微納米級(jí)微塑料及其添加劑復(fù)合效益對(duì)藍(lán)藻的生長及葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h1>
2021-01-07 12:46郭鋒鋒晁江琴
中州大學(xué)學(xué)報(bào) 2020年6期
馬 欠，郭鋒鋒，鄧 敏，劉 燕，趙 菊，晁江琴，沈 波
(昭通學(xué)院 地理科學(xué)與旅游學(xué)院，云南 昭通 657000)
自20世紀(jì)50年代以來，塑料制品由于在日常生活和商業(yè)活動(dòng)中的廣泛用途，已成為人類活動(dòng)不可或缺的一部分。1970年代，美國國家科學(xué)院估計(jì)每年流入世界海洋的塑料通量為4.5萬噸，相當(dāng)于全球塑料產(chǎn)量的0.1%，2010年全球塑料的年產(chǎn)量已達(dá)2.65億噸。人們對(duì)海洋中當(dāng)前塑料存儲(chǔ)量的估計(jì)是1970年代對(duì)釋放到開放海洋中的漂浮塑料的保守一階估計(jì)的100倍[1]。
進(jìn)入環(huán)境中的塑料會(huì)逐漸破碎，最終形成更小的碎片，粒徑小于5mm的塑料碎片和顆粒稱為微塑料[2]。塑料及其相關(guān)的化學(xué)同源物進(jìn)入陸地和水生棲息地，環(huán)境中微塑料的存在已在水生和陸地生態(tài)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)對(duì)和證實(shí)[3]。現(xiàn)有研究中發(fā)現(xiàn)微塑料的存在對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了巨大的威脅，對(duì)海洋、湖泊、河流、沿海地區(qū)甚至極地地區(qū)都產(chǎn)生了巨大的影響[4]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)塑料會(huì)破碎成微納米級(jí)微塑料，研究微納米級(jí)微塑料成為國際國內(nèi)的趨勢(shì)[5-6]。
浮游生物作為水中食物鏈的最基礎(chǔ)一環(huán)，對(duì)于水生態(tài)系統(tǒng)功能維系具有關(guān)鍵作用[7-8]，浮游植物是水生生物的物質(zhì)基礎(chǔ)[9]。葉綠素?zé)晒夥治黾夹g(shù)以光合作用理論為基礎(chǔ)，利用體內(nèi)葉綠素為天然探針，研究各種植物光合生理狀況及外界因子對(duì)其影響的活體測定和診斷技術(shù)。葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)技術(shù)是用于評(píng)鑒作物耐受逆境能力的一項(xiàng)熱門技術(shù)，被稱為測定環(huán)境脅迫下響應(yīng)快速、無損傷的探針[10]。1931年，德國Hirsch和Kautsky發(fā)現(xiàn)，綠色植物的葉片、藻液等經(jīng)過暗適應(yīng)一段時(shí)間后，經(jīng)可見光照射，綠色植物葉片或藻類會(huì)發(fā)出微弱的暗紅色的熒光信號(hào)，熒光信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)發(fā)生變化，這個(gè)變化過程也稱為葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)，即Kautsky效應(yīng)[11]。
對(duì)于葉綠素?zé)晒猓鄶?shù)文獻(xiàn)主要是對(duì)光響應(yīng)曲線(OJIP)中Fv/Fm這一指標(biāo)進(jìn)行解讀，并未充分考慮能量分配比率和反應(yīng)中心比活性參數(shù)[12-13]。以微納米微塑料及其添加劑對(duì)藻的生長及葉綠素?zé)晒獾挠绊憺橹饕芯繉?duì)象，結(jié)合相關(guān)研究，重點(diǎn)研究微納米級(jí)微塑料對(duì)藍(lán)藻的生長及其葉綠素?zé)晒獾挠绊?。此外，考慮到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中塑料材質(zhì)基本上添加有多種添加劑，因此也對(duì)具有多種添加劑的不同微納米級(jí)微塑料對(duì)藻的生長及其葉綠素?zé)晒膺M(jìn)行研究。通過對(duì)微塑料材質(zhì)進(jìn)行萃取，檢測塑料添加劑。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)所用的藻種為集胞藻，購自中國科學(xué)院武漢水生生物研究所，營養(yǎng)液選用BG-11培養(yǎng)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 集胞藻的培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)過程
