《Microplastics》：Microplastic and Nanoplastic Pollution in Zooplankton: A Systematic Literature Review and Bibliometric Analysis of Ingestion, Ecotoxicological Effects, and Research Gaps
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微塑料污染是对水生系统构成广泛且生态上重大的威胁。浮游动物作为能量传递与碳循环的关键媒介，因其与自然饵料的大小重叠而特别容易受到微塑料摄入的影响。本系统性文献综述综合了研究人员通过Web of Science检索（2012–2026年初始记录403条）并依据系
微塑料污染是对水生系统构成广泛且生态上重大的威胁。浮游动物作为能量传递与碳循环的关键媒介，因其与自然饵料的大小重叠而特别容易受到微塑料摄入的影响。本系统性文献综述综合了研究人员通过Web of Science检索（2012–2026年初始记录403条）并依据系统性综述和荟萃分析优先报告条目（PRISMA）标准筛选出的250篇同行评议研究，系统梳理了浮游动物与微塑料及纳塑料的相互作用。研究人员开展了文献计量学与叙述性主题分析，以评估出版物趋势、分类学覆盖范围、生物学终点、实验设计、颗粒特征及地理分布。出版物产出在2019年后迅速增加，纳塑料成为主要研究焦点。该文献强烈偏向于模式生物，如大型溞（Daphnia magna）和卤虫（Artemia salina），海洋类群的代表性有限。摄入和氧化应激是研究最多的终点，而营养级传递、碳通量及多压力因子相互作用仍有待深入探索。报告的实验设计主要为实验室基础型，且频繁使用超环境浓度和简化颗粒类型。黑海被识别为一个主要的地理研究空白，覆盖极少且缺乏优势区域物种的数据。未来研究应优先关注生态现实条件、更广泛的分类学和地理代表性，以及综合多压力因子方法，以支持基于生态系统的管理。本综述描述了出版物模式和知识空白；其不构成正式证据综合，频率分布反映的是研究覆盖范围而非证据强度。
1 引言
该研究指出，微塑料（MPs）和纳塑料（NPs）在水生环境中的累积是二十一世纪最具普遍性和生态后果的环境污染形式之一。全球塑料年产量已超过4亿吨，估计每年有800–1200万吨通过河流输运、沿岸径流和大气沉降进入海洋。进入水生环境后，较大塑料物品经历渐进的物理、化学和生物破碎化，产生微塑料（<5 mm）和纳塑料（<1 μm）尺寸范围的颗粒，目前已广泛分布于表层水体、深海沉积物、极地冰层及全球淡水系统中。浮游动物在水生生态系统中占据关键生态位，作为浮游植物的主要消费者、鱼幼体及其他高营养级捕食者的主要饵料，以及通过产生沉降粪便 pellets 和垂直昼夜迁移驱动生物碳泵（BCP）的关键因子。微塑料颗粒与浮游动物天然饵料项目（通常为数十至数百微米）的大小重叠使其极易发生偶然性塑料摄入。除直接生理效应外，浮游动物还通过捕食介导微塑料向高营养级的传递，塑料表面吸附的持久性有机污染物（POPs）、重金属和塑料添加剂等化学污染物可能沿这些营养途径转移并生物放大。微塑料与浮游动物粪便 pellet 产生及沉降动态的相互作用对垂直碳通量和生物碳泵效率具有进一步的级联影响。此外，微塑料效应并非孤立发生：现实暴露涉及高温、海洋酸化、化学污染物和低氧等同时存在压力，但多压力因子研究仍属稀缺。既有综述存在定性或分类学局限，尚未有研究将PRISMA框架系统应用于浮游动物–微塑料文献全貌。
黑海作为受强烈人为压力、受限水交换和强永久分层特征化的半封闭海，以及由特定浮游动物优势种构成的独特群落，成为该研究识别出的显著知识空白。
2 材料与方法
本系统性文献综述依据PRISMA指南开展，检索Web of Science核心合集（2026年3月20日），采用布尔查询策略，经开放获取筛选、标题摘要筛选后纳入250篇文章。数据提取采用结构化关键词分类法，涵盖分类群、生物学终点、研究设计、颗粒特征和地理覆盖等维度。研究人员进行了文献计量分析、关键词共现网络分析（使用VOSviewer）和地理覆盖分析，并以10 mg/L作为环境合理浓度的保守上限阈值评估实验浓度。
