計(jì)算，其中T和C分別為微塑料處理組和對(duì)照組(0 mg·L-1)的攝食率、濾水率、排糞率、糞便體積、糞便沉降速率或抱卵率，并利用概率單位法計(jì)算半數(shù)效應(yīng)濃度EC50。

1.8 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)樣品設(shè)3個(gè)平行樣(糞便沉降速率為5個(gè)平行)，取平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。采用t—檢驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果間的顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 攝食率和濾水率

猛水蚤的攝食率(變化范圍：0.317×104～1.169×104cells·ind-1·h-1)和濾水率(變化范圍：0.018 7～0.070 4 mL·ind-1·h-1)變化趨勢(shì)類似，在暴露微塑料尼龍6 24 h后，攝食率和濾水率比對(duì)照組(無微塑料)降低，且均隨著微塑料濃度的增大而逐漸降低(見圖2)。與對(duì)照組的攝食率和濾水率相比，微塑料濃度200 mg·L-1時(shí)的猛水蚤的攝食率和濾水率分別降低了72.9%和73.4%。微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤攝食率和濾水率的24 h·EC50分別為67.7和62.2 mg·L-1。

圖2 不同濃度微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤攝食率和濾水率的影響Fig. 2 Effects of different concentrations of microplastic nylon 6 on ingestion rate and clearance rate of Harpacticus sp.

2.2 排糞率和糞便顆粒大小

暴露微塑料24 h后，猛水蚤的總排糞率比對(duì)照組(無微塑料)降低，且隨著微塑料濃度增加而逐漸降低(見圖3)。與對(duì)照組的總排糞率(17.8 ind·copepod-1·d-1)相比，暴露在微塑料濃度為200 mg·L-1的猛水蚤總排糞率(8.5 ind·copepod-1·d-1)降低了52%。另外，微塑料的存在使猛水蚤排出的糞便顆粒與對(duì)照組的糞便顆粒相比尺寸變小，正常糞便平均尺寸為220 μm× 25 μm，異常糞便平均尺寸為31 μm× 21 μm(見圖4)。形狀由長(zhǎng)橢球體變?yōu)槎绦E球體(見圖4)，且隨著微塑料濃度的增大，每天每只猛水蚤排出的長(zhǎng)橢球體的糞便數(shù)目越來越少(由17.4個(gè)降為4.9個(gè))，而異常糞便(短小橢球體狀)數(shù)目逐漸增多(由0.4個(gè)升高到3.6個(gè))(見圖3)，隨著微塑料濃度的升高，異常糞便占總糞便的百分比由2%逐漸升高到42%。微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤總排糞率和正常排糞率的24 h·EC50分別為221.2和84.1 mg·L-1。

圖3 不同濃度微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤排糞率的影響Fig. 3 Effect of different concentrations of microplastic nylon 6 on pellet production rate of Harpacticus sp.

圖4 暴露于200 mg·L-1微塑料尼龍6攝食24 h后猛水蚤的糞便顆粒Fig. 4 Fecal pellets of Harpacticus sp. after exposure to 200 mg·L-1 microplastic nylon 6 for 24 h

2.3 糞便顆粒的體積和沉降速率

糞便顆粒的體積和沉降速率均隨著微塑料尼龍6濃度的增大而降低，對(duì)照組中猛水蚤正常糞便的平均體積為7.2 × 104μm3，平均沉降速率為269 m·d-1，暴露于200 mg·L-1微塑料尼龍6中24 h后，異常糞便的平均體積為1.01 × 104μm3，平均沉降速率為31 m·d-1(見圖5，6)，后者的糞便體積和沉降速率分別比前者降低了86.5%和88.5%，均存在極顯著差異(P< 0.01)。微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤糞便體積和糞便沉降速率的24 h·EC50分別為86.4和50.2 mg·L-1。

圖5 暴露于微塑料尼龍6攝食24 h后猛水蚤的糞便體積Fig. 5 Volume of fecal pellets in Harpacticus sp. after exposure to 200 mg·L-1 microplastic nylon 6 for 24 h