采用BG-11培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，預(yù)選藻種為集胞藻作為受試藻。配置5L培養(yǎng)基作為調(diào)試藻密度的營養(yǎng)液，所有玻璃器皿都經(jīng)過滅菌鍋消毒處理。初始藻的密度控制為0.11(以吸光度表示)，選用3種微塑料尺寸分別為200μm,300μm和5mm。為了驗(yàn)證微塑料尺寸絕大多數(shù)處于該尺寸，使用體式顯微鏡做粒徑分析，設(shè)置進(jìn)入藻液的微塑料最終濃度為5mg/L和250mg/L。研究不同濃度對(duì)藻的影響，微塑料濃度分別設(shè)置為0，0.5，5，10，25，50mg/L，每組設(shè)置3個(gè)平行樣。測定時(shí)間為1，12，24，48，96h。每天搖晃錐形瓶3～5次，然后取樣測定藻的吸光度、葉綠素a、光響應(yīng)曲線(OJIP)。
1.2.2 各參數(shù)的測定
(1)微塑料添加劑的測定
取非純及純的微塑料1g,倒入帶玻璃蓋的小試管中，然后加入乙腈飽和正己烷10mL。超聲1h，然后靜止12h，過0.22μm的有機(jī)相濾膜。放入棕色測樣瓶，待測。設(shè)置氣相進(jìn)樣口溫度為250℃，初始溫度為80℃。升溫至280℃，保持15min。設(shè)置質(zhì)譜掃描范圍45～450，與氣相運(yùn)行時(shí)間一致。通過匹配庫進(jìn)行塑料添加劑的判斷。針對(duì)增塑劑類選擇離子峰149作為判定鄰苯二甲酸酯的判斷峰。
(2)OD值的測定
被檢測物吸收的光密度，也稱為吸光度，檢測單位用OD值表示。實(shí)驗(yàn)開始后在規(guī)定時(shí)間取樣1次，吸取2.5mL于比色皿中，紫外分光光度計(jì)測量其OD值，空白校準(zhǔn)用BG-11營養(yǎng)液。
(3)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定
取2.5mL藻液放入比色皿中，暗適應(yīng)5min后，用葉綠素?zé)晒鈨x(FL3500,PSI,捷克)直接測得。
1.3 數(shù)據(jù)處理分析
應(yīng)用SPSS20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用origin8.0繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同濃度和尺寸純微塑料共同脅迫對(duì)集胞藻生長及葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h3>
不同尺寸純微塑料對(duì)集胞藻OD值的影響見圖1。微塑料粒徑分別為200um,350um和5mm，濃度設(shè)置為50mg/L和250mg/L。從圖1中可以看出，不同尺寸對(duì)吸光度值的影響較小，微塑料濃度為250mg/L和粒徑為200um時(shí)的OD值相對(duì)較低，空白組以及藻液微塑料濃度250mg/L和粒徑5mm組的OD值相對(duì)較高。說明粒徑的大小對(duì)微藻生長有一定的影響，當(dāng)微塑料濃度相同時(shí)，微塑料粒徑越小對(duì)微藻生長的脅迫作用越明顯。72h測得微塑料濃度-粒徑分別為50mg/L-200um，50mg/L-350um，250mg/L-200um，250mg/L-350um，250mg/L-5mm時(shí)，微藻OD值分別為0.42，0.41，0.41，0.42，0.42。OD值相對(duì)較低的兩個(gè)組為50mg/L-350um和250mg/L-200um組，說明微塑料濃度對(duì)微藻生長影響較小，微塑料粒徑越小對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。
圖1 不同尺寸微塑料集胞藻OD值的影響
不同尺寸純微塑料對(duì)集胞藻葉綠素?zé)晒庵?Fv/Fm)的影響見圖2。
圖2 不同尺寸微塑料集胞藻Fv/Fm的影響
