《1、 引言》

1、 引言

人类活动引起的微塑料（microplastics, MPs）每年进入海洋环境多达1000多万吨，因此对海洋环境中的MPs的关注度日益增高[1]。MPs是指粒径小于5 mm的塑料颗粒。根据全球范围内的估算，当前海面上漂浮的MPs数量与已进入海洋的MPs估值之间存在着巨大偏差[2]。表层海洋中缺失的MPs（尤其是小于1 mm的MPs）引起了广泛关注。造成MPs消失的可能原因包括浮游动物的摄食[3]、光和水的影响导致的快速降解和分解[4]以及向海洋深层的转运[5]。

相关研究表明，在偏远深海的未知区域均发现了扩散的MPs，在地中海和大西洋的1176~4844 m水深处均检测到MPs [6]。前人研究表明深海是最大的MPs天然汇集地[7]，MPs广泛存在于大陆斜坡[8]、海底峡谷[9]、深海海沟[10]和深海平原[11]等区域。深海动物可能会摄食MPs，并且MPs自身还可能携带其他污染物，如重金属、染料和持久性污染物，从而给海洋生态系统造成综合污染[12]。但是，MPs输移至深海的机制尚不清楚，在全球范围内，有多少MPs可以埋入深海海底值得关注[13]。

洋流可以推动大量水体发生垂直转移和水平转移，这有助于MPs从海洋表面向深海转移。海上对流[14]、盐水沉降[15]、重力流、沿海风暴和深层的温盐流也是MPs运移的重要海洋因素[16]。深海海沟和峡谷[17]的构造互动促进了重力流的产生，从而导致MPs向下转移并聚集在这些区域[18]。海山上的泰勒柱等其他区域，也可能会影响水流向下涌动，使得MPs的赋存水平上升[19]。

一些特殊区域的极端生态系统可能对水流产生影响，但这些区域的MPs研究尚未引起广泛关注。冷泉是一种独特的富含甲烷的流体从海底溢出至水体的特殊地质现象，冷泉流体的渗出滋养了最丰富的化能合成生态系统[20]。在这种环境中，甲烷渗流促进了深海海底的底流，是影响深海环境中颗粒分布的主要因素[16]。基于此，我们假设甲烷流会影响深海沉积物中MPs的分布。上升的甲烷流有助于密度更大、温度更低的颗粒提升，并携带它们进入流体中，水的强烈分层影响了羽流的能量传输[21]。一旦上升流不能再抬高密度流，羽流水就会大幅下降，形成侵入层[22]。特别是，在强羽流模式中，渗漏点附近可能存在大规模再循环流，导致水中甲烷和颗粒浓度较高[23]。在侵入流和再循环流的作用下，可以促进MPs富集并促使其汇聚至甲烷渗漏点。

但是目前对冷泉中MPs的存在水平以及甲烷流对MPs富集的影响作用仍然知之甚少。此外，因为小尺度MPs更容易被生物吸收[24]，并可能对这些特殊和脆弱的生态系统造成破坏，因此有必要对如何鉴别冷泉中小尺度（<100 μm）的MPs进行明确的阐述。MPs粗糙的表面使其有利于富集大量信息物质与化学物质（如二甲基硫醚）和微生物[25]，从而影响地球系统的元素循环（如碳循环）[26]。因此，有必要明确冷泉中MPs的存在水平和分布特征，以及它们进入海底沉积物后的封存效应。

