聚乙烯和聚乳酸微塑料对大豆生长和生理生化及代谢的影响

为揭示生物可降解性不同的微塑料对农作物的毒性效应,选择聚乳酸(polylactic acid可生物降解)和聚乙烯(polyethylene难生物降解)微塑料(microplastics)为供试材料,以大豆为供试植物,深入探究了不同暴露水平(0.1%,1%,W/W)下两种不同的微塑料对大豆(Glycine max)生长、光合作用、抗氧化性、营养品质以及代谢方面的影响.结果表明,聚乙烯微塑料(PEMPs)对大豆根部鲜重有促进作用,而0.1%聚乳酸微塑料(PLAMPs)则抑制根部长度.大豆的叶绿素含量在0.1% PEMPs作用下能够显著提高.PLAMPs则能够导致大豆过氧化氢酶(CAT)活性显著下降,而过氧化氢(H₂O₂)含量在0.1% PEMPs和1% PLAMPs下显著升高.此外,微塑料的暴露能够改变大豆根部中锰、铁以及铜的含量,其中0.1% PEMPs的效应最为显著.大豆叶片中的氨基酸代谢在PEMPs的作用下上调,而0.1% PLAMPs则引起有机酸以及糖类代谢下调.综上,微塑料的植物毒性效应与其生物可降解性及浓度密切相关,低浓度可生物降解微塑料的效应最强.这些发现有望为微塑料的植物毒理研究提供新的方向.     

中国海洋微塑料污染现状与防治建议

微塑料作为一类新型的塑料污染物,广泛存在于全球海洋环境中,已经成为国际社会普遍关注的热点环境问题,管理不善的废物是海洋污染的重要来源.本文简要分析了全球塑料垃圾和微塑料污染形势以及微塑料的来源,探讨了巴塞尔公约所涉及塑料废物附件修订的最新进展,同时总结分析了我国沿海、河口以及内陆水域微塑料的粒径大小、含量、分布和来源.提出未来应建立健全我国塑料和微塑料管理体系,加强对重点行业向海洋中排放塑料和微塑料的研究和监管,建立微塑料对海洋生态系统影响的风险评价体系、加强宣传和教育、积极参与国际环境公约履约谈判以推动全球治理     

老化作用对微塑料吸附四环素的影响及其机制

微塑料（MPs）和抗生素同为新型污染物,微塑料可以在水环境中吸附抗生素并作为其载体而共同迁移,而微塑料会在环境中不断地老化,其吸附能力和吸附机制也会随之改变.以聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）为目标MPs,通过紫外法（UV-254）进行照射,对比老化前后微塑料颜色、表面形态和官能团等理化特性改变,以及其对四环素（TC）吸附的影响,探讨了相关影响机制.结果表明,准二级动力学模型能较好地模拟吸附过程,在24 h内达到吸附平衡,老化微塑料对TC的吸附量明显高于原始微塑料,且PS的吸附量高于PE.Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好地描述吸附等温试验数据,TC在微塑料上的吸附是自发的和吸热的物理吸附过程,老化作用对微塑料吸附热力学特性无明显影响.随着pH值的增加,吸附量先增大后减小,老化前后的微塑料均在pH=5时达到最大吸附量.紫外老化增加了微塑料的比表面积,生成了—C＝O、—OH和O＝C＝O等含氧官能团,改变了微塑料的理化特性,从而改变了微塑料对TC的吸附机制：相比原始PE微塑料,老化PE除了疏水分配、范德华力和静电作用外,孔填充也是吸附的重要机制;原始PS微塑料的主要吸附机制为疏水分配、范德华力、π-π作用和静电作用,老化PS则增加了氢键和孔填充作用.     

Quantitative analysis of microplastics in coastal tidal-flat reclamation in Dongtai,China