72h前，F(xiàn)v/Fm值相對(duì)較低的組是微塑料濃度和粒徑為250mg/L-200um組，在相同的濃度條件下，粒徑最小的組Fv/Fm最低。微塑料粒徑相同時(shí)，不同微塑料濃度下Fv/Fm變化不明顯。50mg/L-200um組與250mg/L-200um組相比較，在相同的微塑料粒徑脅迫下，250mg/L-200um組微藻Fv/Fm比50mg/L-200um組相應(yīng)變低，說明高濃度微塑料對(duì)微藻生長產(chǎn)生一定的抑制作用。對(duì)比250mg/L-200um，250mg/L-350um和250mg/L-5mm組，F(xiàn)v/Fm值最低的是250mg/L-200um組，在同樣的微塑料濃度條件下，微塑料粒徑越小，對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。從6組數(shù)據(jù)可以看出，F(xiàn)v/Fm最低的是250mg/L-200um組，即微塑料濃度最高和粒徑最小組，說明微塑料高濃度低粒徑對(duì)微藻生長的抑制作用最明顯。
2.2 不同濃度純微塑料對(duì)集胞藻吸光度值(OD680 )的影響
分別在裝有藻液的三角瓶中添加增塑劑DEHP。DEHP為無色無臭液體，不溶于水，溶于乙醚、乙醇、礦物油等，由辛醇或異辛醇(2-EH)和鄰苯二甲酸制成。將DEHP濃度分別設(shè)置為0，0.5，5，10，25，50mg/L，測微藻OD值的變化，判斷不同濃度微塑料對(duì)微藻生長的影響。從圖3中可以看出， 微藻OD值增長最快的為空白組，增長最慢的為增塑劑濃度設(shè)置為25mg/L組和50mg/L組，兩組高濃度增塑劑對(duì)微藻生長產(chǎn)生一定的抑制作用。通過分析可知，96h時(shí)，增塑劑濃度為0.5，5，10，25，50mg/L組的OD值分別比空白組減少了4.44%，8.19%，1.87%，17.36%，18.54%。50mg/L組OD值減少量最高。由此可知，微塑料對(duì)微藻的生長產(chǎn)生一定影響，且濃度越高對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。
圖3 不同濃度微塑料集胞藻OD680的影響
不同濃度DEHP對(duì)集胞藻葉綠素?zé)晒庵?Fv/Fm)的影響見圖4，DEHP濃度分別為0，0.5，5，10，25，50mg/L的6個(gè)組中，F(xiàn)v/Fm下降最不明顯的組是空白組，沒有添加增塑劑；下降最明顯的組是DEHP濃度為25mg/L和50mg/L組，說明DEHP濃度為25mg/L和50mg/L時(shí)對(duì)集胞藻的生長產(chǎn)生抑制作用。除了空白組Fv/Fm緩慢上升外，其他濃度組都以不同程度下降，濃度越高下降越明顯，說明微塑料濃度越高對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。
圖4 不同濃度微塑料集胞藻Fv/Fm的影響
不同濃度微塑料對(duì)集胞藻葉綠素a的影響見圖5。從圖5中可以看出DEHP濃度分別為0，0.5，5，10，25，50mg/L的幾個(gè)組葉綠素a的變化趨勢(shì)不明顯，只有濃度最高組在24h和120h為最低值，其他濃度組變化不明顯。說明微塑料需要達(dá)到較高濃度，對(duì)微藻葉綠素a才能產(chǎn)生影響。
3 討論
自20世紀(jì)50年代大規(guī)模生產(chǎn)塑料以來，塑料產(chǎn)量每年逐漸接近3億噸。估計(jì)到2050年，塑料產(chǎn)量會(huì)增加至330億噸。塑料產(chǎn)量增加的同時(shí)，塑料垃圾的排放量也在日益增加，并且通過偶然的排放和不加區(qū)分的丟棄物的隨意處置，塑料垃圾在環(huán)境中以無法控制的速度累積。在自然環(huán)境下，這些塑料垃圾由于物理、化學(xué)及生物活動(dòng)可以慢慢降解為極小的顆粒，分散、匯聚在海洋、湖泊、河口、河底及生物體中，甚至有可能被遷移到地下系統(tǒng)中。有學(xué)者研究這種尺寸較小的塑料碎片(微塑料)沉積體和一些浮游生物的比例相同，它們可能對(duì)廣泛的生物體具有生物可利用性，在一定程度上會(huì)帶來一些不利的環(huán)境效應(yīng)。
圖5 不同尺寸濃度微塑料集胞藻葉綠素a的影響
設(shè)置不同的微塑料濃度和不同的微塑料粒徑，在固定的時(shí)段測量微藻的OD值、葉綠素?zé)晒庵?、葉綠素a，通過測量可知，微塑料粒徑大小和不同濃度均會(huì)對(duì)微藻的生長產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)濃度一定時(shí)，微塑料粒徑越小對(duì)微藻生長的抑制作用就越明顯，當(dāng)粒徑大小一定時(shí)微塑料濃度越高對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。在濃度和粒徑共同脅迫實(shí)驗(yàn)組中，集胞藻生長明顯變緩，說明集胞藻生長受到抑制，在濃度組實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)微塑料濃度大于10mg/L時(shí)，濃度越高集胞藻生長受到的抑制作用就越明顯。