本文以南海北部海马冷泉为研究区域，实验研究了不同甲烷渗漏特征区域冷泉沉积物中MPs的全尺寸分布（0~5000 μm）（图1 [16,19,27‒30]）。海马冷泉区属于典型的大陆型冷泉[31]，研究区域的地质和生态特征如附录A中的图S1、图S2所示。由于传统的傅里叶变换红外光谱（FTIR）方法[16]难以识别小于63 μm的MPs，因此我们使用激光直接红外（LDIR）化学成像系统来检测小尺寸的MPs。根据观察，冷泉区是MPs的主要汇，尤其是小尺寸的MPs（小于100 μm）。甲烷渗流对MPs的存在水平、丰度、破碎、多样性和老化存在不同的影响作用，本文对这些影响作用进行了研究。此外，甲烷厌氧氧化是阻滞大量海底释放的甲烷进入大气的重要屏障，研究结果表明，MPs表面铁的富集有利于促进甲烷厌氧氧化[32]。

《图1》

图1 取样点的地质信息、生态特征和MPs的数量分布。（a）2020年海马冷泉下潜取样地点。（b）基于遥控潜水器（ROV）获取的四个取样点的地质和生物特征。取样位置的基岩详细信息如椭圆形面板所示。标记为ROV 1的位置具有强烈的活跃甲烷渗流特征，观察到连续明显的甲烷气泡渗漏。ROV 2的特点是弱活性甲烷渗漏，存在间歇性甲烷气泡渗漏。在ROV 1和ROV 2处发现了典型的生活指示物种，如贻贝、管蠕虫、阿尔文虾和深海螃蟹。ROV 3处没有甲烷渗漏或生物活性的迹象。ROV 4的特点是有大量的死贻贝和大块碳酸盐，但没有活跃甲烷渗漏的迹象，表明该地区曾发生过富甲烷流体渗流。（c）不同甲烷渗漏区域中MPs的数量浓度。数量浓度的分布基于MPs的大小分级，分为9个级别。（d）冷泉沉积物和其他海洋沉积物中MPs数量浓度的比较[16,19,27‒30]。

《2、 材料和方法》

2、 材料和方法

《2.1 沉积物样品和化学药品》

2.1 沉积物样品和化学药品

2020年9月，在海马冷泉地区采集了4组沉积物样本，取样深度为表层0~10 cm。在科考船上将沉积物样品切割成小块，用于提取MPs。本研究中使用的所有化学品，包括H2O2、ZnCl2、HCl和(NaPO3)6由国药集团供应，均为试剂纯或更高级别，用Millipore水系统（ELGA Purelab Chorus PC1LSCXM2，英国）制备实验中用到的超纯水（18.2 mΩ·cm‒1）。

《2.2 沉积物样品预处理》

2.2 沉积物样品预处理

将4组沉积物样品转移到金属托盘中进行预冲洗，然后置于干净的纸袋中，在-80 ℃环境中进行冷冻干燥，以去除所有水分。干燥后，每组样品称取50 g，并使用清洁的研钵和杵进行研磨。然后将研磨样品倒入2 L玻璃烧杯中。接下来，将200 mL 30% H2O2溶液缓慢添加到烧杯中，以溶解样品。烧杯用铝箔封口，在60 ℃水浴中培养3~5天，直至可见悬浮物消失。

《2.3 MPs提取、鉴定和分析》

2.3 MPs提取、鉴定和分析

使用ZnCl2溶液（ρ = 1.5~1.7 g·mL-1）提取H2O2溶液中的MPs，重复三次，以消除有机物的影响。然后，使用GF/B膜（Whatman，英国；1 μm孔径）将所有含有MPs的ZnCl2提取物过滤三次，尔后将膜置于培养皿中并在45 ℃环境下干燥。MPs的提取和分析过程详见附录A中的S1节，不同位置MPs的显著性检验结果详见附录A中S3节。

《2.4 沉积物粒径分析》

2.4 沉积物粒径分析

向溶解在H2O2中的沉积物样品中添加0.25 mmol·L-1的HCl，以去除沉积物中的碳酸钙杂质。充分沉淀后，去除上层溶液。然后，将样品转移到50 mL离心管中，并添加45 mL超纯水。样品置于离心机中，设定转速为5000 r·min-1，离心10 min；接下来，用超纯水替换上清液，并重新离心样品。上述操作重复数次，直至溶液的pH值为中性。清洗完毕后，将每个样品转移到50 mL烧杯中，并添加5~10 mL饱和(NaPO3)6溶液。然后将混合物培养24 h，使样品均匀扩散。最后，使用激光衍射粒度分析仪（Malvern Mastersizer 3000，英国）分析样品中沉积物颗粒的粒径分布。