• Reclamation projects are important disturbances on microplastic risk in coasts. • Tidal-flat reclamation area is a large storage medium for sedimentary microplastics. • Aging and distribution features of soil microplastics show spatial heterogeneity. • Coastal weathered engineering geotextiles are a significant threat to marine health. Coastal tidal flats have received considerable attention in recent years, as they provide a direct channel for the discharge of terrestrial microplastics into the ocean. Land reclamation is occurring increasingly frequently in coastal tidal-flats; however, the environmental impacts of these activities remain unclear. Therefore, this pioneering study assessed the microplastic emission characteristics of reclamation geotextiles and performed a risk assessment accordingly. Morphological characterization of geotextile samples collected from five sites in Dongtai, China, provided evidence of sedimentary weathering. Based on several assumptions, the average abundance of microplastics in soil covered by geotextiles was estimated to reach 349±137 particles/kg dry weight, with the total microplastic load in the reclaimed area estimated to be 20.67±8.06 t. Compared with previous studies, this research demonstrates that coastal reclamation areas store a high concentration of microplastics, aggravating marine microplastic pollution. Moreover, conditional fragmentation model results revealed that the weathering and distribution characteristics of soil microplastics in coastal tidal-flat areas exhibit spatial heterogeneity, being more easily affected by natural factors (such as tides) than those in inland areas. As a result of tides, the annual discharge of geotextile-originating microplastics from the studied areas into the ocean was approximately 2465.52±960.77 t. These findings prove that the risks posed by engineering-microplastics are significant, indicating that further investigations are required on the precise laws of transfer and migration, as well as the toxicity mechanisms, in order to improve analytical techniques and policies in this field.     

土壤微塑料与微生物的相互作用关系

作为新兴污染物,微塑料的生态和环境影响受到广泛关注.本文以近十年发表的文献为基础,系统分析和综述了土壤微塑料与微生物的相互作用关系.分析结果发现微塑料与微生物存在复杂的相互作用关系,例如微塑料携带外源微生物进入土壤环境,并通过释放添加剂和吸附物对土壤微生物产生影响,且微塑料通过改变土壤理化性质、土壤动物肠道微生物和植物根际微生物间接改变土壤微生物,包括改变土壤微生物的生物量、群落结构和功能,此外,土壤微生物对微塑料的降解也起到了一定的作用.基于这些分析结果,文章还展望了未来应该深入研究的关键科学问题,旨在促进土壤微塑料对生态系统和健康影响评估研究.     

不同水力扰动强度对老化PSMPs在泥水两相间迁移的影响

以太湖为研究对象,针对老化聚苯乙烯微塑料（PSMPs）,探讨了水力扰动强度对PSMPs在泥水两相间的迁移过程,并通过FTIR和SEM-EDS等微观表征手段对PSMPs的形貌和元素等进行表征.结果发现,扰动条件下(55r·min^-1和120r·min^-1),上覆水中悬浮物（SS）和PSMPs均高于对照实验.这是缘于无扰动条件下,PSMPs受浮力影响,团聚在水面.在低强度(55r·min^-1)扰动下,上覆水中SS和PSMPs分别为（264.67±16.01）mg·L^-1和（239.67±6.51）n·mL^-1,而高强度(120r·min^-1)扰动下,上覆水中SS和PSMPs分别为（264.67±16.01）mg·L^-1和（239.67±6.51）n·mL^-1.在底泥中,PSMPs分别为（491.00±23.46）mg·L^-1和2.00n·mL^-1.且根据SEM-EDS分析,...     

微塑料对鲫鱼生长、肝脏损伤和肠道微生物组成的影响

广泛存在于自然环境中的微塑料可能会危害水生生物的生长和健康,目前该方面的研究较少.以淡水杂食性鱼类鲫鱼作为研究对象,喂食不同微塑料浓度的鱼食进行为期30 d的食源暴露试验,分析微塑料对鲫鱼生长、肝脏损伤和肠道微生物组成的影响.结果表明,与对照组相比,各试验组中鲫鱼的身长没有明显变化,但低浓度组的鲫鱼体重显著增加,中浓度组和高浓度组的体重明显下降.低浓度组的鲫鱼肝脏组织基本正常,中浓度组和高浓度组的均出现了不同程度的肝组织异常现象,其中高浓度组的肝脏损伤最为严重.鲫鱼肠道中,变形菌门、梭杆菌门、厚壁菌门和拟杆菌门是门水平上的优势菌种,葡萄球菌属和劳尔氏菌属等致病菌在各试验组鲫鱼肠道中均有出现;α多样性结果表明高浓度组的鲫鱼肠道微生物菌群最为丰富;PCoA结果显示对照组和试验组的鲫鱼肠道微生物存在明显的聚类特征.     