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自20世紀(jì)50年代以來，塑料制品由于在日常生活和商業(yè)活動(dòng)中的廣泛用途，已成為人類活動(dòng)不可或缺的一部分。1970年代，美國國家科學(xué)院估計(jì)每年流入世界海洋的塑料通量為4.5萬噸，相當(dāng)于全球塑料產(chǎn)量的0.1%，2010年全球塑料的年產(chǎn)量已達(dá)2.65億噸。人們對(duì)海洋中當(dāng)前塑料存儲(chǔ)量的估計(jì)是1970年代對(duì)釋放到開放海洋中的漂浮塑料的保守一階估計(jì)的100倍[1]。
進(jìn)入環(huán)境中的塑料會(huì)逐漸破碎，最終形成更小的碎片，粒徑小于5mm的塑料碎片和顆粒稱為微塑料[2]。塑料及其相關(guān)的化學(xué)同源物進(jìn)入陸地和水生棲息地，環(huán)境中微塑料的存在已在水生和陸地生態(tài)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)對(duì)和證實(shí)[3]。現(xiàn)有研究中發(fā)現(xiàn)微塑料的存在對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了巨大的威脅，對(duì)海洋、湖泊、河流、沿海地區(qū)甚至極地地區(qū)都產(chǎn)生了巨大的影響[4]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)塑料會(huì)破碎成微納米級(jí)微塑料，研究微納米級(jí)微塑料成為國際國內(nèi)的趨勢(shì)[5-6]。
浮游生物作為水中食物鏈的最基礎(chǔ)一環(huán)，對(duì)于水生態(tài)系統(tǒng)功能維系具有關(guān)鍵作用[7-8]，浮游植物是水生生物的物質(zhì)基礎(chǔ)[9]。葉綠素?zé)晒夥治黾夹g(shù)以光合作用理論為基礎(chǔ)，利用體內(nèi)葉綠素為天然探針，研究各種植物光合生理狀況及外界因子對(duì)其影響的活體測定和診斷技術(shù)。葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)技術(shù)是用于評(píng)鑒作物耐受逆境能力的一項(xiàng)熱門技術(shù)，被稱為測定環(huán)境脅迫下響應(yīng)快速、無損傷的探針[10]。1931年，德國Hirsch和Kautsky發(fā)現(xiàn)，綠色植物的葉片、藻液等經(jīng)過暗適應(yīng)一段時(shí)間后，經(jīng)可見光照射，綠色植物葉片或藻類會(huì)發(fā)出微弱的暗紅色的熒光信號(hào)，熒光信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)發(fā)生變化，這個(gè)變化過程也稱為葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)，即Kautsky效應(yīng)[11]。
對(duì)于葉綠素?zé)晒猓鄶?shù)文獻(xiàn)主要是對(duì)光響應(yīng)曲線(OJIP)中Fv/Fm這一指標(biāo)進(jìn)行解讀，并未充分考慮能量分配比率和反應(yīng)中心比活性參數(shù)[12-13]。以微納米微塑料及其添加劑對(duì)藻的生長及葉綠素?zé)晒獾挠绊憺橹饕芯繉?duì)象，結(jié)合相關(guān)研究，重點(diǎn)研究微納米級(jí)微塑料對(duì)藍(lán)藻的生長及其葉綠素?zé)晒獾挠绊?。此外，考慮到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中塑料材質(zhì)基本上添加有多種添加劑，因此也對(duì)具有多種添加劑的不同微納米級(jí)微塑料對(duì)藻的生長及其葉綠素?zé)晒膺M(jìn)行研究。通過對(duì)微塑料材質(zhì)進(jìn)行萃取，檢測塑料添加劑。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)所用的藻種為集胞藻，購自中國科學(xué)院武漢水生生物研究所，營養(yǎng)液選用BG-11培養(yǎng)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 集胞藻的培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)過程