《2.5 DNA提取和聚合酶链反应》

2.5 DNA提取和聚合酶链反应

使用FastDNA试剂盒（用于土壤）（MP Biomedicals，美国），参照制造商的说明，提取样品中的DNA。使用凝胶电泳和NanoDrop 2000分析仪（Thermo Fisher Scientific，美国），评估DNA的质量和纯度。使用正向引物340F（5′-CCCTAYGGGYGCASCAG-3′）和反向引物806rB（5′-GGACTACNVGGGGTWTCTAAT-3′）对基因序列进行扩增[33]。每个样品一式三份，进行30次聚合酶链反应（PCR）循环。通过凝胶电泳进行检测PCR产物。使用Illumina Miseq PE300测序仪系统（美国）进行测序。

《2.6 测序数据处理与分析》

2.6 测序数据处理与分析

主要使用VSEARCH v2.7.0 [34]和QIIME v1.9.0进行处理和分析，并进行微调[35]。使用Trim Galore v0.4.5从原始配对末端读数的末端识别及修剪接头和低质量（质量得分为20）碱基对（base pairs, bp），然后去除短读数（小于100 bp）。使用VSEARCH合并双端读取信息，识别并切割引物，进行质量过滤以丢弃低质量读取信息（总预期误差大于1），并丢弃短于300 bp的序列。在删除单例（即仅存在一个的序列）后，使用VSEARCH以97%的同一性对操作分类单元（OTU）进行聚类。使用 SILVA 132 [36]检测和过滤嵌合体。使用QIIME v.1.9.0中的assign_taxonomy.py对OTU的代表性序列在SILVA 132数据库中进行匹配。

《3、 研究结果》

3、 研究结果

《3.1 海马冷泉表层沉积物中MPs富集特性与多样性》

3.1 海马冷泉表层沉积物中MPs富集特性与多样性

海马冷泉沉积物中MPs的平均数量浓度为(1412.25±570.15) items·kg-1 [图1（c）]。与海山、大陆斜坡、深海平原、海底峡谷、深流漂流环境中的沉积物相比，冷泉表层沉积物是深海所有生态系统中MPs含量最高的[图1（d）] [16,19,27‒30]。深海环境中MPs丰度的比较详见附录A中的第S4节。在本研究中，我们使用LDIR系统分析了深海沉积物中MPs表面积的分布，发现MPs表面积明显小于1×103 μm2 [图2（a）]，海马冷泉中MPs的平均表面积为(2273.38±219.56) μm2。MPs的扫描图像、光谱、大小和面积分布等信息如附录A中的图S4和图S5所示。MPs的形态特征为颗粒状、碎片状、纤维状、泡沫状、薄膜状或线形[图2（d）]，MPs的颜色主要为蓝色、白色、黑色和红色[图2（e）]。海马冷泉沉积物中共发现16种MPs（见附录A中的表S1），其中，聚氨酯（PU）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）和聚酯（PET）是最重要的组成部分[图2（f）]。

《图2》

图2 ROV 1~ROV 4取样点MPs的面积、大小、形态、颜色和类别分布。（a）MPs的区域分布。（b）具有不同形态的MPs的比例。Line：条状；Gran：粒状；Fran：碎片。（c）MPs的颜色分布。（d）16类MPs在海马冷泉不同地点的分布百分比。PU：聚氨酯；PA：聚酰胺；PET：对苯二甲酸乙二醇酯；POM：聚缩醛；PC：聚碳酸酯；PE：聚乙烯；PP：聚丙烯；PS：聚苯乙烯；PSU：聚砜；PTFE：聚四氟乙烯；PVC：聚氯乙烯；PB：聚丁二烯；ALV：醇酸清漆；PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯；POL：聚醚；AC：丙烯酸酯。（e）大于500 μm的MPs的数量丰度。（f）小于500 μm的MPs的数量丰度。

