《Marine Policy》:Microplastics ingestion in zooplankton in tropical estuarine fronts of Terengganu, Malaysia
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本研究对马来西亚Kuala Terengganu河口进行时空调查,发现微塑料碎片占比98.6%,聚酰胺(PA)占66.7%。 copepods摄入占比83%,锋区高潮期微塑料摄入量显著升高,丰度达周围区域0.8-4.1倍。表明河口锋区是微塑料生物可利用热点,需持续监测
作者名单:Thaarshini Paramasivan | Roswati Md Amin | Md Suffian Idris | Xi Long Liang | Meng Chuan Ong | Shiye Zhao
马来西亚海事研究所(MIMA),Jalan Kia Peng,50450,吉隆坡,吉隆坡联邦直辖区,马来西亚
摘要
微塑料在水生环境中普遍存在,并对海洋食物链中的营养级传递构成风险。具有高初级生产力的热带河口也成为人为污染物进入海洋的通道。2022年西南季风期间(5月至8月),我们在吉隆坡Terengganu河口的微潮带进行了时空调查。在研究中,我们在三个区域(羽流区、前沿区和大陆架区)设置了15个采样点,使用潜水泵收集浮游动物并通过60微米滤网进行过滤。对这些浮游动物进行了分类鉴定,并采用碱性消化法处理;随后利用扫描电子显微镜-能量色散谱仪(SEM-EDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对回收的微塑料进行了形态和化学分析。结果显示,微塑料主要以碎片形式存在(占98.6%),其中聚酰胺(PA)占比最高(66.7%)。浮游动物摄入微塑料的频率范围为0.002至0.032个粒子/个体,不同采样点或采样事件之间没有显著差异。在高潮期间,前沿区的浮游动物摄入微塑料的潜力更高(10.57–271.23个粒子/立方米),这反映在前沿区水体中微塑料的丰度较高,其丰度是周围区域的0.8至4.1倍。桡足类动物占微塑料摄入量的83%,其中Temora属的个体摄入量最高(2.0个粒子/个体),Oithona属的摄入潜力也较大(96.56个粒子/立方米)。总体而言,这些结果表明吉隆坡Terengganu河口的浮游动物能够摄取微塑料,强调了持续监测热带河口中微塑料暴露情况及其潜在营养级传递的必要性。
引言
塑料污染是全球海洋生态系统面临的主要环境问题。河流是塑料废物从陆地进入海洋的主要途径,来源包括污水处理厂、沿海垃圾填埋场、海洋产业和旅游相关活动(Raju等人,2023年)。据估计,全球约1000条河流贡献了海洋中80%的塑料垃圾(Meijer等人,2021年)。因此,河口成为微塑料进入海洋的通道,而这些颗粒在河口沉积物中的存在表明河口也可能成为微塑料的储存场所(Sunil等人,2024年)。微塑料在河口中的分布受多种因素影响,包括盐度梯度、湍流、风型和降雨量。这些因素导致了河口中微塑料浓度的时空变化。例如,不同水体在交汇处(即前沿区)会聚集塑料(Wang等人,2022年)。由于高初级生产力、丰富的有机物和多样的栖息地,热带河口也被视为生物地球化学热点(Villanueva,2015年)。
河口前沿区(包括羽流区和潮汐前沿区)由于潮汐周期性作用而形成明显的密度边界。这些前沿区在河口循环、生产力、沉积物动态和水质方面起着关键作用(Wang等人,2022年)。此外,这些前沿区通常通过泡沫线在河口附近识别出来,泡沫线由表面汇聚形成,聚集了颗粒物和高浓度的有机物。这种聚集促进了次级生产(以浮游动物或浮游植物为食的生物的生长),从而导致生物和非生物物质的累积。颗粒物和污染物在这些前沿区的聚集引发了这样一个假设:与邻近水域相比,这些区域的悬浮摄食性浮游动物可能摄入更多的微塑料。
