隨著全球糧食需求量的迅速擴張以及城市化進(jìn)程的加快，除草劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市綠地、以及交通道路建設(shè)等方面普遍存在過量施用現(xiàn)象。如今，除草劑的全球年銷量高達(dá)數(shù)百億美金。除草劑作為一種有毒物質(zhì)，很多國家的陸地河流或地下水曾報道過較嚴(yán)重的除草劑污染問題。然而百川入海，大量污染物最終會進(jìn)入海洋，但目前人們對海洋中的除草劑污染現(xiàn)狀極少了解。一半以上的除草劑是光合作用抑制劑，其在高濃度下可對浮游植物（或微藻）的光合生理產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面作用。海洋中的浮游植物貢獻(xiàn)了全球近一半的綠色植物光合作用,它們不僅是海洋食物鏈的基礎(chǔ)，也是海洋固碳和海洋生地化循環(huán)的重要驅(qū)動者。海洋浮游植物生理生態(tài)特征的改變會影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和物質(zhì)能量循環(huán)過程，乃至影響全球氣候。
圖1 全球除草劑市場變化趨勢及除草劑對近海生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響
青島能源所張永雨研究員帶領(lǐng)的海洋碳匯與能源微生物研究組首次對10種常用三嗪類除草劑的近海分布情況在黃海和渤海開展了大范圍調(diào)查，結(jié)果顯示目前近海除草劑污染現(xiàn)狀已不容忽視，部分站位10種三嗪類除草劑的總環(huán)境濃度高達(dá)6.6 nmol L-1。因同類型的除草劑往往具有毒性累加效應(yīng)，與該總環(huán)境濃度等效毒性的除草劑—阿特拉津顯著抑制了硅藻細(xì)胞（Phaeodactylum tricornutum Pt-1）的光合（約57%的光合基因顯著下調(diào)）與碳代謝功能（如卡爾文循環(huán)、三羧酸循環(huán)、糖酵解途徑等），導(dǎo)致藻細(xì)胞葉綠素a熒光強度減弱約13%，光能轉(zhuǎn)化效率顯著降低，部分藻細(xì)胞出現(xiàn)破裂死亡現(xiàn)象。同時，研究發(fā)現(xiàn)藻細(xì)胞對除草劑具有較強的富集作用，藻細(xì)胞中的除草劑濃度是自然海水中除草劑濃度的70~119倍。
本研究針對近海除草劑污染現(xiàn)狀的大范圍調(diào)查在我國尚屬首次，結(jié)果提示未來隨著全球除草劑使用量的不斷增加，除草劑污染可能會對近海初級生產(chǎn)與近海生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定產(chǎn)生較嚴(yán)重的負(fù)面影響，此外，因藻細(xì)胞對除草劑具富集作用，若通過食物鏈向高營養(yǎng)級生物級聯(lián)傳遞，甚至可能最終會影響到人類餐桌上的海產(chǎn)品安全。相關(guān)成果發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域權(quán)威期刊Environment International。該研究獲得了科技部重點研發(fā)專項、國家自然科學(xué)基金和中科院海洋大科學(xué)中心“科學(xué)號”高端用戶等項目支持（文/圖 楊麗強）。
文章鏈接： https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105175