3 结果
3.1 出版物趋势与时间动态
浮游动物–微塑料研究年出版物呈指数增长，2012年仅1篇，2024年达52篇峰值。海洋研究始终占主导地位（65%，n=162），淡水研究自2019年后 disproportionately 增长。纳塑料作为独立研究子主题自2022年后快速兴起，2025年占产出48%。
3.2 关键词共现与主题聚类
三个主要主题聚类为：（1）以微塑料–浮游动物–摄入–桡足类为核心的海洋甲壳动物微塑料摄取研究；（2）以大型溞–毒性–繁殖–慢性毒性为核心的淡水生态毒理学聚类；（3）以纳塑料–生态毒性–氧化应激为核心的新兴分子机制子领域。边缘主题包括营养级传递、粪便 pellets、食物网和气候变化。
3.3 分类学覆盖与物种特异性研究
桡足类（n=72）和枝角类（n=61）为研究最多的类群，胶质浮游动物（n=8）、毛颚动物（n=6）、端足类（n=4）和尾海鞘纲（n=1）严重研究不足。大型溞（47篇，19%）为绝对最优势种，反映其标准淡水模式生物地位；卤虫（18篇）因商业化可得性高被过度代表。海洋桡足类中，纺锤水蚤着迷（Acartia tonsa，10篇）和赫氏基哲水蚤（Calanus helgolandicus，6篇）研究最多。黑海特征种如克氏纺锤水蚤（A. clausi，1篇）、Polyphemus pleopis和夜光虫（Noctiluca scintillans）在文献中基本缺失。
3.4 研究终点与生物学组织层次
摄入/吸收（n=124）和氧化应激（n=93）为研究最多终点，营养级传递（n=79）、存活/死亡率（n=67）、生长与发育（n=60）、繁殖与繁殖力（n=55）和行为（n=41）中度代表。粪便 pellet 动态与碳通量仅34篇，为最欠缺终点。个体水平响应最频繁（n=151），种群水平效应（n=91）相对不足。
3.5 研究设计、方法学途径与多压力因子研究
纯实验室研究占50%（n=125），现场研究（23%，n=57）反少于模拟研究（19%，n=47），实验室–现场结合仅8%（n=21）。多压力因子研究仅62篇（23%），严重不足。
3.6 颗粒特征：聚合物类型与形状
聚苯乙烯（PS，n=66）最常用，其次为聚乙烯（PE，n=49）。 microfibres（n=15）虽在环境中丰富但研究不足；聚酰胺/尼龙（n=11）、PVC（n=4）和可生物降解聚乳酸（PLA,n=5）研究稀少。114篇（45.6%）未提及具体聚合物类型。球形/珠状颗粒（n=51）在实验设计中过度代表，碎片（n=49）和纤维（n=49）频率相当，但环境样品中实际以不规则碎片和纤维为主。
3.7 实验浓度与颗粒尺寸
提取的76个mg/L浓度值中中位数为5.0 mg/L，均值68.4 mg/L，仅30%低于1 mg/L。3项研究超过1000 mg/L。浓度报告单位以mg/L和particles/L为主，缺乏标准化。仅79篇（31.6%）报告可提取尺寸值，1–10 μm（n=30）为最常测试范围，<1 μm（n=24）近年增加，>500 μm（n=8） rarely used。
3.8 地理覆盖与知识空白
淡水系统研究最多（n=56），地中海和北极/南极海洋区域最频繁。黑海仅3篇（1.2%），为欧洲海中覆盖最低，且均未涉及黑海优势浮游动物类群。
4 讨论
4.1 领域快速增长与纳塑料转型
该研究指出，出版物指数增长与2019–2020年间欧盟一次性塑料指令（SUPD）和赫尔辛基委员会波罗的海行动计划修订等重大政策框架 adoption 相关。纳塑料研究的 sharp rise 反映对其环境行为、生物可利用性和生物学相互作用途径差异的 growing recognition。
4.2 分类学偏见与模式生物主导
大型溞的压倒性主导（47篇）反映OECD指南标准化生物测定范式的延续，但其作为海洋浮游动物群落替代物的 transferability 需审慎评估。卤虫高代表性反映商业化可得性而非生态代表性。区域海生态优势种如黑海桡足类在实验文献中 virtually absent，削弱现有生态风险评估的生态相关性。
4.3 终点：摄入记录充分，生态系统效应研究不足
