三种硅藻对微塑料沉降行为的影响研究OACSCD
Impact of three diatom species on the settling behaviors of microplastics in the seas
微塑料(MPs)在海洋环境中的垂直迁移受到各种生物因素的影响,然而有关浮游植物对微塑料沉降行为的影响机制尚未阐明.本论文采用室内模拟结合显微观察的方法,研究了浮游硅藻纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)和两种底栖硅藻菱形藻(Nitzschia sp.)、舟形藻(Navicula sp.)与漂浮型聚丙烯微塑料(PP-MPs)、聚乙烯微塑料(PE-MPs)和非浮力聚酰胺(PA-MPs)对聚集体形成和 MPs 沉降行为的影响.研究结果表明,PE-MPs和PP-MPs均被Nitzschia sp.和Navicula sp.及其分泌的胞外聚合物(EPS)包裹成致密结构,硅藻定殖显著提升PE-MPs密度,C.gracilis组PA-MPs沉降速率最高.MPs-生物污损模型的结果同样显示,生物膜密度会影响MPs的沉降行为.研究结果揭示了硅藻介导的生物聚集作用对MPs海洋沉降行为的调控机制,为阐明近海MPs的输移机制提供理论依据.
The vertical transport of microplastics(MPs)in marine environments is influenced by various biological factors.However,the mechanisms underlying the phytoplankton-mediated settling behaviors of MPs remain poorly understood.This study combined microscopic observations with simulations to investigate the effects of the plank-tonic diatom Chaetoceros gracilis and the benthic diatoms,Nitzschia sp.and Navicula sp.,on aggregate formation and settling behavior in MPs.These included buoyant polypropylene MPs(PP-MPs),polyethylene MPs(PE-MPs),and non-buoyant polyamide MPs(PA-MPs).Results demonstrated that both PE-MPs and PP-MPs were encapsulat-ed within dense structures formed by the extracellular polymeric substances secreted by Nitzschia sp.and Navicula sp.Diatom colonization significantly increased the density of PE-MPs,while PA-MPs exhibited the maximal set-tling velocity with C.gracilis treatment.The MPs-biofouling model developed in this study revealed that biofilm density critically influences the settling patterns of MPs.These findings elucidate the regulatory mechanisms un-derlying the effects of diatom-mediated bio-aggregation on the sedimentation patterns of marine MPs,providing theoretical foundations for understanding the coastal transport dynamics of MPs.
王东雨;滕佳;孙超凡;王小丹;郭建军;李嘉旭;王清
中国科学院烟台海岸带研究所 海岸带生物资源高效利用研究与发展中心,山东 烟台 264003||中国科学院烟台海岸带研究所 牟平海岸带环境综合研究站,山东 烟台 264003||中国科学院大学,北京 100049中国科学院烟台海岸带研究所 海岸带生物资源高效利用研究与发展中心,山东 烟台 264003||中国科学院烟台海岸带研究所 牟平海岸带环境综合研究站,山东 烟台 264003||中国科学院大学,北京 100049中国科学院烟台海岸带研究所 海岸带生物资源高效利用研究与发展中心,山东 烟台 264003||中国科学院烟台海岸带研究所 牟平海岸带环境综合研究站,山东 烟台 264003||中国科学院大学,北京 100049中国科学院烟台海岸带研究所 海岸带生物资源高效利用研究与发展中心,山东 烟台 264003||中国科学院烟台海岸带研究所 牟平海岸带环境综合研究站,山东 烟台 264003||中国科学院大学,北京 100049中国科学院烟台海岸带研究所 海岸带生物资源高效利用研究与发展中心,山东 烟台 264003||中国科学院烟台海岸带研究所 牟平海岸带环境综合研究站,山东 烟台 264003||中国科学院大学,北京 100049中国科学院大学(青岛)附属学校,山东 青岛 266109中国科学院烟台海岸带研究所 海岸带生物资源高效利用研究与发展中心,山东 烟台 264003||中国科学院烟台海岸带研究所 牟平海岸带环境综合研究站,山东 烟台 264003||中国科学院大学,北京 100049
资源环境
硅藻微塑料沉降行为胞外聚合物生物膜
diatomsmicroplasticssettling behaviorextracellular polymeric substancesbiofilm
《海洋科学》 2025 (8)
53-62,10
国家自然科学基金(42176161) the National Natural Science Foundation of China,No.42176161
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