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鄱阳湖轮虫每天造1.33亿亿塑料颗粒

轮虫每天在鄱阳湖制造的纳米塑料颗粒总数:1 后面跟着 16 个零。

随着塑料制品在生活中的使用变得越来越广泛,我们环境中的塑料颗粒也变得越来越多。它们无处不在,从北极到南极,从土壤到河流,从地面到云端,甚至存在于我们日常呼吸的空气中。

轮虫(图片来源:Juan Carlos Fonseca Mata, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)

这些肉眼不可见的塑料被分为两类,尺寸在 1 微米到 5 毫米之间的是微塑料(microplastic),尺寸小于 1 微米的则是纳米塑料(nanoplastic)。越来越多研究已经表明,纳米塑料会损害人体各个器官和系统的功能。

微塑料和纳米塑料来源于塑料制品的降解。未被回收的塑料垃圾可能进入河流和海洋,被带往世界各地。历经几十上百年,机械作用、光化学等会将这种长链聚合物材料分解成小块。同时,生物的作用也加速了这个过程。

2018 年的一项研究显示,南极磷虾(Euphausia superba)能摄入微塑料,并用大颚(mandible,磷虾的咀嚼器)将其磨成纳米塑料。

南极磷虾(图片来源:Yale Peabody Museum, CC0, via Wikimedia Commons)

美国马萨诸塞大学的邢宝山教授长年从事微塑料相关研究,看完这篇论文的他意识到,既然南极磷虾这种生活在遥远极地的生物能“分解”微塑料,那么,在我们日常生活的范围内,是否也广泛存在能产生同样效果的生物,进而对环境中纳米塑料的含量造成影响呢?于是,他和中国海洋大学的赵建教授合作,开始研究这个问题。

他们选择了轮虫作为研究对象。这是一种广泛分布于全球地表水的常见浮游动物,大多数体长不超过 0.5 毫米。以我国最大的淡水湖——鄱阳湖为例,每升湖水中就有超过 900 只轮虫。而且,与南极磷虾一样,它们拥有一种独特的咀嚼器,通过机械作用将摄入的藻类研磨成小块。

研究人员观察了褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)和萼花臂尾轮虫(B. calyciflorus)两种轮虫,它们平时分别生活在海洋和淡水中。研究人员发现,这些轮虫都能大量摄入小于 10 微米的塑料,这与它们日常食物的尺寸相似。它们偶尔也会吃些 20 微米大的塑料,不过再大就吃不下了。

轮虫摄入的微塑料(绿色小球)和研磨产生的纳米塑料(绿色小点)。图片来源:原论文

研究人员在显微镜下观察到,轮虫吃下微塑料后,消化道中出现了许多尺寸不一的塑料颗粒,其中纳米级塑料颗粒的数量远多于微米级。原本提供给轮虫的光滑、球形的微塑料,经过一番消化,表面变得粗糙不堪,像是被啃过一样。

可见,轮虫咀嚼器中的齿状结构通过研磨,从微塑料表面一点点“抠”下了这些塑料碎片。最后,碎片化的微塑料会从轮虫体内排出,回到水中。

浮游生物影响全球

我们所说的“塑料”,其实是一类高分子聚合物的总称。我们日常生活中最常见的是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)。它们的组成单元不同,硬度、拉伸强度、光反应性和生物反应性等各不相同。

不同塑料类型及特性。图片来源:原论文

在这项研究中,研究人员发现,轮虫既能摄入和破碎硬度较低的 PE 塑料,也能有效地从硬度较高的 PS 塑料上磨损出纳米塑料颗粒。这说明轮虫对不同类型微塑料的“消化”具有普遍性。

更重要的是,研究人员还从山东青岛的书院水库、白沙河、大沽河和胶州湾等地采集了不同物种的轮虫样本,结果,所有采样点的轮虫体内均检测到了尺寸在 3~30 微米的微塑料。可见,即便是自然环境,在没有研究人员“投喂”微塑料的情况下,这种现象也是普遍存在的。

因此,轮虫很可能在全世界微塑料和纳米塑料的分布中扮演着重要角色,事实也确实如此。研究人员发现,在全世界范围内,尤其是东亚和欧洲,微塑料丰度较高的区域恰恰也是轮虫最多的区域,二者间存在高度的地理重叠。

轮虫的全球分布(左图)和微塑料的全球分布(右图)。图片来源:原论文

实际情况究竟有多可怕

为了让人们对这种影响有更具象的感知,研究人员以鄱阳湖作为案例进行说明。鄱阳湖面积约 3690 平方千米,文献表明,平均每升鄱阳湖水中约含 20.2 个直径在 50~500 微米的微塑料。

假设所有轮虫都生活在不超过 5 米深的湖水,按照本次研究的数据,将轮虫放入含微塑料的水体4小时后,平均每个微塑料颗粒会生成 131 个纳米塑料颗粒,那么,一天下来,全鄱阳湖的轮虫一共能产生1.33亿亿(1.33×10^16)个纳米塑料颗粒。

