南极食物链顶端动物体内的微塑料积累水平研究——以菲尔德斯半岛的鸟类和哺乳类动物为例

Microplastics are defined as particle, fiber or membrane that smaller than 5 mm in diameter. They are widely distributed and easily ingested by other animals. Moreover, they can be the vector of persistent organic pollutants and heavy metal elements which pass along the food chain from the low trophic level to the high trophic level. Microplastic pollution has caused serious negative effect to the Marine and global ecological environment, as well as the biological safety. In recent years, microplastics have also been detected in Antarctica which once known as the last pure land on earth with the increasing degree of human activities. But so far, the composition and accumulation of microplastics in Antarctic wildlife, especially in the animals at top of the local food chain, have not been reported yet. In this study, we analyze the gastrointestinal tissues of birds and mammals, as well as feathers and fur samples that collected in the Fildes Peninsula. The composition of microplastics are determinated using microscopic examination and Raman spectroscopy analysis, We will establish a efficient way to evaluate and monitor the microplastic pollution of the higher animals. We aim to provide the scientific basis for the wildlife conservation in Antarctic and the basic data for monitoring to the microplastic pollution in the environment.

微塑料是直径小于5 mm的塑料颗粒、纤维或薄膜，它分布广泛，易被其他动物误食，并且能够作为持久性有机污染物和重金属元素的载体，随着食物链由低营养级向高营养级富集，对海洋乃至全球的生态环境造成了巨大的危害，也严重影响了生物的安全。近些年，随着人类活动程度呈的日益增多，曾被誉为地球最后净土的南极也发现了微塑料的存在。然而，关于南极野生动物，尤其是南极海洋食物链顶端动物体内的微塑料组成及积累水平，却一直未见报道。本研究拟以南极菲尔德斯半岛的鸟类和哺乳类动物为例，对采集到的动物胃肠组织、羽毛或毛皮样品进行微塑料检测分析，通过显微镜观察和显微拉曼光谱分析相结合的方法，确定待测样品中微塑料的种类、数量和组成，建立一套完整高效的高等动物体内的微塑料污染监测的实施方案，评估南极海洋生态系统中的高级消费者体内的微塑料积累水平，为南极野生动物保护提供科学依据，也为南极生态环境中的微塑料污染监测提供基础数据。

微塑料是直径小于5 mm的塑料颗粒、纤维或薄膜，它分布广泛，甚至能够通过食物链进行富集，不仅会污染海洋生态环境，还会对海洋生物及其栖息地构成严重威胁。近些年，随着人类活动日益增多，曾被誉为地球最后净土的南极也发现了微塑料的存在。然而，关于南极海洋食物链顶端动物体内的微塑料组成及积累水平，却一直未见报道。因此，本论文分析了以南极菲尔德斯半岛的鸟类和哺乳类动物为例，分析微塑料的污染情况。从丰度、分布、颜色、尺寸和材质等角度，探讨微塑料污染对海洋高级哺乳动物的影响。.在南极发现的3只鳍脚类动物（毛皮海狮、南象海豹、威德尔海豹）肠道内都发现了微塑料的富集，微塑料的丰度范围在11～200 items/individual，平均丰度为86.67±59.54 items/individual。颜色上，透明和黑色微塑料普遍存在于3只鳍脚类动物肠道内，但透明微塑料最为常见，比例范围在66.67%～94.00% 之间；形态上，纤维状微塑料占据主导地位（＞80%），尤其在海豹种类中所发现的微塑料均为纤维状；材质上，聚丙烯、聚酯类和聚对苯二甲酸乙二酯型微塑料最为普遍，其中，聚丙烯是主要的材质，比例为70.85%；粒径上，0.5-5mm的微塑料比其他尺寸的微塑料更为常见，比例在45.45%～97.00%。.搁浅的5只江豚中普遍存在微塑料污染。江豚肠道内所富集的微塑料平均丰度为16.8±2.15 items/individual。这些微塑料的特征，从颜色来看，仅有透明、黑色和蓝色三种，其中透明微塑料占据主导地位(86.9%)；从形状来看，纤维状为主要形状(>85%)；从材质看，鉴定出3种材质，其中，聚对苯二甲酸乙二酯型微塑料所占比例最大(45.24%)，尼龙次之，聚丙烯材质所占比重最少；从尺寸来看，大多数微塑料分布在0.1 mm～0.5 mm之间。.本研究通过显微拉曼光谱分析和傅里叶变换显微红外光谱法相结合的方法，确定待测样品中微塑料的丰度和特征信息，建立了一套完整的针对高等动物体内的微塑料污染监测的实施方案，评估南极海洋生态系统中的高级消费者体内的微塑料积累水平，为南极野生动物保护提供科学依据，也为南极生态环境中的微塑料污染监测提供基础数据。