农田土壤微塑料污染及其对植物的影响研究进展

微塑料(microplastics, MPs)是一种新型环境污染物,不仅危害海洋生态系统,也广泛存在于陆地生态系统,可以通过土壤进入植物体,进而危害人类健康。该文系统综述了农田环境中MPs的研究进展及未来方向。详细介绍了国内外土壤中MPs的形态、来源、积累过程及MPs对土壤结构和功能的影响;重点阐述了MPs对生物、植物的生态影响以及MPs和金属镉复合污染对植物的影响;并展望了农田环境中的MPs研究的未来方向及重点,以期为全面了解农田中MPs研究现状及未来研究提供信息和科学指导。     

生物炭对设施土壤中聚氯乙烯微塑料植物毒性的影响研究

聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)微塑料广泛分布于设施土壤中,具有较强的植物毒性,对农作物生长发育构成严重威胁,因此,亟需采取措施降低土壤微塑料的植物毒性。生物炭具有较强的吸附能力,能有效钝化土壤污染物,被广泛应用于污染土壤修复。此外,生物炭在改土增产方面表现出巨大潜力。为了探究生物炭对土壤中PVC微塑料植物毒性的影响,对比分析了单一PVC微塑料暴露以及PVC微塑料和不同浓度生物炭复合暴露条件下生菜的生长指标和生理生化指标。结果表明,单一PVC微塑料暴露下生菜叶片叶绿素含量较对照组显著增加(P<0.01),然而,生菜地下部和地上部生物量却分别降低23.54%和12.04%。这可能是因为PVC微塑料附着在生菜根系表面,诱导根部过氧化氢(H₂O₂)积累并产生氧化损伤,从而影响根系的正常生理功能。向PVC微塑料污染土壤中添加质量分数w为0.5%～2.5%的生物炭,降低了生菜根部和叶片丙二醛(MDA)含量,并使得生菜生物量较单一PVC微塑料处理组有所增加。但是,高浓度(w=5.0%)生物炭加剧了生菜根部的氧化损伤,其对生...     

微/纳塑料对土壤动物的毒性作用：进展与展望

微/纳塑料(MNPs)作为一种新型污染物,在土壤中分布广泛。MNPs能作用于土壤动物而引发生态毒性风险,该文综述了这方面研究的新进展。蚯蚓、线虫和跳虫等常见土壤动物能摄食MNPs,并通过消化和排泄影响MNPs在土壤中分布。MNPs可在个体、组织器官和分子水平上引发土壤动物的毒性效应,如生长发育、运动行为、生殖和神经毒性。MNPs毒性作用与肠道损伤、机体代谢改变、氧化应激和相关基因表达异常等机制相关,并在不同类型和不同尺寸MNPs之间具有差异性。MNPs毒性还与添加剂释放和负载的其他污染物相关联。另外,土壤动物还会作为食物或通过食物链将MNPs传递给人体,引发健康风险。最后,对未来重点研究方向进行了展望。     

微塑料对农田土壤理化性质、土壤微生物群落结构与功能的影响

微塑料作为一种新污染物普遍存在于各类环境介质中,土壤环境中的微塑料污染已受到全球的广泛关注。该研究围绕农田土壤中微塑料污染这一主题,在总结分析国内外最新研究进展的基础上,综述了微塑料对农田土壤理化性质、土壤微生物生物量以及微生物群落结构与功能的影响。通过农业活动等途径进入农田土壤的微塑料会在非生物和生物作用下发生风化和降解,并对土壤理化性质、养分循环和污染物相互作用产生影响,进而影响微生物生物量、微生物群落结构与多样性、土壤酶活性,以及碳、氮循环和污染物降解等土壤生物地球化学过程,且微塑料对上述指标的影响与微塑料自身性质、土壤类型和暴露条件等多种因素有关。最后,对未来土壤微塑料的研究方向做了展望,以期为后续研究提供参考和思路。     

聚氯乙烯微塑料的原位光解老化及其对土壤微生物群落的影响

近年来,微塑料污染越来越受到大众和科研人员的关注.微塑料被报道在水体、土壤和大气中广泛分布,它们在环境中可能受到物理、化学或生物作用而发生老化现象.目前大部分关于微塑料老化的研究都是在水环境中进行的,同时,有关微塑料的老化研究主要采用离线技术进行表征,只能测定微塑料老化前后的结构变化,不能准确认识微塑料界面反应过程,因...     

