开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
1. 选题背景:
随着生活现代化的不断发展推进,人们的生活模式也发生着缓慢的改变,日趋快捷与便利。而塑料制品在日常生活中的广泛应用,在这些改变中是比较突出的一个。[1]塑料,是一类合成高分子化合物,具有极强的可塑性和稳定性,并且价格低廉,因而常被用于制作各类生活用品。然而,在最近的几年中,塑料制品已经逐渐成为了环境污染的重要来源之一,对各种自然生态环境(包括土壤生态环境、水体系统、陆生生物和植物)都造成了不小的影响。被遗弃的废旧塑料制品,如:塑料袋、包装盒、旧衣服等等,在风力、水力与动物因素等自然力的风化作用下,逐渐破碎为小型的碎片,释放出大量的微塑料颗粒到环境中,造成了生态系统中的微塑料污染。[2]根据前人的研究结果显示,在地球的土壤、水体和在土壤与水体中生活的动植物体内都找到了一定数量的微塑料颗粒。由于水体的循环流动性,微塑料颗粒在水体中分布极为广泛,从南极到北极,经过对水体的抽样检查,发现在这些水域中都有微塑料颗粒的存在。根据一些研究的调查数据显示,将近83亿吨的微塑料的颗粒被排放到了生态环境中。另外,根据研究人员先前的预测,到2050年,可能要有330亿吨的塑料颗粒被释放,造成环境污染。[3]
微塑料颗粒,按照其颗粒的粒径大小,可以分为MP(lt;gt;)和NP(lt;gt;)两种,而前者对环境造成的污染相对来说更加巨大。事实上,环境中的微塑料颗粒来源十分广泛,从空气喷射剂、船舶涂料、化妆品、洗手液、洗面奶到婴儿洗衣液等等。[11]被排放到水体环境中的微塑料往往会通过暴露吸收的方式在水生浮游生物与植物体内富集,然后这些生物作为食物被其他体型较大的水生动物所捕获,从而使得MP在水体生态食物链中开始积累传递,并最终令人类也深受其害。[4]
2. 研究意义
因为微塑料颗粒对环境及其中的生物,乃至于人类的严重影响,近几年来,对于微塑料颗粒的研究开始逐渐兴起,根据先前一些研究的内容来看,微塑料在鱼类体内的积累,往往会导致腹部肿胀、器官结构被破坏、身体出现炎症反应、体内代谢紊乱等病理反应。[6]另外,因为肠道菌群与宿主的健康状况密切相关,当微塑料颗粒在生物体内聚集积累的时候,其肠道菌群的丰富度、多样性和优势菌种也会受到影响。出于合理的外推,当MP在人体内积累达到一定量的时候,也可能引发一些不良反应与疾病。[5]
在微塑料颗粒的实验研究中,研究者多选用模式动物进行实验分析。比较于其他多种实验动物,斑马鱼是一种十分理想的实验模型动物,具有体型小、价格低廉、易于养殖、生命周期短、繁殖能力强、全年可产卵、遗传与人类相似性大以及法律伦理限制低等优点。[12]所以在本次设计实验中,水生动物斑马鱼被选择作为MPs暴露实验的实验对象。
3. 国内外研究现状
迄今为止,已有多个国家的研究人员对环境中的微塑料存在情况和塑料颗粒对水生生物的不良影响,选用的实验对象包括水蚤、青蛙、鲫鱼、贝类、虾和斑马鱼等等。[7]在对实验条件进行改变后,研究人员发现不同的粒径与浓度会对水生动物产生不同程度的影响,其规律大概为:颗粒粒径越小,浓度越大,对水生动物的伤害也就越大。[8]
4. 拟研究解决的问题:微塑料颗粒排放量巨大,而且水生动植物暴露在微塑料颗粒当中,其正常生理活动与健康受到了相当大的影响。本实验主要是在人工控制的环境中,通过加入定量MPs于水中,使得斑马鱼暴露在不同粒径与浓度的聚苯乙烯塑料颗粒中,研究分析不同暴露条件之下,斑马鱼的生理结构与肠道菌群发生的变化,从而找到微塑料颗粒粒径与浓度因素对生态环境中的水生生物的影响。
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