2.4 抱卵率

微塑料暴露使猛水蚤抱卵延遲導(dǎo)致抱卵率降低(見圖7)，而且微塑料濃度越大，抱卵率降低幅度越大，在第6天，微塑料濃度為0、12.5、25、50、100和200 mg·L-1的猛水蚤的抱卵率分別為80%，50%，40%，35%，30%和20%。微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤抱卵率的48、72、96、120、144 h EC50分別為35.3、20.9、63.1、61.3和30.3 mg·L-1。

圖6 暴露于微塑料尼龍6攝食24 h后猛水蚤糞便的沉降速率Fig. 6 Sinking rate of fecal pellets in Harpacticus sp.after exposure to 200 mg·L-1 microplastic nylon 6 for 24 h

圖7 不同濃度微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤抱卵率的影響Fig. 7 Effects of different concentrations of microplastic nylon 6 on the proportions of gravid female in Harpacticus sp.

3 討論

3.1 微塑料對(duì)橈足類攝食的影響

微塑料對(duì)海洋橈足類攝食的影響與微塑料的類型、尺寸以及橈足類的種類有關(guān)[1,25]。微塑料對(duì)猛水蚤的攝食率和濾水率具有消極作用，且具有劑量-效應(yīng)關(guān)系，即隨著微塑料濃度的增大，攝食率和濾水率下降幅度越大。原因可能是由于微塑料對(duì)猛水蚤消化系統(tǒng)的機(jī)械阻塞，導(dǎo)致攝入微塑料后無法消化。微塑料會(huì)聚團(tuán)或堆積在動(dòng)物消化道內(nèi)，“飽腹感”使其攝食率降低，從而攝入營養(yǎng)和能量不足，導(dǎo)致生殖能力等降低[13,26]。另外，微塑料會(huì)附著在橈足類的觸角、附肢、背甲、尾叉等部位，影響其活動(dòng)能力，導(dǎo)致其有“不適感”，從而減少攝食率。除了被動(dòng)濾食，海洋橈足類能夠感知化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)存在藻和微塑料時(shí)，橈足類表現(xiàn)為擇食性，橈足類會(huì)避開攝食與微塑料大小、形狀相似的藻[27]。Cole等[28]研究了尼龍對(duì)飛馬哲水蚤攝食的影響，研究表明以不同藻作為餌料，尼龍纖維和尼龍微粒對(duì)飛馬哲水蚤的攝食影響不同，飛馬哲水蚤表現(xiàn)為選擇性攝食，當(dāng)餌料為圓海鏈藻、錐狀克里普藻時(shí)，尼龍纖維顯著抑制攝食率，而尼龍微粒對(duì)上述兩種藻的攝食率沒有明顯影響。我們的結(jié)果顯示尼龍6微粒對(duì)猛水蚤的攝食率有抑制作用，與Cole等[28]結(jié)果不同的原因主要是因?yàn)槲覀兯脛?dòng)物類型、微塑料類型及濃度不同，我們的微塑料濃度高于Cole等[28]所用的濃度。本實(shí)驗(yàn)所用的微塑料濃度12.5～50 mg·L-1大約為2.4×107～6.3×109items·L-1，與餌料濃度1.5 ×108cells·L-1相近；微塑料濃度為100～200 mg·L-1大約為1.9×108～2.5×1010items·L-1，高于所用的餌料濃度。隨著微塑料濃度的增大，盡管橈足類對(duì)微塑料有化感作用，但低選擇性濾食仍然導(dǎo)致橈足類對(duì)微塑料的攝食，并且微塑料濃度越大對(duì)攝食率和濾水率的有害作用越大。微塑料對(duì)海洋生物不利影響所表現(xiàn)出的劑量-效應(yīng)關(guān)系在Rehse等[22]中已有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)中的PA 6對(duì)猛水蚤的24 h·EC50與Frydkjr等[29]的不規(guī)則微塑料聚乙烯(polyethylene，PE)對(duì)枝角類大型蚤Daphniamagna48 h·EC50(65 mg·L-1)比較相近。Rehse等[22]研究表明1 μm PE對(duì)大型蚤96 h·EC50為57.4 mg·L-1。目前已有一些微塑料對(duì)浮游動(dòng)物EC50的報(bào)道[22, 29]，但微塑料對(duì)浮游動(dòng)物的急性致死效應(yīng)尚未見報(bào)道，因此需要開展微塑料長(zhǎng)期暴露對(duì)浮游動(dòng)物的亞致死實(shí)驗(yàn)。