摄入量化的 dominant focus 已建立 robust documentation，但粪便 pellet 动态和碳通量（34篇）及营养级传递（79篇）相对于其生态重要性研究不足。微塑料污染粪便 pellets 的 altered sinking rates 对生物碳泵效率的影响仅开始被量化。氧化应激作为 mechanistic sub-lethal 响应研究充分，但效应浓度跨物种、颗粒类型和暴露条件 variation 大。
4.3.1 微塑料–浮游动物相互作用机制及其毒理学后果
物理机制包括摄入、缠绕或附着导致摄食效率降低、猎物探测受损、肠道梗阻和消化组织机械磨损。化学机制通过塑料添加剂浸出或吸附环境污染物在肠道 passages 中解吸的"Trojan horse"机制。生物机制包括肠道微生物群落破坏、免疫响应改变及通过捕食或污染粪便 pellets 的营养级转移。
4.3.2 微塑料与纳塑料：尺寸依赖的相互作用与毒性差异
微塑料主要通过摄入作为离散颗粒相互作用；纳塑料因尺寸更小，可能发生细胞内化及与亚细胞结构相互作用，具有更高比表面积、改变的物理化学行为及与溶解有机物或生物大分子的相互作用。纳塑料在浮游动物中已关联氧化应激响应、酶活性改变和繁殖损伤，但与微塑料效果的直接比较受研究设计差异限制。
4.4 方法学局限性：实验设计中的生态现实性
4.4.1 实验室偏见与生态相关性差距
纯实验室和模拟研究占近三分之二，限制实验室衍生效应浓度向自然种群的直接外推。in situ 研究测量自然浮游动物群落微塑料摄入率——控制食物可用性、温度和塑料浓度的季节性变异——对验证实验室发现至关重要。
4.4.2 浓度现实性
仅30%提取浓度值低于1 mg/L，与此前微塑料文献评估一致，凸显实验与环境条件间的 persistent disconnect。高浓度暴露可能诱导与环境现实浓度下毒理学响应机制不同的物理堵塞效应。
4.4.3 颗粒特征：聚合物、形状与尺寸
聚苯乙烯微球主导实验设计反映其商业化单分散荧光形式的可得性，但环境微塑料丰度中聚乙烯碎片和纤维占优。球形颗粒的系统偏好引入偏差，环境微塑料主要为具有不同表面纹理、纵横比和水动力特性的不规则碎片和纤维。microfibres 仅15篇，可生物降解塑料如聚乳酸仅5篇，与市场份额增长形成反差。
4.5 多压力因子相互作用：关键未解决维度
仅23%文献考察微塑料与其他环境压力因子的联合效应。温度升高增强变温动物代谢率和塑料颗粒向纳尺度的降解速率，海洋酸化增强塑料浸出液对桡足类无节幼体的毒性。黑海作为营养盐负荷、低氧区扩张、温度升高和微塑料积累 co-occur 的 natural laboratory，却为该语料库研究最少区域之一。
4.6 地理不平衡与黑海知识空白
黑海仅3篇（1.2%），为欧洲海中最低，与其生态脆弱性和人为压力 disproportionate。三大河流塑料输入和受限环流促进塑料累积，但无研究涉及优势浮游动物类群。此空白直接限制欧盟海洋战略框架指令（MSFD）良好环境状态目标的科学基础。
4.7 关键词网络：主题聚类与新兴主题
关键词共现分析三个聚类反映核心摄入范式、标准淡水生态毒理学传统，以及正在发展自身 identity 和方法工具包的纳塑料子领域。"营养级转移"、"粪便 pellets"、"食物网"和"气候变化"的边缘位置确认其尚未纳入主流研究议程。
4.8 研究优先事项与建议
该研究提出六项优先领域：（1）黑海浮游动物靶向研究；（2）环境现实暴露情景；（3）粪便 pellet 动态与碳输出；（4）多压力因子实验框架；（5）纳塑料与长期生物响应；（6）方法学协调与可比性。
5 结论
该系统性文献综述和文献计量分析综合了250篇同行评议研究，表征了出版物模式和知识空白，不构成正式证据综合。领域自2019年后快速扩展，纳塑料成为新兴焦点。文献过度集中于实验室模式生物，生态系统水平过程和多压力因子方法研究不足。黑海的 near-complete absence 构成显著区域知识赤字。未来需更广泛的分类学和地理覆盖、改善的环境现实性、更强的多压力因子整合及更大的方法学标准化，以支持稳健的生态环境风险评估和循证海洋环境政策。