植物根际微生态区域中铝的环境行为研究进展

铝毒是酸性土壤(pH<5.0)中影响植物生长的重要因素.根系环境中的铝离子可影响矿物营养的获取,增加植物对铝胁迫的风险.植物通过根系分泌有机酸、生物酶和其他物质来解除或减轻铝的毒害.从铝胁迫对根系分泌系统的影响、根际微环境中铝的毒理效应和根际微环境中铝的抗毒机制等3个方面对植物根际微生态区域中铝的环境行为研究进展进行了综述,并对今后该领域的研究方向进行了展望.     

微塑料的人体暴露和健康风险研究进展

由于微塑料分布广泛、难降解、能够长距离迁移、能够作为其他污染物的载体、具有生物持久性、能够通过食物链转移等原因,它们对人体健康潜在的负面影响已成为难以回避的问题。然而,目前关于微塑料的人体健康效应研究仍然较少。微塑料能够通过呼吸道和消化道2种主要暴露途径进入人体,迄今为止有限的体内和体外数据已经表明,塑料颗粒能够穿透人体的组织屏障到达组织器官内部,对人体细胞造成炎症反应、氧化应激以及DNA损伤等负面影响。笔者对不同环境中微塑料对人体的暴露途径进行总结,并基于已有的研究数据讨论了微塑料对人体健康的影响和潜在风险,阐述了环境中的微塑料与其他污染物的联合效应,以期为微塑料的人体健康风险研究提供依据。     

几种固沙植物根际土壤微生物特性研究

研究了红柳、梭梭、沙拐3种固沙植物的根际和根外土壤微生物数量、组成、生理群微生物及土壤养分。结果表明：这3种固沙植物具有较强的根际正效应，其R/S在1.69-75.24之间，以梭梭的根际效应最大，沙拐枣其次，红柳最小，固沙植物的种植显著增加了微生物数量，促进有机质的积累和植物有效养分的转化，有利于流沙的成土发育。表7参9     

微塑料污染现状及其毒性效应和机制研究进展

微塑料(microplastics,MPs)作为一种新型的环境污染物近年来逐渐引起全世界的关注,除了对生态环境的影响,微塑料对生物体的毒性效应及其潜在的健康风险也日益成为环境领域的研究热点.本文基于已有研究,阐述微塑料的污染现况,总结微塑料进入机体的分布,归纳微塑料的生物毒性作用和机制,分析微塑料毒性效应的影响因素,并...     

土壤微塑料对微生物及温室气体排放影响研究进展

由于塑料制品被大量使用,微塑料已广泛存在于土壤环境中,因其具有尺寸小、难降解、可随食物链转移等特性,已成为近年来国内外研究的热点。基于已有研究,讨论了微塑料通过改变土壤理化性质、微生物酶活性和基因功能等方式影响微生物多样性和群落组成以及微塑料降解和代谢活性,并针对土壤微塑料影响CO₂、N₂O和CH₄这3种典型温室气体排放的效应进行详细论述。在综合现有研究进展后针对土壤温室气体排放机制、不同微塑料种类造成的影响、进一步加强实际土壤条件下微塑料认知等方面进行讨论。     

微塑料和多种抗生素胁迫下土壤环境因子的响应特性

为了深入探究微塑料(microplastics,MPs)、抗生素胁迫下土壤环境因子产生的响应特性,以聚乙烯(polyethylene,PE)、四环素(tetracycline,TC)、环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)为研究对象,通过单独、联合施用到土壤中4周后,开展了土壤的理化性质、酶活性、抗生素残留、抗生素抗性菌(antibiotics resistant bacteria,ARB)抗性、抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)、微生物群落的多样性等方面研究.结果显示,施用MPs与抗生素的容重比对照组分别增大了12.3%、16.9%、 21.8%.有机质含量由39.96g·kg^-1变化为53.21g·kg^-1,与对照组相比分别增大了9.16%、12.39%、14.09%、18.47%、32.03%、33.16%、36.04%.阳离子交换量由对照组的44.36 cmol·kg^-1显著变化为62.45 cmol·kg^-1,与对照组相比分别增大了2...     

