《Marine Pollution Bulletin》：Occurrence and distribution of microplastics in intertidal sediments at Deception Island, Antarctica
编辑推荐：
本研究首次在阿根廷南极德雷克岛潮间带沉积物中检测到微塑料，浓度为2.22-31.09件/千克，主要成分为聚乙烯（40.83%）和聚氯乙烯（28.57%），颜色以琥珀色、绿色和灰色为主，未发现与沉积物粒径的显著相关性，为南极环境监测提供基准。
玛丽亚·B·阿尔考萨（María B. Alcauza）|伊万·弗朗科·罗迪尔（Iván Franco Rodil）|桑德拉·曼萨诺（Sandra Manzano）|罗西奥·金塔纳（Rocío Quintana）|卡门·莫拉莱斯·卡塞莱斯（Carmen Morales Caselles）
加的斯大学（UCA）生物系，海洋与环境科学学院，西班牙加的斯省普埃托雷阿尔（Puerto Real）11519
摘要
微塑料污染是对海洋生态系统的一个公认威胁，然而其在偏远地区（如南极洲）的存在仍然记录不足。本研究对南极洲南设得兰群岛（South Shetland Islands）欺骗岛（Deception Island）潮间带沉积物中的微塑料进行了初步评估。从潮间带上部采集了表层沉积物样本，并使用沉积物微塑料分离（Sediment Microplastic Isolation, SMI）装置进行处理。通过傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared, FTIR）分析了聚合物成分，而颗粒形态和颜色则使用ImageJ-Fiji软件进行分析。微塑料浓度范围为2.22至31.09个/千克（items·kg?1），其中捕鲸者湾（Whalers Bay）的浓度最高。聚乙烯（PE，40.83%）和聚氯乙烯（PVC，28.57%）是最常见的聚合物类型。碎片占比最高（73.91%），其次是薄膜（21.74%），颗粒大小在0.24至0.50毫米之间（平均值±标准差：1.29±0.42毫米）。琥珀色、绿色和灰色是最常见的颜色。未观察到微塑料丰度与沉积物粒径之间存在显著相关性。这些结果首次证明了欺骗岛潮间带存在微塑料，为未来的监测工作奠定了基础，并有助于更全面地了解南极沿海环境的塑料污染状况。
引言
潮间带为众多物种提供了关键栖息地，在沿海生物多样性中起着重要作用。然而，微塑料（MPs，即小于5毫米的颗粒）在这些环境中的积累可能会通过降低栖息地质量、改变生物地球化学过程以及影响生物多样性和营养相互作用来损害生态系统健康（Phuong等人，2021年）。微塑料在潮间带沉积物中的滞留遵循与潮汐制度、海滩地貌以及海岸线相对于盛行风的方向相关的动态模式（Liebezeit和Dubaish，2012年；Mathalon和Hill，2014年；Critchell和Lambrechts，2016年）。此外，潮间带的特定水动力条件可能进一步加剧微塑料的积累（Aguilera等人，2016年）。多项研究已在不同沿海地区的潮间带沉积物和海岸线发现了微塑料污染，例如东弗里斯兰群岛（East Frisian Islands）的海滩（Liebezeit和Dubaish，2012年）、韩国的海滩（Kim等人，2015年）、印度尼西亚拉蒙根（Lamongan）的多个沿海区域（Asadi等人，2019年）或河口潮间带沉积物（Leads等人，2023年）。
尽管偏远地区长期以来被视为原始生态系统，但人们越来越认识到它们容易受到塑料污染的影响，包括微塑料。长距离大气和海洋传输被认为是微塑料到达极地偏远地区的主要途径（Obbard，2018年）。
在南极洲，人类活动主要与科学研究、渔业和旅游业相关。然而，微塑料污染已成为一个重要的环境问题（SCAR，2020年）。微塑料已在雪中（Aves等人，2022年）、海冰中（González-Pleiter等人，2021年）、南极特别保护区（ASPA）的淡水中（González-Pleiter等人，2020年）、表层和深层水中（Absher等人，2019年；Jones-Williams等人，2020年；Suaria等人，2020年；Leistenschneider等人，2021年；Antacli等人，2024年）以及沉积物中（Munari等人，2017年；Waller等人，2017年；Habib等人，2020年；Cunningham等人，2020年；Perfetti-Bola?o等人，2022年）被记录到。局部来源，如研究站的废水排放（Gr?ndahl等人，2009年；Tin等人，2009年；Aronson等人，2011年），也被认为是潜在的污染源。虽然南极绕极流（Antarctic Circumpolar Current）和极地锋面（Polar front）传统上被认为可以隔离该大陆，但最新证据表明微塑料可以从较低纬度地区传输过来，这挑战了这些海洋特征的屏障作用（Bargagli，2008年；Fraser等人，2017年；Free等人，2014年）。
潮间带的水动力条件似乎会加剧微塑料的积累（Thiel等人，2013年），对适应极端环境的底栖生物构成特别威胁（Peck等人，2006年；Peck，2018年）。微塑料污染可能成为已经受到其他干扰因素（如海洋酸化和气候变化）影响的极地生物的额外压力源，可能降低它们对这些压力的抵抗力（Stark等人，2019年）。尽管如此，关于南极潮间带的研究仍然有限（Reed等人，2018年；Perfetti-Bola?o等人，2022年），这突显了开展针对性研究的必要性。