《3.2 甲烷渗漏对MPs分布的影响》

3.2 甲烷渗漏对MPs分布的影响

一个有趣的发现是，海马冷泉表层沉积物中MPs的空间分布与甲烷渗漏特性有关。通过统计沉积物中的MPs，我们观察到甲烷强渗漏区域（即ROV 1）的MPs数量浓度高于弱渗漏、无渗漏和历史渗漏区域（如ROV 2~ROV 4）。观测点ROV 1~ROV 4的MPs的总浓度分别为3114、981、700和854 items·kg-1。这一发现促使我们进一步研究MPs的特性（大小、形状、颜色和材料类型）与甲烷渗流分布之间的关系。

值得注意的是，在甲烷强渗漏区域ROV 1处，并未发现有较大的MPs（800~3000 μm）存在[图2（b）]。对比不同采样点位的MPs尺寸分布，发现不同位置的MPs的尺寸分布有显著差异[Kruskal-Wallis试验，P = 6.82×10‒7；图2（c）]。海马冷泉中的MPs以条状为主，其次是颗粒状MPs（附录A中的图S3）。非常有趣的是，条状MPs的丰度随着甲烷溢流强度的增加而减少，而颗粒状MPs的丰度则呈现相反的趋势[图2（d）]。与其他位置相比，颗粒状MPs在强甲烷渗漏位置（ROV 1）中所占比例最大。该位置的MPs形态多样性最高，包括条状、薄膜、泡沫、颗粒、碎片和纤维等形状[图2（d）]。在不同甲烷渗漏环境中发现的MPs颜色没有显著差异（Kruskal-Wallis检验，P = 0.999），海马冷泉区的所有点位处均以蓝色MPs为主[图2（e）]。然而，我们发现，不同甲烷渗漏环境中MPs的材料类型显著不同[Kruskal-Wallis试验，P = 4.48×10‒8；图2（f）]。无甲烷渗漏区MPs类别的多样性指数最低（0.57），而强甲烷渗漏区为1.31、弱甲烷渗漏区为1.59、曾经存在渗漏的区域为0.57。根据FTIR分析（图S3），四个取样位置的大尺寸MPs（>500 μm）的成分主要为聚乙烯（PE）和聚碳酸酯（PC）。

《3.3 甲烷羽流促使MPs破碎化并使其表面更加粗糙》

3.3 甲烷羽流促使MPs破碎化并使其表面更加粗糙

为了解强甲烷渗流环境如何使MPs破碎化变小，我们进一步分析了海马冷泉不同区域的MPs的质量浓度。ROV 1、ROV 2、ROV 3和ROV 4各采样点MPs质量浓度分别为77.76 mg·kg-1、471.14 mg·kg-1、409.03 mg·kg-1和297.37 mg·kg-1沉积物[图3（a）]。经验证，较小的沉积物颗粒更有利于细小的MPs聚集和封存[37]，ROV 1处的沉积物颗粒尺寸最小[图3（b）]，这有助于较小的MPs在该位置的富集。由于强甲烷渗流区中MPs的数量浓度最大，颗粒最小，可以推测这可能与海马冷泉中甲烷羽流引起的强烈流体碎裂有关。

《图3》

图3 MPs破碎化及表面特性。（a）不同点位MPs的数量和质量浓度；（b）4个采样点的沉积物粒径分布特征；（c）小尺寸MPs（0~500 μm）的归一化长度和归一化面积之间的关系；（d）不同地点MPs的SEM图像。