水环境中微塑料表面细菌群落特征研究进展

微塑料因其比表面积大、难降解等特点,在水环境中长期存在,可作为水环境中微生物的独特栖息地。以细菌群落为主的微生物可定殖在微塑料表面,对生态系统和人类健康产生潜在风险。本文综述了国内外海水、淡水环境中微塑料表面细菌群落特征的研究进展,阐述了微塑料表面细菌群落的研究方法和结构多样性,分析了暴露时间、地点及塑料理化性质对微塑料表面细菌群落多样性的影响,探讨了水环境中微塑料表面细菌群落的生态效应和健康风险。后续研究应采用宏基因组学全面地探究水环境中的“微塑料圈”,并关注远洋、入海口和内陆地表水微塑料表面微生物群落,从全球尺度上探索水环境中微塑料表面微生物群落的定殖规律及其生态效应。此外,鉴于微塑料表面存在降解菌,需进一步明确定殖在微塑料表面的微生物参与微塑料降解的效率及其机制,可为了解微塑料在水环境中的归宿问题提供科学依据。     

土壤生态系统中微塑料的研究现状与进展

微塑料(Microplastics,MPs)作为一种新型污染物,给土壤生态系统带来了一系列负面影响.但是当前对微塑料的研究主要集中于水体生态系统,对于土壤生态系统的研究甚少.因此,通过详述土壤中微塑料的来源、分类、分离检测、分布特征以及微塑料给土壤生态系统带来的危害等问题,总结其对土壤微生物和农作物的影响机制.并且针对...     

生物可降解微纳米塑料生物毒性效应的研究进展与展望

近年来用生物可降解塑料(BPs)替代传统塑料(CPs)被认为是应对塑料污染危机的有效途径。由于BPs比CPs更容易分解成微纳米塑料(MNPs),因此生物可降解微纳米塑料(BMNPs)的生物毒性效应是当前关注的焦点,但相关研究仍处于起步阶段。本文从BMNPs本身、渗滤液及其与其他污染物形成复合污染物3个方面入手,系统总结了BMNPs生物毒性效应的国内外研究进展,重点关注BMNPs与传统微纳米塑料(CMNPs)之间的差异。本文总结的研究显示,与CMNPs相比,BMNPs的生物毒性效应表现为减弱、无显著变化和显著增强的研究结果分别占总研究结果的21%、25%和54%。其中BMNPs的生物毒性效应显著增强主要原因在于,首先BMNPs表面比CMNPs更加粗糙复杂,对被测生物表现出更强的机械性损伤能力。其次,进入生物体内的BMNPs会被生物分解成更小尺寸的塑料,更容易进入生物体的组织和细胞,产生更大的危害效应。此外,BMNPs更容易被微生物所吸收,通过影响微生物的正常生理功能,对相关生物和生态系统造成一系列连锁负面影响。再者,BMNPs在分解、降解和老化过程中能更快地释放出添加剂,并且释放出的某些...     

微/纳米塑料对淡水生物毒性、机理及其影响因素研究进展

微/纳米塑料(MNPs)在全球水环境中被检出,其污染问题已引起科学界和公众的普遍关注.MNPs因其物理化学特性可对水环境生物产生不可预知的危害.本文综述了MNPs对不同营养级淡水生物(藻类、水溞和鱼类)毒理效应的研究进展,阐述了MNPs对淡水生物毒性的作用机理,重点评述了影响MNPs对淡水生物毒性的主要因素,包括直接因...     