本文在攝食率實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)發(fā)現(xiàn)，在不添加橈足類的對(duì)照組中，添加微塑料與無添加微塑料的對(duì)照相比，微塑料尼龍6的暴露使三角褐指藻的生長(zhǎng)速率降低。采用的尼龍6的濃度與Zhang等[30]的濃度相近，雖然所用的微塑料和藻的類型不同，但對(duì)藻的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)相近。微塑料對(duì)藻可能會(huì)產(chǎn)生抑制細(xì)胞生長(zhǎng)、破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、降低葉綠素含量和光合效率、引起細(xì)胞氧化損傷等毒性效應(yīng)[30-31]。Zhang等[30]研究了微塑料對(duì)中肋骨條藻的生態(tài)影響，結(jié)果表明微塑料聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)抑制藻的生長(zhǎng)和光合作用，電鏡掃描結(jié)果表明，微塑料的吸附和聚團(tuán)是造成抑制作用的原因。微塑料對(duì)微藻的致毒機(jī)理比較復(fù)雜，已提出的可能的致毒機(jī)理主要有機(jī)械損傷、遮蔽效應(yīng)、氧化損傷、吸附團(tuán)聚，并且這些致毒效應(yīng)往往同時(shí)存在，致使藻細(xì)胞生長(zhǎng)代謝異常甚至死亡[19]。微塑料影響藻細(xì)胞生長(zhǎng)的同時(shí)，藻細(xì)胞也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)以減小、修復(fù)微塑料對(duì)其造成的損傷[32]。微塑料對(duì)藻生理生化、營養(yǎng)的影響[32]推測(cè)也會(huì)對(duì)橈足類的攝食產(chǎn)生間接的影響，尚需進(jìn)一步證實(shí)。

3.2 微塑料對(duì)橈足類排泄的影響

攝食率的降低直接導(dǎo)致猛水蚤的排糞率隨著微塑料濃度的升高而降低。微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤總排糞率的24 h·EC50(221.2 mg·L-1)高于對(duì)正常排糞率的24 h·EC50(84.1 mg·L-1)，這與總糞便顆粒中含有異常糞便顆粒有關(guān)。由于尼龍6對(duì)猛水蚤總排糞率的24 h·EC50僅涉及微塑料對(duì)排糞顆粒數(shù)量的抑制，無法代表對(duì)顆粒大小、密度的影響，因此不能全面衡量微塑料對(duì)猛水蚤排泄的消極影響。同時(shí)因?yàn)槲⑺芰系臄z入，猛水蚤排出體積小、短小橢球狀的糞便顆粒，且隨著微塑料濃度的升高，異常糞便在總糞便顆粒里所占百分比不斷升高。微塑料的攝入使糞便顆粒的組成和密度發(fā)生改變，導(dǎo)致密度低于正常糞便的密度，而不同密度的微塑料也表現(xiàn)為不同的沉降速率[27]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)暴露微塑料的糞便不容易沉降，與正常糞便相比，其沉降速率顯著降低。同時(shí)因?yàn)槊退榧S便中微塑料含量增大，而微塑料黏度較差，導(dǎo)致其糞便顆粒更易散開，而導(dǎo)致異常糞便的出現(xiàn)[24]。Coppock等[27]指出糞便顆粒的體積與微塑料的形狀有關(guān)，而且糞便沉降速率與微塑料的類型有關(guān)。