欺骗岛（62°56′S，60°34′W）是南设得兰群岛西南部的一个活跃火山岛，距离南极半岛约120公里（图1）。其独特的马蹄形环绕着福斯特港（Port Foster），这是一个通过名为“海王星风箱”（Neptune’s Bellows）的狭窄通道与布兰斯菲尔德海峡（Bransfield Strait）相连的淹没破火山口盆地。该地区具有极地海洋气候，福斯特港内的海洋环流特征为逆时针方向，上层平均地转流速约为0.04–0.10米/秒（Flexas等人，2017年），而在“海王星风箱”（Neptune’s Bellow）处则有其他水流（Vidal等人，2012年；Figueiredo等人，2018年）。由于从南美洲可以到达，欺骗岛的人类活动比南极其他地区更为频繁（COMNAP，2017年；Salinas等人，2024年；Monràs-Riera等人，2025b）。科学研究、旅游和渔业活动在这个群岛尤为集中，可能是欺骗岛沿海环境中的微塑料污染的潜在来源。欺骗岛上有两个季节性研究站：阿根廷的Decepción站和西班牙的Gabriel de Castilla站（COMNAP，2026年；图1）。先前的研究表明，即使有污水处理设施，研究站也会向附近的沿海沉积物释放微塑料（Munari等人，2017年；Waller等人，2017年；Reed等人，2018年；Sfriso等人，2020年）。此外，欺骗岛也是南极洲游客最常光顾的景点之一，在南设得兰群岛中游客量排名第二（COMNAP，2026年）。除了局部来源外，来自较低纬度的长距离传输也可能导致欺骗岛的微塑料污染，因为极地锋面的物质传输可以通过涡流形成等过程发生，特别是在极地锋面靠近大陆的西南极半岛地区（Waller等人，2017年）。
鉴于其半封闭的环境和相对较少的人类活动，欺骗岛为研究孤立极地环境中的微塑料污染提供了一个理想的案例。本研究应用标准化和可重复的方法，首次评估了南极欺骗岛潮间带沉积物中的微塑料情况。我们假设这些沉积物中存在微塑料，这是由于当地人类活动和长距离传输过程共同作用的结果。此外，我们还评估了微塑料的丰度和分布是否受到沉积物粒径的影响，因为预计较细的沉积物颗粒会积累更高浓度的微塑料（Enders等人，2015年）。
样本采集
从欺骗岛的十个海滩（Colatinas、Telefon、BAE Gabriel de Castilla、Bidones、North Fumaroles、South Fumaroles、Pendulum Cove、Obsidianas、Whalers Bay、Collins Point；图1）的潮间带采集了沉积物样本。
采样在潮间带上部进行，大约在潮水线以上1米处，以最大程度地检测未被潮汐作用移除的积累微塑料。每个海滩采集了三个表层沉积物样本（深度约2厘米）。
微塑料的存在与特征
评估了提取的一致性，以评估批量处理样本可能带来的偏差，未发现显著差异（χ2 = 1.462，p = 0.482），表明批量处理没有影响结果。
在本研究收集的样本中最初检测到113个微塑料颗粒，经过聚合物鉴定后确认了其中69个为微塑料。结果显示，在分析的所有采样地点都发现了微塑料。
欺骗岛上的微塑料
全球范围内广泛记录到沿海海洋沉积物中高浓度的微塑料（Ling等人，2017年），它们经常在海滩沉积物中积累（Liebezeit和Dubaish，2012年；Dekiff等人，2014年）。在严重污染的海滩上，微塑料可占沉积物的3.3%，反映了显著的人为影响（Carson等人，2011年）。
在南极洲，塑料污染的报道越来越频繁，目前已成为最常见的人为垃圾类型之一（
结论
本研究首次证实了欺骗岛潮间带沉积物中存在微塑料。其浓度低于城市海滩和南极浅层沉积物中的报告浓度，这可能反映了潮间带较高的水动力活动。尽管如此，这里报告的微塑料水平与其他偏远、低影响的潮间带地区相当。不同采样地点之间的微塑料浓度没有显著差异。
CRediT作者贡献声明
玛丽亚·B·阿尔考萨（María B. Alcauza）：撰写——初稿、可视化、研究、数据分析、概念化。伊万·弗朗科·罗迪尔（Iván Franco Rodil）：撰写——审稿与编辑、监督、资源协调、项目管理、资金筹集。桑德拉·曼萨诺（Sandra Manzano）：撰写——审稿与编辑、方法论。罗西奥·金塔纳（Rocío Quintana）：撰写——审稿与编辑、方法论。卡门·莫拉莱斯·卡塞莱斯（Carmen Morales Caselles）：撰写——审稿与编辑、验证、监督、资源协调、项目管理、资金筹集。
写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备这项工作时，作者使用了基于AI的工具（ChatGPT、OpenAI）来提高手稿的可读性和语言表达。使用该工具/服务后，作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对发表文章的内容承担全部责任。
资金来源
本研究得到了COPLA项目（PCM_00056）的支持，该项目由安达卢西亚自治区大学、研究与创新委员会（Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía）和欧盟“下一代EU”/PRTR计划资助，以及RADIANT项目（PID2020-113464RB-I00）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
采样工作是在RADIANT项目（“太阳辐射和温度对南极欺骗岛福斯特港潮间带大型藻类生物量降解的影响”）的框架内进行的。我们感谢访问学生Lucía Navarro在实验室工作方面的宝贵帮助。