如图3（c）所示，在无甲烷渗漏环境（ROV 3，蓝色三角形图例所示）中，MPs的长度大于在强、弱和曾经存在甲烷渗漏环境中的MPs的长度，但其表面积并没有显著增加。这些发现促使我们进一步探索不同甲烷渗流环境中MPs的表面粗糙度。基于对MPs表面的扫描电子显微镜（SEM）分析，我们发现来自无甲烷渗漏区域（ROV 3）的MPs表面非常光滑，而来自甲烷渗漏区域的MP表面更粗糙[图3（d）]。强甲烷渗漏（ROV 1）和弱甲烷渗漏（ROV 2）点位的MPs边缘存在许多毛刺。此外，观察到所有甲烷渗流区的MPs都有剥落和分层现象。总之，甲烷羽流或甲烷渗流引起的强烈流体碎裂使MPs表面更加粗糙。

《3.4 MPs在沉积物封存影响甲烷氧化》

3.4 MPs在沉积物封存影响甲烷氧化

在强、弱和曾经发生甲烷渗流区域，各种形状的MPs通常比无甲烷渗流区域的MPs外表面更加粗糙。众所周知，MPs在促进海洋环境中重金属离子积累方面发挥着重要作用[38]，MPs粗糙的表面可能会促进重金属的聚集。因此，我们进一步探讨了深海不同甲烷渗漏环境下MPs表面金属离子的富集情况。元素分析结果表明，海水和孔隙水的指示元素（如Si、K、Ca、Sr和Ba）广泛分布在强甲烷渗漏（ROV 1）和弱甲烷渗漏（ROV 2）区域的MPs表面（图4）。值得注意的是，作为MPs表面的一种主要元素，Fe在强甲烷渗流场（ROV 1）的MPs表面上占所有重金属总量的7%，在弱甲烷渗流场中仅占3.4% [图4（a）和（c）]。

《图4》

图4 MPs表面形貌特征、吸附在MPs上的元素、活跃甲烷渗流区的微生物群落结构组成。ROV 1（a）和ROV 2（c）的SEM图像与能量色散X射线光谱（EDS）能谱图像；ROV 1（b）和ROV 2（d）的微生物群落结构。

这些重金属的积累可能在冷泉生态系统中发挥重要的环境和生态功能。一个典型的例子是铁驱动的AOM，它普遍存在于甲烷渗漏区域。在这个代谢过程中，氧化铁是AOM的重要介质，在甲烷氧化过程中，它们充当电子受体[34]。甲烷氧化菌参与了这一代谢过程，它们将甲烷转化为有机物，最终流入深海生态系统的营养级传递[39]。根据对冷泉沉积物中微生物群落的分析，在强甲烷渗漏点和弱甲烷渗漏点沉积物中，甲烷单胞菌分别约占所有微生物的60%和25% [图4（b）和（d）]。检测到的进行甲烷氧化的细菌在纲级别是铁驱动古菌[32]，例如，ANME-1和ANME-2广泛分布在ROV 1和ROV 2区域，表明MPs表面的铁富集可能有利于甲烷氧化。总之，在强甲烷和弱甲烷渗流环境中，MPs粗糙外表面上的特定富集的铁和微生物，可能促进AOM动态过程，这可能促进深海生态系统中的能量和物质流动。

总之，我们的研究结果表明，深海冷泉沉积物是典型的MPs富集区域。MPs的富集可能在一定程度上对极端深海生态系统的能量和物质循环产生积极影响，但其对深海生物和生态系统的长期影响仍有待进一步深入研究。

