Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Effects of types and sizes of microplastics on oxidative stress and histological changes in green mussel perna viridis
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
ไทยถาวร เลิศวิทยาประสิทธิ
Second Advisor
ศุภณัฐ ไพโรหกุล
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Marine Science (ภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางทะเล)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิทยาศาสตร์ทางทะเล
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.1036
Abstract
ไมโครพลาสติก (MPs) คือพลาสติกที่มีขนาดเล็กกว่า 5 มิลลิเมตรพบการสะสมและการถ่ายทอดของไมโคร พลาสติกในสิ่งมีชีวิตหลายชนิดเป็นจำนวนมาก โดยผ่านห่วงโซ่อาหาร การศึกษาในประเทศไทยพบการศึกษาการสะสมของไมโครพลาสติกในสิ่งแวดล้อมและในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น ยังไม่มีการศึกษาถึงผลกระทบของไมโครพลาสติกต่อสัตว์น้ำภายใต้ห้องปฏิบัติการ โดยเฉพาะหอยแมลงภู่ (Perna viridis) ที่มีพฤติกรรมการกรองกิน ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาผลกระทบของประเภท ขนาดและความเข้มข้นของไมโครพลาสติกจำลองที่มีต่ออัตราการตายและการสะสมภายในเนื้อเยื่อที่จะส่งผลต่อภาวะเครียดจากออกซิเดชันและการเปลี่ยนแปลงทางมิญชวิทยาในหอยแมลงภู่ P. viridis ในการทดลอง ผลกระทบของไมโครพลาสติกต่อหอยแมลงภู่ ที่ระดับความเข้มข้น 66, 333, 666 และ 1333 ชิ้น/ลิตร จำนวน 3 ขนาดได้แก่ ขนาดเล็ก (<30 ไมโครเมตร), ขนาดกลาง (30-300 ไมโครเมตร) และขนาดใหญ่ (300-1000 ไมโครเมตร) ของไมโครพลาสติก 3 ประเภทคือ พอลิสไตรีน (Polystyrene; PS), พอลิโพรพิลีน (Polypropylene; PP) และพอลิบิวทิลีนซัคซิเนต (Polybutylene succinate; PBS) เป็นเวลา 96 ชั่วโมง ผลการศึกษาพบว่าไมโครพลาสติกขนาดกลางและขนาดใหญ่ส่งผลต่ออัตราการตายครึ่งหนึ่งของหอยแมลงภู่มากสุดในไมโครพลาสติกประเภท PS, PP และ PBS ตามลำดับ ในขณะที่การสะสมไมโครพลาสติกขนาดใหญ่พบภายใน soft tissue ของหอยแมลงภู่ P. viridis มากกว่าขนาดกลางและขนาดเล็ก ที่เวลา 96 ชั่วโมงในส่วนของการตอบสนองต่อภาวะเครียดจากออกซิเดชันพบว่ามีการเพิ่มขึ้นของสารต้านอนุมูลอิสระในเนื้อเยื่อบริเวณต่อมย่อยอาหารและมีการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมเอนไซม์ Catalase, Peroxidase และสารต้านอนุมูลอิสระ Glutathione content บริเวณต่อมย่อยอาหาร พบแนวโน้มการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมของสารต้านอนุมูลอิสระตามการเพิ่มขึ้นของไมโครพลาสติกเมื่อเทียบกับชุดควบคุม นอกจากนี้การศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางมิญชวิทยาในบริเวณต่อมย่อยอาหารของหอยแมลงภู่ P. viridis พบลักษณะเซลล์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและเซลล์ย่อยอาหารในต่อมย่อยอาหารมีความเสียหาย สังเกตความผิดปกติได้ชัดเจนมากขึ้นตามความเข้มข้นของไมโครพลาสติกที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับชุดควบคุม จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่าประเภทและขนาดของไมโครพลาสติกเป็นปัจจัยสำคัญต่อการตอบสนองความเป็นพิษในหอยแมลงภู่ ซึ่งอาจส่งผลให้เพิ่มความเสี่ยงในการส่งผ่านห่วงโซ่อาหารในลำดับขั้นที่สูงขึ้น การตรวจสอบผล กระทบของไมโครพลาสติกจึงเป็นข้อมูลเบื้องต้น ในการคาดการณ์ระดับความเข้มข้นที่เป็นอันตรายต่อหอยแมลงภู่ และเป็นข้อมูลพื้นฐานในการสร้างเกณฑ์มาตรฐานคุณภาพน้ำเพื่อนำไปประกอบการประเมินความเสี่ยงของการปนเปื้อนไมโครพลาสติกในสิ่งแวดล้อมและจัดการผลกระทบจากการปนเปื้อนไมโครพลาสติกในหอยต่อสุขภาพของผู้บริโภค
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Microplastics (MPs) can be defined as small pieces of plastics that are less than five millimetres in diameter. MPs can be consumed and may be accumulated in animal and moves through the food chain. Although, the accumulation of plastic debris and MPs in marine ecosystems of Thai waters have been reported in numerous organisms. However, the study on eco-toxicological effect of MPs on tissue morphology and oxidative stress in filter-feeding organisms such as mussels Perna viridis under laboratory conditions has not been conducted yet. Therefore, this study aimed to determine the effects of different types, sizes, and concentrations of artificial MPs on the mortality rate, accumulation in the soft tissue, oxidative stress, and histological changes in the green mussel Perna viridis. The samples were exposed to 66, 333, 666, and 1333 items/L of small MPs (<30 µm), medium MPs (30-300 µm), and large MPs (300- 1000 µm) polystyrene (PS), polypropylene (PP), and polybutylene succinate (PBS) for 96 hours. MPs accumulation in the soft tissue of mussels and mortality effects from MPs ingestion were assessed. Medium and large PS caused a higher mortality percentage than the identical size particles of PP and PBS. MPs largely accumulated in the soft tissues rather than in gill tissues following the 96-hour exposure period. Modulations of the antioxidant activity were detected in the digestive gland after the mussel exposure to the MPs. Catalase, Peroxidase, and Glutathione content in the digestive gland tended to increase with an increase of the MPs. Also, the histopathological changes in digestive gland were observed. Cell necrosis occurred when the exposure dosages were high. The study highlights how particle size and type are key factors in MPs toxicity. The accumulation of MPs in mussel may increase the potential risk for higher trophic levels. The effects of MPs to the mussels will provide the essential data that may be applied for developing the water quality criteria for MPs and for the risk assessment of MPs in coastal marine environment including the impacts of contaminated mussel to human health.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
โพธาขวัญประชา, จุฑามาศ, "ผลของชนิดและขนาดของไมโครพลาสติกต่อภาวะเครียดจากออกซิเดชันและการเปลี่ยนแปลงทางมิญชวิทยาของหอยแมลงภู่ Perna viridis" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 3694.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/3694