采用BG-11培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，預(yù)選藻種為集胞藻作為受試藻。配置5L培養(yǎng)基作為調(diào)試藻密度的營養(yǎng)液，所有玻璃器皿都經(jīng)過滅菌鍋消毒處理。初始藻的密度控制為0.11(以吸光度表示)，選用3種微塑料尺寸分別為200μm,300μm和5mm。為了驗(yàn)證微塑料尺寸絕大多數(shù)處于該尺寸，使用體式顯微鏡做粒徑分析，設(shè)置進(jìn)入藻液的微塑料最終濃度為5mg/L和250mg/L。研究不同濃度對(duì)藻的影響，微塑料濃度分別設(shè)置為0，0.5，5，10，25，50mg/L，每組設(shè)置3個(gè)平行樣。測定時(shí)間為1，12，24，48，96h。每天搖晃錐形瓶3～5次，然后取樣測定藻的吸光度、葉綠素a、光響應(yīng)曲線(OJIP)。
1.2.2 各參數(shù)的測定
(1)微塑料添加劑的測定
取非純及純的微塑料1g,倒入帶玻璃蓋的小試管中，然后加入乙腈飽和正己烷10mL。超聲1h，然后靜止12h，過0.22μm的有機(jī)相濾膜。放入棕色測樣瓶，待測。設(shè)置氣相進(jìn)樣口溫度為250℃，初始溫度為80℃。升溫至280℃，保持15min。設(shè)置質(zhì)譜掃描范圍45～450，與氣相運(yùn)行時(shí)間一致。通過匹配庫進(jìn)行塑料添加劑的判斷。針對(duì)增塑劑類選擇離子峰149作為判定鄰苯二甲酸酯的判斷峰。
(2)OD值的測定
被檢測物吸收的光密度，也稱為吸光度，檢測單位用OD值表示。實(shí)驗(yàn)開始后在規(guī)定時(shí)間取樣1次，吸取2.5mL于比色皿中，紫外分光光度計(jì)測量其OD值，空白校準(zhǔn)用BG-11營養(yǎng)液。
(3)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定
取2.5mL藻液放入比色皿中，暗適應(yīng)5min后，用葉綠素?zé)晒鈨x(FL3500,PSI,捷克)直接測得。
1.3 數(shù)據(jù)處理分析
應(yīng)用SPSS20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用origin8.0繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同濃度和尺寸純微塑料共同脅迫對(duì)集胞藻生長及葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h3>
不同尺寸純微塑料對(duì)集胞藻OD值的影響見圖1。微塑料粒徑分別為200um,350um和5mm，濃度設(shè)置為50mg/L和250mg/L。從圖1中可以看出，不同尺寸對(duì)吸光度值的影響較小，微塑料濃度為250mg/L和粒徑為200um時(shí)的OD值相對(duì)較低，空白組以及藻液微塑料濃度250mg/L和粒徑5mm組的OD值相對(duì)較高。說明粒徑的大小對(duì)微藻生長有一定的影響，當(dāng)微塑料濃度相同時(shí)，微塑料粒徑越小對(duì)微藻生長的脅迫作用越明顯。72h測得微塑料濃度-粒徑分別為50mg/L-200um，50mg/L-350um，250mg/L-200um，250mg/L-350um，250mg/L-5mm時(shí)，微藻OD值分別為0.42，0.41，0.41，0.42，0.42。OD值相對(duì)較低的兩個(gè)組為50mg/L-350um和250mg/L-200um組，說明微塑料濃度對(duì)微藻生長影響較小，微塑料粒徑越小對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。
圖1 不同尺寸微塑料集胞藻OD值的影響
不同尺寸純微塑料對(duì)集胞藻葉綠素?zé)晒庵?Fv/Fm)的影響見圖2。
圖2 不同尺寸微塑料集胞藻Fv/Fm的影響
72h前，F(xiàn)v/Fm值相對(duì)較低的組是微塑料濃度和粒徑為250mg/L-200um組，在相同的濃度條件下，粒徑最小的組Fv/Fm最低。微塑料粒徑相同時(shí)，不同微塑料濃度下Fv/Fm變化不明顯。50mg/L-200um組與250mg/L-200um組相比較，在相同的微塑料粒徑脅迫下，250mg/L-200um組微藻Fv/Fm比50mg/L-200um組相應(yīng)變低，說明高濃度微塑料對(duì)微藻生長產(chǎn)生一定的抑制作用。對(duì)比250mg/L-200um，250mg/L-350um和250mg/L-5mm組，F(xiàn)v/Fm值最低的是250mg/L-200um組，在同樣的微塑料濃度條件下，微塑料粒徑越小，對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。從6組數(shù)據(jù)可以看出，F(xiàn)v/Fm最低的是250mg/L-200um組，即微塑料濃度最高和粒徑最小組，說明微塑料高濃度低粒徑對(duì)微藻生長的抑制作用最明顯。
