水体微塑料丰度与氮代谢功能微生物及基因的响应关系

微塑料（MPs）作为新型污染物对水体的污染影响已成为研究热点.为探究淡水环境中MPs丰度与氮代谢功能之间的响应关系,以乌梁素海为研究对象,借助蔡司显微镜检测水体中MPs丰度,并利用宏基因测序分析水体中氮代谢功能菌群及功能基因的分布特征,使用相关性分析法对MPs丰度与氮代谢功能微生物和氮代谢功能基因之间的作用关系进行探讨分析.结果表明,淡水环境中MPs对优势菌门中蓝细菌门和厚壁菌门的影响更高,MPs的存在会促进其富集和生长;优势菌属中对分枝杆菌属的促进和对Candidatus_Planktophila的抑制更明显,进一步说明在淡水环境中MPs会通过影响微生物群落而影响氮正常代谢,并且碳氮固定和反硝化等途径是MPs影响氮代谢的重要途径.从氮代谢功能基因角度分析,发现MPs丰度对硝化（pmoA-amoA、pmoB-amoB、pmoC-amoC）、反硝化（nirK、napA）和异化硝酸盐还原（nrfA）过程中部分功能基因存在显著影响（P < 0.05）,并且MPs丰度对氮代谢相同途径不同功能基因的影响存在差异性,因此MPs在水环境中的影响非常复杂,对水环境的危害不容忽视.     

土地利用对洱海罗时江小流域土壤微塑料污染的影响

土壤环境中微塑料污染受到广泛关注,但小流域尺度下不同土地利用方式对微塑料污染影响的认识相对不足.以洱海北部罗时江小流域为研究对象,分析耕地、河岸带、草地和林地土壤中微塑料污染特征,利用聚合物风险指数法评估4种地类土壤的污染风险,探讨土地利用对土壤微塑料污染的影响.结果表明：①罗时江小流域土壤微塑料丰度在220~1 900 n·kg^-1之间,平均丰度为（711 ± 55）n·kg^-1,主要聚合物类型为聚酯（PES,32.52%）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET,21.95%）,粒径集中于0.5~2 mm（61.89%）,超过75%的微塑料为纤维状,颜色以透明为主（58.50%）.②小流域土地利用方式决定土壤微塑料的丰度和污染特征,人类活动强度更大的耕地[（885 ± 95）n·kg^-1]和河岸带[（837 ± 155）n·kg^-1]土壤微塑料丰度显著高于林地[（491 ± 53）n·kg^-1]（P<0.05）,薄膜和碎片状微塑料主要赋存于耕地土壤,微塑料聚合物类型和颜色种类也以耕地土壤最为丰富.③耕地土壤微塑料风险指数等级（Ⅲ级）高于其余3种地类（Ⅰ级）.研究表明,小流域内人类活动强度越大的土地利用方式,其土壤微塑料赋存特征越复杂,聚合物类型更丰富,潜在污染风险越高,应加强对耕地土壤微塑料污染的管控.     

PE-Cd复合污染土壤中Cd释放迁移特征及机制

微塑料广泛分布于土壤环境中,不仅改变了土壤的理化性质还可富集重金属等污染物,进而影响它们在环境中的归趋.目前,有关微塑料对土壤中重金属运移影响的作用机制尚不清晰.选取聚乙烯（PE）微塑料和Cd为研究对象,在明确PE对Cd²⁺吸附作用机制的基础上,通过土柱淋溶实验研究了不同离子强度和类型（Ca²⁺、Na⁺）下,PE含量和粒径对土壤中Cd释放迁移行为的影响.结果表明,PE对Cd²⁺的吸附能力随粒径的增大而降低,以物理吸附为主,受颗粒内扩散过程控制.PE对Cd释放迁移的影响与CaCl₂浓度有关,高离子强度下（0.05 mol·L^-1和0.1 mol·L^-1）,PE促进了Cd²⁺的迁移,Cd²⁺的出流浓度分别由6.48 mg·L^-1和16.79 mg·L^-1升高到7.12 mg·L^-1和23.45 mg·L^-1;低离子强度下（0.01 mol·L^-1）抑制了Cd的迁移,Cd²⁺的出流浓度由0.66 mg·L^-1降低至0.57 mg·L^-1; 且PE添加量越大,促进或抑制作用越显著.同时,Cd的释放迁移也受PE粒径和含量的影响,当添加量较小（1%、4%）时,大粒径对Cd²⁺迁移的促进效果更加显著;而当添加量较大（7%和20%）时,小粒径更易促进Cd²⁺的迁移.当淋溶液为NaCl时,土壤的渗透性显著降低,PE对Cd的迁移无显著影响,但改变了土壤团聚体的稳定性.总之,微塑料改变了土壤中Cd的释放迁移行为,作用结果不仅与微塑料的粒径和含量有关,还受土壤溶液化学性质的影响.     

长江流域微塑料污染特征及生态风险评价

长江作为我国第一大河流,其流域微塑料污染状况尚未得到全面研究.为此,针对流域尺度建立微塑料综合调查评价体系,以探明长江流域微塑料空间分布与组成特征,解析其影响因素,评价其生态风险.结果表明,研究区域微塑料丰度范围为21~44 080 n·m^-3,平均丰度为4 483 n·m^-3.在其空间分布上,支流高于干流（赣江除外）,其中岷江流域成都段是微塑料检出丰度最高的支流地区.流域微塑料尺寸集中在0~1 mm,形状以纤维和碎片为主,颜色以彩色（有色）和透明为主.进一步引入微塑料多样性指数,发现辛普森指数和香农-维纳指数均能量化流域微塑料特征组成的多样性,但二者变化趋势存在一定差别.回归分析显示,人类活动与微塑料丰度呈显著正相关（P<0.05）,8种人类活动因子中民用汽车保有量和旅游收入与微塑料丰度相关性最强,说明交通运输业和旅游业是影响微塑料分布的主要因素.从微塑料的潜在生态风险指数来看,长江流域微塑料具有一定的生态风险,68.97%的区域属于Ⅲ级和Ⅳ级风险区,其中太湖微塑料生态风险应受到更为广泛地关注.     