微纳米塑料对鱼类的毒性效应及作用机制研究进展

微纳米塑料(MNPs)在水环境中的污染问题已成为全球关注的热点。MNPs因其数量多、粒径小,极易被鱼类误食对鱼体造成危害。本文综述了MNPs对鱼类毒性效应及作用机制,首先阐述了鱼类对MNPs的摄食、富集和转运规律,分析了不同粒径的MNPs对鱼类造成的不同危害,其次重点评述了MNPs对鱼类毒性效应及作用机制,并介绍了MNPs和其他污染物对鱼类的毒性效应,最后展望了MNPs对鱼类的研究趋势。研究MNPs对鱼类毒性效应及作用机制有利于增进对MNPs的生态毒性的认识,为经济鱼类的安全生产和生态稳定提供科学依据。     

土壤中微塑料对重金属吸附作用的研究进展

微塑料可以改变土壤的物理性质,影响土壤功能,吸附重金属形成复合污染物。通过研究归纳土壤中微塑料吸附重金属的吸附机制,并分析了微塑料对重金属吸附能力的影响因素。微塑料对重金属的吸附机制主要是微塑料的表面性质、络合作用、官能团和分子作用力等多种机制并存。影响微塑料吸附重金属能力的因素主要有土壤中重金属性质、微塑料本身性质、土壤环境的pH和盐度、温度及滞留时间等。同时,分析土壤环境中微塑料吸附重金属的吸附机制及其相关影响因素,并展望土壤中微塑料—重金属复合污染物的联合效应,及实际环境条件的复杂特性等,从而为探索土壤中微塑料—重金属的复合污染机理提供参考,以及为农田土壤中风险防控和治理提供依据。     

微塑料的毒理学研究进展——微塑料对微生物、藻类、鱼类和哺乳动物类的毒理学效应

微塑料具有粒径较小和比表面积较大的特征,可吸附包括重金属在内的种类繁多的有毒物质,从而产生联合毒性,对生物可造成组织、细胞和分子水平等不同程度的损害,现有的研究表明微塑料可对微生物、藻类、鱼类和哺乳动物类等造成不利影响。微塑料对生态环境的危害逐渐引起了人们的注意,但目前对于微塑料的毒理学研究尚处于起步阶段。基于国内外已有研究,本文综述了微塑料对典型微生物、藻类、鱼类和哺乳动物类的毒理学影响以及微塑料在食物链中的迁移转化,同时也对未来微塑料的相关毒理学研究提出了一些设想与建议。     

淡水环境中微塑料与生物膜的相互作用及其生态效应研究进展

环境中微塑料正成为威胁全球水生态系统安全的重要新兴污染物之一,受到世界各国的高度重视。微塑料进入淡水环境中,不但表面容易形成生物膜,而且容易与水体中已存在生物膜发生接触。但目前针对淡水中微塑料与生物膜的相互作用及影响研究尚缺乏坚实基础。文章系统综述了淡水中微塑料分布状况、生物膜对微塑料迁移转化的影响、微塑料对生物膜微生物群落结构的影响,揭示了微塑料对生物膜碳氮循环等生态功能的影响与潜在作用机理。微塑料广泛分布在淡水河流湖泊中,生物膜和微塑料之间的相互作用可以显著改变微塑料的性质,进而影响微塑料在水生态系统中的环境行为和归趋。生物膜可以富集微塑料颗粒,增加微塑料沉降的速度和深度,加快微塑料的降解。环境中的微塑料,不但对生物膜起到毒害作用,导致生物膜出现生长减缓等负面影响,还会改变生物膜微生物群落结构,影响微生物酶活性和功能基因丰度等。微塑料可以通过作为生物膜的载体和碳源等途径增强生物膜碳循环功能,但也会导致生物膜因受损而减弱其介导的碳循环功能。微塑料还可以改变生物膜的生存环境、生物膜总量以及氮代谢相关的酶活性和基因丰度,进而影响生物膜氮循环功能。该文提出需在真实水生态条件下,开展生物膜对...