2.2 不同濃度純微塑料對(duì)集胞藻吸光度值(OD680 )的影響
分別在裝有藻液的三角瓶中添加增塑劑DEHP。DEHP為無色無臭液體，不溶于水，溶于乙醚、乙醇、礦物油等，由辛醇或異辛醇(2-EH)和鄰苯二甲酸制成。將DEHP濃度分別設(shè)置為0，0.5，5，10，25，50mg/L，測微藻OD值的變化，判斷不同濃度微塑料對(duì)微藻生長的影響。從圖3中可以看出， 微藻OD值增長最快的為空白組，增長最慢的為增塑劑濃度設(shè)置為25mg/L組和50mg/L組，兩組高濃度增塑劑對(duì)微藻生長產(chǎn)生一定的抑制作用。通過分析可知，96h時(shí)，增塑劑濃度為0.5，5，10，25，50mg/L組的OD值分別比空白組減少了4.44%，8.19%，1.87%，17.36%，18.54%。50mg/L組OD值減少量最高。由此可知，微塑料對(duì)微藻的生長產(chǎn)生一定影響，且濃度越高對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。
圖3 不同濃度微塑料集胞藻OD680的影響
不同濃度DEHP對(duì)集胞藻葉綠素?zé)晒庵?Fv/Fm)的影響見圖4，DEHP濃度分別為0，0.5，5，10，25，50mg/L的6個(gè)組中，F(xiàn)v/Fm下降最不明顯的組是空白組，沒有添加增塑劑；下降最明顯的組是DEHP濃度為25mg/L和50mg/L組，說明DEHP濃度為25mg/L和50mg/L時(shí)對(duì)集胞藻的生長產(chǎn)生抑制作用。除了空白組Fv/Fm緩慢上升外，其他濃度組都以不同程度下降，濃度越高下降越明顯，說明微塑料濃度越高對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。
圖4 不同濃度微塑料集胞藻Fv/Fm的影響
不同濃度微塑料對(duì)集胞藻葉綠素a的影響見圖5。從圖5中可以看出DEHP濃度分別為0，0.5，5，10，25，50mg/L的幾個(gè)組葉綠素a的變化趨勢(shì)不明顯，只有濃度最高組在24h和120h為最低值，其他濃度組變化不明顯。說明微塑料需要達(dá)到較高濃度，對(duì)微藻葉綠素a才能產(chǎn)生影響。
3 討論
自20世紀(jì)50年代大規(guī)模生產(chǎn)塑料以來，塑料產(chǎn)量每年逐漸接近3億噸。估計(jì)到2050年，塑料產(chǎn)量會(huì)增加至330億噸。塑料產(chǎn)量增加的同時(shí)，塑料垃圾的排放量也在日益增加，并且通過偶然的排放和不加區(qū)分的丟棄物的隨意處置，塑料垃圾在環(huán)境中以無法控制的速度累積。在自然環(huán)境下，這些塑料垃圾由于物理、化學(xué)及生物活動(dòng)可以慢慢降解為極小的顆粒，分散、匯聚在海洋、湖泊、河口、河底及生物體中，甚至有可能被遷移到地下系統(tǒng)中。有學(xué)者研究這種尺寸較小的塑料碎片(微塑料)沉積體和一些浮游生物的比例相同，它們可能對(duì)廣泛的生物體具有生物可利用性，在一定程度上會(huì)帶來一些不利的環(huán)境效應(yīng)。
圖5 不同尺寸濃度微塑料集胞藻葉綠素a的影響
設(shè)置不同的微塑料濃度和不同的微塑料粒徑，在固定的時(shí)段測量微藻的OD值、葉綠素?zé)晒庵?、葉綠素a，通過測量可知，微塑料粒徑大小和不同濃度均會(huì)對(duì)微藻的生長產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)濃度一定時(shí)，微塑料粒徑越小對(duì)微藻生長的抑制作用就越明顯，當(dāng)粒徑大小一定時(shí)微塑料濃度越高對(duì)微藻生長的抑制作用越明顯。在濃度和粒徑共同脅迫實(shí)驗(yàn)組中，集胞藻生長明顯變緩，說明集胞藻生長受到抑制，在濃度組實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)微塑料濃度大于10mg/L時(shí)，濃度越高集胞藻生長受到的抑制作用就越明顯。
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