微塑料的老化技术、特征及其毒性效应研究进展

环境中的微塑料通常会受到紫外辐照、热辐射、化学氧化、生物降解等环境因素的影响,进而经历光老化、热老化、化学老化、生物老化等过程,并且其物理化学性质均发生一定程度的改变.环境中微塑料的自然老化过程需要很长的时间,极大限制了对老化微塑料的研究.本文综述了微塑料的实验室加速老化技术,包括紫外老化、化学老化和生物降解等技术,阐述了老化后微塑料的表面形貌与官能团的变化及对吸附污染物的影响,并总结了老化微塑料对生物的发育毒性、生殖毒性、神经毒性和氧化应激等效应.本文旨在使人们更了解微塑料实验室加速老化技术及其对生物的潜在风险效应.     

我国沿海机动车轮胎磨损橡胶微粒释放量初步估算

环境微塑料是当前环境领域关注热点,并被列为环境与生态科学研究领域的关键科学问题。机动车轮胎因与路面摩擦而向环境不断释放橡胶微粒,因此,机动车轮胎经摩擦释放的橡胶微粒被认为是环境微塑料主要初生源之一。基于我国公路总里程位居世界首位和机动车保有量占世界第二的实际情况,以2016年为基准年,采用经验公式方法估算了我国沿海地区机动车轮胎释放的橡胶微粒水平。结果表明,我国沿海机动车轮胎摩擦释放橡胶微粒量为189 965.91 t,其中广东省释放量最高,占全国沿海省(市)释放总量的24.09%以上,而广西省释放量最小,占比为1.41%。另外,土壤是轮胎橡胶微粒的主要释放去向,橡胶微粒对土壤环境产生的潜在影响需及早引起关注。     

水生生态系统中微塑料对微藻的生态毒理效应研究进展

作为一种新污染物,微塑料引起的环境问题日益严重,引起的生物效应和健康风险备受关注。微塑料粒径小,比表面积大,易成为各种污染物的载体,影响水生生物的生长繁殖或沿食物链传递,从而威胁到水生生态系统的安全。然而微塑料对水生生物的毒性作用机理尚不明确,因此,微塑料对水生生态系统的影响在很大程度上仍然是未知的。微藻是水生食物链的基础,是水生生态系统的基本组成部分,也是实现多种生态系统功能的关键生物,了解微塑料对微藻的生态毒性效应有助于评估其生态风险。本文基于已有研究,通过个体-种群-群落-生态系统等不同尺度综合论述微塑料对微藻的生态毒理效应,解析微塑料对微藻毒性作用的影响因素,包括浓度、粒径、形状、表面电荷和添加剂等。在此基础上,提出当前领域存在的问题和未来研究的重点方向。期望能为今后的微塑料毒性作用研究提供理论基础和数据参考。     

微塑料和纳米塑料对胃肠道及肝脏的毒性效应机制研究进展

由于塑料制品的大量生产和使用,其废弃物降解产生的微塑料(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。持续的老化会使微塑料降解为纳米塑料(nano-plastics, NPs),在进入人体后增加对细胞的危害,因此微塑料和纳米塑料对人体产生的毒性效应及健康危害也日益成为环境领域的研究热点。本文基于已有研究,重点阐述了人体内微塑料和纳米塑料沉积对胃肠道产生氧化应激、炎症及细胞凋亡相关毒性效应的机制,以及造成肝脏糖脂代谢紊乱的潜在机制,为进一步开展微塑料和纳米塑料的毒性效应机制研究和人体健康风险评估提供理论依据。     

不同温湿度条件下微塑料对小麦幼苗生长和生理的影响

微塑料污染作为全球性环境问题,仍有诸多具有挑战性的前沿科学问题有待解决。植物对微塑料的吸收和响应方面研究已有诸多报道,但关于影响植物吸收微塑料的环境因素研究仍非常有限。基于室内水培条件,研究了不同温湿度条件(高温低湿,30℃、相对湿度55%;低温高湿,10℃、相对湿度85%)下,小麦幼苗(Triticum aestivum)对亚微米级(0.2μm)聚苯乙烯(polystyrene, PS)微球吸收的量化特征。进一步基于形态学指标、光合作用指标和生化指标,分析小麦吸收微球后生长与生理状态的变化。结果表明,随着PS微球暴露浓度的增加,其在小麦体内的积累量成比例地显著增加。在高温低湿环境中,PS微球会抑制小麦根系生长和小麦茎叶中的过氧化氢酶活性,高浓度(200 mg·L^-1)PS微球可显著降低叶绿素b含量,并显著增加小麦茎叶中超氧化物歧化酶活性和小麦根中丙二醛含量;而在低温高湿环境中,高浓度PS微球可显著增加小麦茎叶丙二醛含量,但对小麦光合作用和抗氧化酶活性无显著影响。综上,研究结果证实小麦对微塑料的吸收及微塑料的植物毒性效应与小麦生长环境和PS微球暴露浓度密切相关。研...