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更新时间:2026-08-24
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近年来,海洋微塑料污染已成为全球海洋生态环境研究的热点。相比传统关注塑料颗粒本身造成的物理损伤,越来越多研究发现,塑料中添加剂及老化过程中释放的化学物质同样具有显著生态毒性,并可能对海洋微生物群落及食物链产生长期影响。

近期,来自法国班尤尔海洋观测站(Observatoire Océanologique de Banyuls)、法国国家科学研究中心(CNRS)、索邦大学(Sorbonne Université)等机构的联合研究团队,开展了一项关于海洋塑料浸提液生物毒性的长期研究。研究采用Microtox®生物毒性毒性测试(符合ISO 11348-3标准),对不同微塑料在最长8个月浸提过程中释放化学物质的毒性变化进行了系统评价。研究结果表明,浸提时间是影响塑料化学毒性的重要因素,而Microtox®能够快速、有效地评价塑料释放物的综合生物毒性,为海洋微塑料生态风险研究提供了可靠的技术支撑。

塑料进入海洋后,会在紫外线照射、机械磨损及海水作用下不断老化和降解,并释放出各种化学添加剂及降解产物,包括增塑剂、阻燃剂、稳定剂以及其他未知有机化合物。
这些塑料释放物质(Plastic leachates)通常具有以下特点:
成分复杂,难以逐一进行化学分析
多种污染物共同存在,可能产生协同毒性
即使单一化合物浓度较低,其混合效应仍可能对海洋生物造成影响
因此,仅依赖传统化学检测难以全面评价塑料浸提液的生态风险。相比之下,生物毒性测试能够直接反映复杂混合污染物对生物体产生的综合毒性效应,已逐渐成为海洋生态风险评价的重要补充手段。

本研究围绕塑料浸提液的生态毒性开展实验,其中生物综合毒性评价采用了Microtox®生物毒性分析技术。
研究选取不同类型塑料样品,在模拟海洋环境条件下制备浸提液,使塑料中的可迁移化学物质释放至溶液中,用于后续毒性评价。

研究采用Microtox®生物毒性分析技术,以海洋发光细菌费式弧菌 (Aliivibrio fischeri) 作为测试生物。
测试原理为:
当发光细菌暴露于具有毒性的塑料浸提液时,其正常代谢受到抑制,生物发光强度随之下降。
研究通过测定不同浓度样品作用后的发光抑制率,计算毒性指标(如EC50),用于评价不同塑料浸提液的急性毒性水平。
由于发光细菌对多种有机污染物及复杂混合污染物具有较高敏感性,因此能够快速反映塑料释放化学物质所产生的综合毒性。

本研究对于选中的生物受体海洋发光细菌费式弧菌,研究严格按照ISO 11348-3 标准开展检测,并采用Modern Water Microtox® LX 生物毒性分析仪进行测试。
该方法已被多个国家和机构认可为,按照ISO 11348-3标准执行的Microtox® LX 实验室生物毒性分析仪内置计算程序,可自动完成数据采集、曲线拟合与EC50值计算,显著提升了测试效率与准确性。
研究结果表明:
1. 不同塑料释放物具有明显不同的毒性水平

表一:塑料浸提液(g/L)对费氏弧菌(Aliivibrio fischeri)生物发光抑制作用的无可观察效应浓度(NOEC)、min可观察效应浓度(LOEC)和半数效应浓度(EC50)。当计算获得 EC50 时,同时计算了均方根误差(RMSE)。N/A 表示未进行评估。
不同塑料类型产生的浸提液对发光细菌表现出不同程度的毒性,说明塑料组成及添加剂配方是影响生态风险的重要因素。
2. 塑料化学释放物可产生显著急性毒性

图一:所有PE-oxo塑料浸提液对费氏弧菌(Aliivibrio fischeri)生物发光抑制作用的平均值。毒性以生物发光抑制率(%)表示,并以浸提液中的塑料浓度(g/L)为横坐标进行绘制。图中的曲线为 drc 剂量-反应模型拟合结果,阴影区域表示95%置信区间。
部分塑料浸提液(PE-oxo 塑料浸提液)能够明显抑制发光细菌发光,表明塑料释放出的化学物质能够直接影响海洋微生物正常代谢活动。
这说明塑料污染带来的生态风险不仅来源于塑料颗粒本身,更来源于其持续释放的复杂化学混合物。
3. 生物毒性测试能够反映复杂混合污染物真实风险
传统理化分析虽然能够检测部分已知污染物,但难以覆盖塑料释放的大量未知化学成分。
Microtox®生物毒性测试则能够:
综合评价所有释放物共同作用后的毒性
体现污染物之间可能存在的协同效应
为复杂环境样品提供更加真实的生态毒性评价结果。
研究认为,Microtox®生物毒性测试能够作为塑料生态风险评价的重要工具,与化学分析形成互补,提高环境风险评估的科学性。
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