微塑料体积小、密度低,因此可以通过水流在各种水生环境中长距离传播。浮游动物容易将其误认为猎物并摄入体内(Li等人,2016年;Shen等人,2021年)。被摄入的浮游动物可能随后被更高级的捕食者(如鱼类和其他无脊椎动物)捕食。重要的是,微塑料污染已被证实会对水生生态系统和生物产生负面影响,主要通过摄入途径(Cole等人,2013年;Sun等人,2018年;Amin等人,2020年)。先前的研究报道,在吉隆坡Terengganu河口前沿区退潮期间微塑料的发生率和积累量较高(Paramasivan等人,2025年),这与本研究的研究区域相同。类似地,美国Cooper河的前沿区也显示出水中微塑料浓度显著升高(以碎片为主),表明有来自陆地的微塑料输入(Payton等人,2020年)。在马来西亚,尽管之前的研究重点关注了塑料污染的变化(尤其是微塑料)、来源识别、水-沉积物界面的相互作用、微塑料的潜在影响及其对生物体的化学转移(Sulaiman等人,2023年),但在河流微塑料的环境归趋定量分析方面仍存在明显不足。
为填补这一空白,本研究旨在调查吉隆坡Terengganu河口前沿区浮游动物的微塑料摄入情况。本研究旨在验证一个概念性假设,即由于悬浮颗粒的汇聚和聚集,河口前沿区成为浮游动物暴露于微塑料的高风险区域(Wang等人,2022年;Paramasivan等人,2025年)。尽管未直接测量混合强度、汇聚强度和前沿区动态等物理过程,但根据观察到的浮游动物丰度、微塑料摄入情况以及吉隆坡Terengganu河口中微塑料的分布情况,本研究提供了关于河口前沿区微塑料暴露增加的见解。通过研究河口前沿区浮游动物体内微塑料的存在和浓度,本研究旨在加深对微塑料进入海洋食物链途径的理解。此外,本研究还揭示了河口环境中微塑料污染的生态风险,从而为海洋保护和污染管理工作做出贡献。
方法论
吉隆坡Terengganu河位于马来西亚半岛东海岸,最终流入南海南部前沿(Suratman等人,2018年;Lee等人,2017年)。该河口经历东北季风(雨季,11月至3月)和西南季风(旱季,4月至9月)。两个季节的平均降水量分别为200毫米至600毫米以及100毫米至125毫米(Hing
浮游动物分类群及其丰度的时空特征
从15个采样点收集的21个样本中,共鉴定出8个门、24个目和37个属的浮游动物,其中包括六个前沿区的中层样本。在所有样本中,桡足类动物始终占主导地位,5月份的占比为81.5%,8月份为88%(图3A)。浮游动物丰度的百分比基于个体计数。5月份其他主要优势类群还包括圆足类(56.1%)、箭足类(25.3%)和细足类(18.6%)。
浮游动物丰度
本研究重点关注马来西亚吉隆坡Terengganu河口下游区域的浮游动物群落及其微塑料摄入情况,该区域由于河流水流和每日潮汐作用形成了潮汐前沿区。记录显示,河口前沿区的浮游动物密度最高。总体而言,本研究中的平均浮游动物密度为:5月份为6.790 ± 5.665 × 103个个体/立方米;8月份为9.420 ± 9.440 × 103个个体/立方米。
结论
总体而言,本研究揭示了吉隆坡Terengganu河口前沿区浮游动物数量较多,并且微塑料摄入量较高,表明这些前沿区是微塑料的聚集地。浮游动物群落以海洋物种为主,尤其是桡足类动物,说明该河口为河口-海洋浮游动物提供了栖息地。盐度是影响浮游动物分布的主要因素。
作者贡献声明
Thaarshini Paramasivan:撰写初稿、方法论设计、数据收集与分析、正式数据分析。
Roswati Md Amin:撰写与编辑、数据可视化、研究监督、资金申请、概念构思。
Md Suffian Idris:研究监督、软件使用、资源协调、数据收集与分析、正式数据分析。
Xi Long Liang:撰写与编辑、软件应用。
Meng Chuan Ong:数据可视化、结果验证、研究监督、数据分析。
Shiye Zhao:数据可视化、结果验证、研究监督。
资金支持
本研究得到了亚太网络(CRRP2021-08MY-Zhao)和马来西亚高等教育部(MOHE)通过基础研究资助计划(FRGS/1/2024/WAS05/UMT/02/1)的支持。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
我们衷心感谢亚太网络(CRRP2021-08MY-Zhao)和马来西亚高等教育部(MOHE)通过基础研究资助计划(FRGS/1/2024/WAS05/UMT/02/1)提供的财政支持。同时,我们也感谢华东师范大学河口与海岸研究国家重点实验室以及联合国教科文组织IOC-WESTPAC对本研究的持续支持。此外,我们也感谢科学学院的各位同事。