文 献 综 述

如今，水环境中有关微塑料污染的问题日严重，微塑料在水体中不断风化释放出有毒物质的同时会吸附一些金属离子（Cu² ），被水生脊椎生物误食，会产生毒性效应，目前关于微塑料与重金属的单一生态毒性已被广泛研究，但是关于微塑料与重金属联合的研究仍为空白。本文以斑马鱼为模式生物研究低浓度的聚苯乙烯微塑料（PS）和环境相关浓度的金属铜离子(Cu² )对脊椎动物及其胚胎的单一以及联合毒性效应。

1. 微塑料污染及其毒性效应

微塑料是指直径小于5 mm的塑料碎片，其特点为体积小，质量轻，高疏水性且具有巨大的比表面积^[1]，主要形状有碎片、纤维、小球和颗粒，并且能够在风力的作用下进行远距离的输送，扩散至水体深处以及人迹罕至的地方。微塑料化学性质稳定，不易分解，长期存在于自然环境以及生物体内，最近已成为一种新兴的环境污染物^[2]。废弃的塑料在环境中转化降解成微塑料，并不断积累，由于其比表面积大可以吸附水环境中的一些污染物，例如重金属，农药，有机物等，这些污染物都具有较高的毒性和耐久性^[3-5]。经长时间风化的微塑料表面吸附能力大于原始的微塑料，即微塑料和重金属的混合污染是在环境中不可避免，因此人们也越来越关注微塑料作为重金属迁移载体的危害。生物体过量的误食微塑料会导致其生理和身体带来一系列毒性效应^[6]。

微塑料毒性影响主要集中在以下几个方面：细胞表面损伤、细胞毒性、炎症反应、内分泌干扰效应、光合活性降低、氧化应激和抗氧化酶的产生，生物个体水平的物理损伤、生长毒性、活动抑制、繁殖力降低，以及在生物体内的迁移和分布等^[7]。微塑料对水生生物的效应，除了其本身便有有害影响以外，并且它还包括粘附在它表面的有毒污染物对动植物的伤害，这些微型塑料由于很小但是相比其表面积会很大，让它能够在水体环境中吸收富集较高浓度的持久性有机污染物如滴滴涕，多环芳烃，以及重金属等^[8]。

2. 重金属铜污染及其毒性效应

重金属来源主要分为两类，自然来源和人为来源，重金属是指比重大于5的金属^[9]，

约有45种，一些重金属是人生命中所必须的微量元素，例如铜、锌、铁，但大多数重金属只要超过一定的剂量就会对人体产生毒性效应。随着国家工农业的大力发展，人为导致环境中的重金属负荷越来越大，重金属开采加工制造越来越普遍，金属排放量逐年增加导致我国重金属环境污染事件频繁发生，甚至很多偏远的地区农村都受到波及。 重金属有很多特点比如稳定性，积聚性，不可降解性，并且能够随着食物链富集转移到人体等，最终对人体和动物体造成致癌、致畸等毒性影响。针对庞大繁杂，组合复杂的重金属污染，单一重金属污染检测已经不能够评价对环境的污染程度，并且应用于环境污染监测。因此需要对重金属混合体系所产生的各种毒性作用进行测评，如果两个以上的金属或金属与其它化学物质相互作用，那么它们所引起的生物毒性效果往往与单一的毒性效果是不同。分别有协同作用，加和作用，拮抗作用，两者联合之后的毒性会更强，也会出现两者联合，会抑制其中的一个金属的毒性^[10]。

铜是维持生命正常发育和新陈代谢的必需元素，如果投加到环境中会对动植物产生各种各样的毒性效应，并且铜是许多酶类主要构成成分之一^[11]，如超氧化物岐化酶铜与人体健康关系密切相关是人体不能缺少的金属元素之一。金属铜主要来源于冶金三废的排放，燃料燃烧和农药化肥的使用，铜不能被分解，具有持久性容易在生物体内聚集，对于成熟水生生物会影响其繁殖，抑制其生长等，故生物体内的铜含量往往能较好的反映水环境中铜的污染程度^[12]。

3.微塑料与重金属铜的联合毒性作用

环境中的不同化学物质与污染混合物之间相互作用比较复杂，无法用单一污染物对环境的作用机理来说明，这就需要研究各种复合污染对生物的效应及其机理，根据化学物质毒性效应模式，一般有协同、加和、拮抗这三种效应^[13]，因此在评估环境污染事件导致的水环境中单一PS或Cu2 暴露所造成的生物毒性和其相关的健康损害时，同时也需要关注PS和Cu2 二者混合污染所产生的生物毒性^[14]。 微塑料在环境中通过与金属铜的相互作用，也会影响其他污染物的迁移转化以及毒性效应。微塑料本身可作为载体通过皮肤鳃等途径进入生物体内^[15]。微塑料还具有一定的清除机制，可做载体携带金属铜进入生物体，也可以将金属铜带出生物体，然而这个观点目前研究较少，需要我们进一步实验论证。关于微塑料和重金属铜联合后产生的生物效应主要有3种影响结果：① PS与Cu² 联合，两者对生物体作用相互独立，污染物对生物毒性保持不变，其毒性作用等于两个单独用于相加 ② PS和Cu² 联合增加了Cu² 在PS表面富集，PS改变了细

胞膜的通透性，增加了Cu² 在生物体内的有效性和毒性。③ PS 和Cu² 的联合降低了生物毒性，表面附有Cu² 的微塑料不能进入细胞仅能依附在细胞表面，因此有可能降低生物的毒性。但在生物体的肠道内微塑料上所吸附的铜离子在适宜的温度pH下更容易解析从而加重生物体内污染物的累积^[16]。