《4、 讨论》

4、 讨论

《4.1 冷泉环境是MPs高效聚集汇》

4.1 冷泉环境是MPs高效聚集汇

沉积物样品的粒度为细泥，粒径的中位数约为10 μm [图3（b）]，而沉积物渗透率约为2.97 D [40]（1 D = 0.986923×10‒12 m2）。沉积物的粒径分布如表S3所示。沉积物的低渗透性使得流体难以穿过，且粉质黏土沉积物有利于MPs富集[41]。在过去几十年中，海洋环境中MPs的源汇关系难以得到有效校核。漂浮在海面上的MPs和每年从河流中排放进入海洋的MPs在数量上存在巨大不平衡，促使人们在海洋中去寻找消失的MPs的去向[42]。海洋和海底沉积物被普遍认为是MPs巨大沉积汇[43]。然而，由于样本数量和数据量有限，特别是在深海极端环境中，缺少对海洋沉积物中所含的MPs全球评估数据，亟待明确关于全球范围内水体中包含的MPs比例、在沉积物中沉积和储存的MPs的数量等相关数据[13]。本研究首次调查了冷泉沉积物中MPs的赋存情况。海马冷泉的基底为细泥，冷泉沉积物中高比例的黏土有利于小粒径MPs的赋存[11]。地质环境和水动力条件是影响海底MPs分布的重要因素。我们发现，甲烷喷口（甲烷从渗漏源向水体释放处）控制着沉积物中MPs的丰度和多样性。MPs的丰度和多样性指数，是评估MPs污染程度的有效指标[44]。在此研究中，强甲烷渗流区的MPs丰度最大，多样性指数最高。活跃的冷泉（ROV 1和ROV 2）表层沉积物中MPs种类多样性指数值是无甲烷渗漏站点（ROV 3）的两倍以上，表明甲烷渗漏增加了沉积物中MPs的复杂来源。如图5所示，甲烷羽流的尾部区域存在再循环流和侵入流[45]。这种独特的流体流动有助于沉积物中小颗粒和MPs的运移和富集。

《图5》

图5 含甲烷上升流体在表层沉积物中富集MPs的影响机制，以及甲烷运输过程中MPs上积累的铁与甲烷厌氧氧化的促进关系。彩色线条、方块和碎片代表MPs。蓝色箭头和透明气泡表示甲烷流和甲烷气泡的甲烷渗漏现象，黄色箭头表示含甲烷流体的侵入层和再循环流。管虫和贻贝代表冷泉生态系统。

本研究共检测到16种MPs（如附录A中的图S6所示），包括PA、PB、PTFE、PVC、ALV、POM、PE、PC、PET、PP、PU、PS、PSU、POL、PMMA和AC，比在其他区域发现的种类更多[46‒48]。在这些塑料中，PU被认为是世界上第五大丰富的塑料。聚氨酯涂料广泛应用于金属表面以防腐蚀，常用于船舶表面和水下电缆。PA具有坚固耐磨的优点。由PA制成的工程塑料可用于船舶的轴承和桨，也可用于远洋板和水下设备[49]。POM也是一种高性能工程塑料。在水动力和紫外线辐射的作用下，工程塑料可以产生MPs [50]。PET是塑料瓶的主要成分，是常见的海洋废弃物，其降解期可能超过15年[51]。在沿海地区的沉积物和海水中也发现了PC [52]、PVC [38]、PE [53]、PP [54]和PS [55]等MPs的广泛存在。然而，沿海地区常见的五种主要类型MPs，在本研究的冷泉沉积物中仅占总MPs的一小部分。此外，本研究还检测到七种不常见的MPs，即PSU、PTFE、PB、PMMA、AC、聚醚和ALV。聚四氟乙烯是一种耐用的高质量塑料，具有防水性和耐低温性，广泛用于脐索等地下电缆。聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯和聚醚可以用作电子元件或应用于海洋工程。AC、ACM和ALV是涂料和油漆的重要组成部分，对于海洋监测、水下设备和船舶配件至关重要。特别注意的是，这些近海和水下活动产生的MPs可能被埋藏在冷泉沉积物中，这一过程迄今为止一直没有引起重视。

