饲料暴露聚乙烯微塑料对凡纳滨对虾幼体消化系统的累积与损伤效应研究

《Marine Pollution Bulletin》：Accumulation and damage of polyethylene-microplastics to the digestive system of juvenile Litopenaeus vannamei shrimp exposed through feed

　　本文研究了凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）通过饲料摄入聚乙烯微塑料（PE-MPs，53-63μm）28天后的生物学效应。研究发现，虽然PE-MPs未影响对虾存活和生长，但在150 mg/kg高浓度下，胃肠道（GT）和肝胰腺（HP）出现显著微塑料累积（分别达56.1±9.2和4.6±0.6个/克），并引发肝胰腺、中肠和后肠组织损伤，组织病理学指数（1.6±0.4）显著高于对照组。研究表明，饲料中PE-MPs虽不影响生物效能，但会导致消化系统组织损伤。

　　

实验饲料的制备

实验饲料采用商品对虾饲料（40.0%蛋白质；Oro Larvas公司）和直径53-63μm的蓝色聚乙烯微球（Cospheric公司）制备。选择球形微塑料是为了标准化MPs形态，而聚乙烯作为聚合物因其在水生环境和凡纳滨对虾组织中的高检出率而被采用。饲料经研磨后通过标准筛网，微塑料按浓度梯度（0、30、75和150 mg PE-MPs/kg饲料）均匀混合，采用海藻酸钠作为结合剂制成实验饲料。

生物学指标

28天暴露期间所有处理组存活率均为100%。对虾生长显示每周平均增重0.87±0.07克。D30饲料组获得最高终体重（8.1±0.5克），而D0对照组为7.4±0.4克，但组间无显著差异（p>0.05）。同样，D30组的生物性能和摄食量略高于其他组，但统计学上不显著。

PE-MPs对凡纳滨对虾存活、生长和摄食的影响

由于微塑料的微小尺寸，它们易在水环境中扩散。多项研究报道了从浮游动物到大型海洋哺乳动物等海洋生物体内的MPs存在。尽管已确认MPs会进入营养级联，但通过膳食暴露评估其效应的研究仍较少。

在个体水平上，PE-MPs在所有测试浓度下均未表现出致死效应。这与先前关于甲壳类动物通过水体暴露于MPs的研究形成对比，后者报告了死亡率增加。我们的结果表明，通过饲料暴露于球形PE-MPs可能比通过水体暴露的毒性更低。同样，对虾的生长和生物性能在所有饲料处理间无显著差异，表明短期暴露于这些浓度的PE-MPs不会影响对虾的发育。

PE-MPs在对虾组织中的累积

微塑料分析显示，鳃、肌肉和外骨骼中未检测到PE-MPs。然而，胃肠道和肝胰腺显示出浓度依赖性的MPs累积。在150 mg/kg组中，胃肠道累积最高（56.1±9.2 MPs/克），肝胰腺为4.6±0.6 MPs/克。这种累积模式表明，球形PE-MPs主要滞留于消化道，而未转移至其他组织。

组织病理学改变

组织学评估显示，肝胰腺腺泡细胞出现空泡化和脱落现象。中肠和后肠上皮层观察到炎症细胞浸润和微绒毛排列紊乱。150 mg/kg组的组织病理学指数（1.6±0.4）显著高于对照组，表明PE-MPs引起了明显的消化系统组织损伤。

结论

本研究探讨了53-63μm球形PE-MPs摄入对凡纳滨对虾的影响。结果表明PE-MPs未从消化系统转移至其他器官，同时肝胰腺和胃肠道的累积量低于其他研究。这表明53-63μm的球形PE-MPs能快速通过胃肠道并随粪便排出，但仍需开展相当于对虾完整养殖周期的长期暴露研究。