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自然资源部第三海洋研究所利用微塑料全检新技术揭示大洋海山生境中微塑料的深海环境行为

编译者:liguiju发布时间:Jun 24, 2024点击量:3701 来源栏目:科研动态

大洋深海水域是入海塑料垃圾最终的汇之一。在深海环境中的微塑料能参与并进一步深刻影响深海生态系统的生物地球化学循环。海山占据了全球洋底约三分之一的地貌,海山周围水体是大洋水团和海山之间交互作用的媒介,具有独特的水文特征和海洋生物群落组成。因此,海山长久以来被视为海洋生物多样性研究的热点区域,也是许多海底生物繁衍幼崽的主要基地。但受限于海底水体微塑料低丰度、分散而难以大量富集的特征和较小的尺寸范围,此前鲜有研究关注海山周围水体中微塑料的环境行为。

近日,来自自然资源部第三海洋研究所张元标团队的郭辉革助理研究员等人以“Deep-sea microplastics aging and migration exerted by seamount topography and biotopes in the subtropic Northwest Pacific Ocean”为题,在《Science of the Total Environment》期刊(中科院一区TOP,IF = 9.8)上发表了相关研究论文。该研究利用小粒径微塑料颗粒和微纤维快速检测技术在西北太平洋亚热带RE海山周边水体中开展了小至十数微米的微塑料全滤膜显微红外原位全检测,初步揭示了海山这一特殊海底地貌及其生境对深海水体中微塑料的老化和迁移的影响。研究证实,基于全检结果和水柱剖面分析,西太平洋的RE海山周围水体中的微塑料丰度可达0.9-3.8个/ L。其中,小粒径(20-50 µm)微塑料占比尤为突出。此外,深海微塑料还表现出显著的特征差异:深层水体塑料表面破损老化程度高于浅层水体;微塑料上有机物的红外光谱强度随着深度的增加而增强。该研究结合基因检测结果指出,RE海山区域不同特征水体的生物多样性和环境基因存在较大差异,且海山水体中富含某些已被报道能有效降解微塑料的细菌和功能基因,表明RE海山水体中微生物群落结构能促进塑料的老化和降解进程。本研究成果对探究大洋海山地貌特征和生物群落结构在深海微塑料迁移和老化过程中发挥的作用具有重要意义。

此项研究基于团队创建的小粒径微塑料颗粒和微纤维快速全检测技术(授权专利号ZL202111157023.X; ZL202111158971.5,发明人:郭辉革、王晓晨、陈泓哲等),该技术适用于小尺寸范围各类微塑料的快速检测和特征分析。本研究受到国家重点研发专项(2023YFC3108303;2019YFD0901100)和自然资源部第三海洋研究所基本科研业务费专项资金(2019002)的资助。该文章第一作者为郭辉革助理研究员,通讯作者包括张元标正高级工程师和郭辉革助理研究员。除团队成员外,我所研究生王晓晨、罗肇河研究员和自然资源部第二海洋研究所程虹高级工程师也对本论文做出了重要贡献。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174064

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