冷泉表层沉积物中MPs的平均数量丰度高于其他极端生态系统。然而，冷泉群落有其特殊的代谢模式，依赖化能合成作用并从甲烷中获取能量[56]。生活在冷泉渗漏处附近的生物充当了底栖甲烷过滤器的重要角色，它们吸收甲烷并阻止其逃逸到水体与大气中，从而在海洋和全球碳循环中发挥重要作用。废弃物是危害冷泉生态系统的主要威胁之一[57]，因此，对冷泉环境中的废弃物和MPs进行大规模的长期监测是非常必要的。今后，应定量监测和评估甲烷渗流速度与甲烷聚集行为之间的关系。

《4.2 甲烷渗漏与MPs封存之间的相互作用》

4.2 甲烷渗漏与MPs封存之间的相互作用

先前的研究主要确定了水动力条件对MPs分布的影响。MPs在海底被固存后对环境的物理、化学和生态反馈尚不清楚。本研究结果表明，甲烷渗流活动有利于MPs的破碎。小尺寸的MPs可被海洋生物（如虎鲸、海龟和海鸟）吞食，并对其具有极大的生理毒性[26]。因此，在未来MPs的赋存水平及其对冷泉生物的生态毒理学应受到重视。

MPs的长度与其所处海域的相关性，可能是海洋生物可摄取MPs的一个重要指标，或者以此关系来溯源海洋环境中MPs的破碎程度。值得注意的是，基于对此类指标的详细鉴别，如图3（c）所示，无甲烷渗漏区域（ROV 3）MPs的归一化长度-面积比相比于归一化长度要小，这表明非渗漏场地的MPs具有相对光滑的表面，其成因是甲烷流体流动的湍流效应可能会加剧MPs表面的老化过程。SEM观测结果证实，甲烷渗漏处的MPs表面较粗糙，这是由于这些沉积物中的MPs被含甲烷流体的上升流冲洗所致。此外，在活跃的冷泉渗漏区，与甲烷生成和甲烷氧化相关的微生物活动相当高[58]，附着在MPs表面的微生物活动加快了MPs的老化[59]。老化MPs粗糙的表面有利于吸附与甲烷代谢相关的特定元素和微生物。从图4可以看出，在强、弱甲烷渗漏区的MPs表面都发现了由氧化铁和铁驱动的甲烷厌氧氧化古菌，表明甲烷流体渗漏导致的MPs破碎及老化对AOM是有促进作用的。甲烷氧化为冷泉环境中的化学合成提供基本能量和碳源，为冷泉区高级生物体提供能量[60]。此外，甲烷氧化是深海环境中甲烷的主要屏障，从而使得甲烷与天然气分离[61]。在接下来的工作中，需要通过现场实验和实验室控制的可重复实验进一步阐明MPs表面富集铁元素促进AOM的机理和效率。

《5、 结论》

5、 结论

综上所述，本文首次研究了深海冷泉沉积物中MPs的赋存特征。使用LDIR和FTIR的联用的方法检测了大尺寸范围（10~5000 μm）MPs的分布特性，通过鉴别共计16种类型的MPs，验证了该方法的有效性，这远远超过了先前工作中鉴别的MPs类型数量。有趣的是，甲烷渗漏区的MPs丰度大于非渗漏区。此外，强渗漏区的数量丰度最大，质量丰度最小，多样性指数最大。此外，甲烷渗漏区的MPs表面较粗糙，表明甲烷渗漏活动有助于冷泉沉积物中MPs的积累、破碎、多样性和老化。反过来，MPs在海底的封存会导致MPs表面富集铁离子从而促进AOM。也就是说MPs可能作为甲烷迁移和转化的中介，加速冷泉中的甲烷和碳循环。未来在与冷泉相关的特殊和脆弱的生态系统中，应更多地关注甲烷迁移、碳循环和与MPs之间的相互作用。获取更多的数据、实地样本和建立仿真模型至关重要。