3.3 微塑料對(duì)橈足類生殖的影響

微塑料會(huì)降低海洋橈足類的生殖能力和存活率[25]。本實(shí)驗(yàn)中，微塑料延遲猛水蚤雌體的首次抱卵，微塑料濃度越高，抱卵率越低。這主要是由于微塑料的攝入導(dǎo)致橈足類攝入的能量和營養(yǎng)不足[33-34]，所以延遲抱卵，抱卵率降低。Sussarellu等[26]研究表明微塑料聚苯乙烯對(duì)太平洋牡蠣的生殖功能具有傷害作用，卵母細(xì)胞的數(shù)量、直徑顯著下降。本實(shí)驗(yàn)所用的微塑料濃度暴露未導(dǎo)致橈足類死亡，但推測(cè)可能已經(jīng)對(duì)猛水蚤的卵母細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，并影響其孵化率。本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)未能得到微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤抱卵率的24 h·EC50，隨時(shí)間變化，48～144 h的EC50各不相同，因此，微塑料對(duì)猛水蚤生殖影響的作用機(jī)理及時(shí)間-效應(yīng)還需進(jìn)一步研究。

3.4 其他影響

除了攝食、排糞、生殖，微塑料還會(huì)對(duì)橈足類其他方面產(chǎn)生影響，如代謝以及行為等。Deng等[35]研究表明，5和7 μm的微塑料微球均會(huì)引起魚類肝部的局部感染及脂質(zhì)積累，代謝組學(xué)分析顯示，塑料微球會(huì)引起魚類肝部代謝產(chǎn)物的變化并擾亂肝臟部分機(jī)制和能量的代謝。Cole等[13]研究表明微塑料聚苯乙烯(Polystyrene，PS)對(duì)橈足類Calanushelgolandicus的耗氧率沒有明顯影響。微塑料對(duì)橈足類代謝的影響與所用微塑料類型不同以及微塑料濃度有關(guān)。除了上述影響，微塑料對(duì)動(dòng)物的行為還會(huì)有影響。叢藝等[36]研究10 μm聚苯乙烯微粒(PS)對(duì)沙蠶掘穴行為影響和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的改變，結(jié)果表明PS造成沙蠶掘穴行為延長(zhǎng)、體壁表皮細(xì)胞凋亡和肌肉細(xì)胞線粒體水腫。目前，針對(duì)PS對(duì)海洋生物的研究較多，PS主要用于光學(xué)玻璃及儀器、燈罩、包裝材料，其發(fā)泡塑料可作絕熱材料、快餐盒等。與PS不同，尼龍6具有無毒、質(zhì)輕、優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性及較好的耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于代替銅的機(jī)械、化工等工業(yè)中制造軸承、齒輪、泵葉，另外還用于頭盔、輸液管、醫(yī)用縫線、漁網(wǎng)等。尼龍的分布也非常廣泛，Alam等[37]對(duì)Ciwalengke 河的微塑料進(jìn)行了調(diào)查研究，結(jié)果表明表層海水平均微塑料顆粒為(5.85±3.28)個(gè)/L，主要微塑料類型為聚酯纖維(Polyester)和尼龍纖維。因此研究尼龍6對(duì)海洋橈足類的毒理效應(yīng)對(duì)于研究微塑料污染對(duì)海洋食物網(wǎng)的影響具有重要意義。

4 結(jié)論

(1)微塑料尼龍6的短期暴露使猛水蚤攝食率、濾水率和排糞率降低，而且降低幅度與微塑料濃度有關(guān)，濃度越大，降低幅度越大。微塑料尼龍6對(duì)猛水蚤攝食率、濾水率、排糞率24 h·EC50分別為67.7、62.2、84.1 mg·L-1。另外，尼龍6使猛水蚤的糞便顆粒小型化，由長(zhǎng)橢球體變?yōu)槎绦E球體，可能與其粘度或物理結(jié)構(gòu)的改變有關(guān)。微塑料尼龍6暴露導(dǎo)致糞便顆粒的沉降速率顯著降低。

(2)微塑料尼龍6暴露使猛水蚤抱卵延遲，相同培養(yǎng)時(shí)間的抱卵率降低?？赡苁俏⑺芰系拇嬖趯?dǎo)致猛水蚤攝食率的降低，進(jìn)而營養(yǎng)和能量攝入不足，進(jìn)一步導(dǎo)致對(duì)生殖活動(dòng)的影響。

本實(shí)驗(yàn)所用的微塑料濃度高于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，因此用本結(jié)果推到現(xiàn)實(shí)海洋環(huán)境中時(shí)，還需考慮現(xiàn)場(chǎng)微塑料種類、濃度、作用時(shí)間及其不同的生態(tài)效應(yīng)。