然而,这只是计算结果,实际数量可能还会更高。一方面,受实验条件限制,研究人员只能检测直径大于 0.6 微米的纳米塑料,因此,一颗微塑料能被轮虫磨损生成多少更小的纳米塑料,我们并不知道。但很明确,实际生成的纳米塑料颗粒必然远高于实验测得的数据。

轮虫将“消化”过后的微塑料从体内排出。图片来源:原论文

第二,文献中只报道了鄱阳湖中尺寸范围为 50~500 微米的微塑料,而轮虫摄入的主要是尺寸更小的微塑料。虽然尚不知道鄱阳湖中直径小于 50 微米的微塑料浓度几何,但研究人员估计,它一定会比大尺寸微塑料的丰度高得多。因此,轮虫生存环境中的实际微塑料颗粒数量也高于估算时所用的数值。

第三,实验条件与自然条件不同。实验过程中,研究人员在每升水中放入了 930 万个初始微塑料颗粒,却只有 2 万只轮虫;而文献中,平均每升鄱阳湖水的微塑料含量为 20.2 个,轮虫数量却有 909 只。因此,鄱阳湖中的轮虫能更充分地摄入和消化湖水中的微塑料,每颗微塑料也将产生超过 131 颗纳米塑料。

此外,研究人员只测试了“新鲜”微塑料和短暂暴露于模拟阳光 12 小时的微塑料。但自然界中的微塑料往往经历了长年的风吹日晒,这会让它们的形态、化学性质等发生变化,变得更脆弱。

实验已经证明,轮虫摄入光老化的微塑料会比摄入原始微塑料时产生更多塑料碎片。而大多数轮虫都生活在透光的水域,所摄入微塑料的日照时长远多于实验条件,结果必然更可怕。

最后,鄱阳湖只是一个案例,其实地球上许多地表水体中微塑料和轮虫的含量都远高于鄱阳湖。例如,文献表明,每升黄河水中约有 500 颗微塑料,而在印度阿蒂亚尔河(Adyar Creek)的河口,每升河水中约有 10,133 只轮虫。因此,我们可能远远低估了生物在这场全球纳米塑料“瘟疫”中发挥的作用。

网友看法

1、网友未来:好事还是坏事?看了半天也不确定。

2、网友小水熊虫:随着快递外卖等发展,塑料制品越用越多,没有人管,

3、网友亲美反俄一律拉黑:太可怕了,尽量减少使用塑料吧[捂脸][捂脸][捂脸]

4、网友虾锅米线:看来还是把塑料烧了才是最简单最完全的降解方式。

5、网友高大师0:光吃塑料,会不会影响轮虫的健康?[呲牙]

6、网友白驹过隙950:肿瘤高发的众多因素之一

7、网友大力出奇迹EXOg:都达到纳米级了,还有多大危害?

8、网友游民6666:长篇大论说轮虫将微塑料分解为纳米。纳米塑料对人体有什么危害没说

9、网友月下万里云生:文章内容稍微长一点,很多人都不知道主旨是什么。 微塑料的危害讨论已久,这篇文章是分析水域中大量存在的轮虫将微塑料进一步分解为纳米塑料,而纳米塑料可能对人体更具有现实危害。 明天和意外不知道哪个先来。

10、网友李乒乓:我正在用塑料袋子吃包子。。吓得我赶紧扔了

11、网友你的笑是天边的云:傻傻地问一句:塑料可以通过燃烧彻底分解吗?如果可以,是不是应该鼓励焚烧白色垃圾?

12、网友文明踢球:21世纪最垃圾的发明,塑料!

13、网友寒江泛舟2d7S:与其寄希望于通过大幅度减少(最好是杜绝)塑料制品的使用,来有效降低塑料微粒对地球生物的危害。不如还是寄希望于我们的肌体能尽快进化出不让塑料微粒在我们体内停留累积(有效排异)的功能…… 因为即便立刻全面禁止,现有的塑料垃圾就已经够我们“消化”几十甚至上百年了。一个事实是,那些微粒早就通过饮用水以及各种水产品的食用进入我们的肌体组织了……

14、网友丛林书生:昨天还吃了磷虾……

15、网友不用数字了:我闭上眼就这玩意

16、网友七言19:省流:轮虫分解塑料成为塑料,微塑料对人体有害。

17、网友苦逼施工猿:这些年扬尘治理密目网产生的有多少大的塑料颗粒不知道专家有没有统计

18、网友三清化身:人也在吃,各位胶囊不知是不是塑料[捂脸]

19、网友霖佳1个爱国的老家伙:所以,轮虫是在帮倒忙吗?会不会有其他微生物继续分解微塑料到更小的颗粒,直到塑料不再是塑料

20、网友自若春风kaD:比起日本核污水排放这都不算啥

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