汜水河（荥阳段）入河排污口水体微塑料赋存特征及风险评估

城市河流是微塑料的主要接纳者与传输者.探明城市河流微塑料污染状况及其环境风险,可为进一步控制微塑料污染提供依据.以黄河支流汜水河作为研究对象,采集汜水河（荥阳段）9个排污口的污水样品,通过显微镜对微塑料尺寸、形状及颜色等赋存形态进行分析,发现微塑料在排污口水体中多以透明状的纤维和碎片形式存在,且500 μm以下占比较高;进一步采用激光红外成像仪对微塑料种类进行鉴定,发现PET和PE聚合物是主要的微塑料种类,且二者显著相关,表明它们在来源上有相似性.环境风险评价结果表明,微塑料种类是影响评价结果的主要因素,有PVC检出的6个排污口水体环境风险值较高,而污染负荷指数评价结果显示整个研究区段处于低风险水平.     

玛瑙河多环境介质和铜锈环棱螺体内微塑料的赋存特征

微塑料污染对水生态系统及人类健康危害大,为探究微塑料在不同环境介质中的赋存特征,选择长江一级支流玛瑙河为研究区域,通过现场采样、显微镜观察和傅里叶红外光谱测定等,对玛瑙河表层水体、沉积物、河岸带土壤和底栖动物铜锈环棱螺中微塑料的丰度、粒径、形状、颜色和组成类型进行了分析.结果表明,玛瑙河表层水体的微塑料平均丰度为（5.9±0.26）n·L^-1;上层沉积物中微塑料丰度（以干重计）为（1.35±0.1）n·g^-1,下层沉积物中微塑料丰度（以干重计）为（0.93±0.12）n·g^-1;近河岸带土壤中微塑料丰度（以干重计）为（0.68±0.16）n·g^-1,远河岸带土壤中微塑料丰度（以干重计）为（0.69±0.14）n·g^-1;铜锈环棱螺体内微塑料丰度为（2.06±0.25）n·g^-1.分析发现,上层沉积物和下层沉积物中微塑料丰度呈正相关;铜锈环棱螺体内微塑料丰度分别与上、下层沉积物中微塑料丰度呈正相关;近、远河岸带土壤中微塑料丰度具有相关性.各环境介质和铜锈环棱螺体内微塑料粒径大多<0.1mm,主要形态为纤维状和碎片状,颜色以蓝色和黑色为主,成分主要是聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）.研究发现,河岸带土壤中微塑料主要来源于农用塑料薄膜的破碎和分解.通过多环境介质调查和铜锈环棱螺体内微塑料的分析,探明了大型底栖动物体内微塑料的累积效应,可为全面了解微塑料潜在生态风险提供依据.     

微塑料对斑马鱼胚胎孵化影响及其在幼鱼肠道中的积累

微塑料在环境中的广泛存在引起了研究者对其潜在的生物影响的关注.为评价微塑料对水生生物的影响,本文以模式生物斑马鱼胚胎及其幼鱼为研究对象,探究了两种粒径不同的微塑料：粒径0.5 μm的红色荧光标记聚苯乙烯微塑料（0.5RF-PM）和粒径10 μm的绿色荧光标记聚苯乙烯微塑料（10GF-PM）对斑马鱼胚胎发育的影响及其在出生后5 d的斑马鱼幼鱼肠道中的积累.结果表明,10GF-PM对出生后3 d胚胎孵化没有影响,0.5RF-PM在500 mg·L^-1时对胚胎孵化抑制率达37%;10GF-PM溶液浓度为10、100、200和500 mg·L^-1时,出生后5 d幼鱼平均存活率分别为80%、54%、44%和41%;对应浓度0.5RF-PM暴露溶液中,幼鱼平均存活率分别为62%、37%、25%和12%.暴露在10、100和500 mg·L^-1的10GF-PM溶液中0.5 h,幼鱼肠胃道中微塑料荧光值分别是0.06、0.53和1.84,对应浓度0.5RF-PM暴露溶液中,荧光值分别是0.63、2.32和3.45.将暴露的幼鱼转移至清水中,1 h内可观察到微塑料通过肠道排出体外,持续放置24 h后,对应GF-PM暴露幼鱼肠道内微塑料荧光值分别是0.03、0.08和0.56,对应RF-PM暴露幼鱼肠道内微塑料荧光值分别是0.06、0.41和1.56.微塑料对斑马鱼的影响与浓度和粒径有关：浓度越高,胚胎孵化率和幼鱼成活率越低;粒径越小,越容易在肠胃道内积累.