東北地理所在微塑料影響蚯蚓吸收多環芳烴的研究中取得進展
微塑料(MPs)是直徑小于5mm的塑料碎片,廣泛存在于水環境和海洋生物中。它們可以通過農膜降解、污水灌溉、施用污泥和有機肥等途徑進入土壤。MPs會影響環境中其它污染物的行為,并對生物體造成有害影響。迄今為止,不同粒徑MPs對陸生無脊椎動物積累有機污染物的影響仍不清楚。
中科院東北地理所環境生態學科組研究人員以赤子愛勝蚯蚓為研究對象,研究了聚苯乙烯MPs對蚯蚓積累和降解多環芳烴菲的影響及其機理。研究結果表明,較大粒徑的MPs(10和100μm)在第一周促進了蚯蚓對菲的積累,而100nm的MPs抑制了蚯蚓體內菲的降解。結果表明,微米級MPs與菲共存的條件下對蚯蚓造成更高的遺傳毒性,10μmMPs在蚯蚓體內積累最多并對蚯蚓體腔細胞的DNA損傷最嚴重。生物標志物及其mRNA表達水平表明,大粒徑的MPs對蚯蚓的損傷更嚴重,從而導致蚯蚓在實驗初期對菲的積累增加。此外,高通量測序結果表明,納米MPs顯著降低了蚯蚓腸道內菲降解菌的豐度,從而導致菲的殘留濃度最高。本研究闡明了MPs的粒徑效應及其對陸生生物積累有機污染物的影響。

圖1. 菲 (A)和熒光微塑料(B)在蚯蚓體內的含量。不同字母表示差異顯著(p < 0.05)。

圖2. PS-MPs暴露21天后,蚯蚓體腔細胞的彗星圖像(A)和CAT基因相對量(B)。不同字母表示差異顯著(p < 0.05)。
圖3. 不同處理間蚯蚓腸道和土壤細菌在門水平上的相對豐度。相對豐度<1%的類別被歸類為“其他”。
研究成果發表在環境領域Top期刊Journal of Hazardous Materials(IF=9.038)上。本研究第一作者為博士生徐光輝,通訊作者為于泳研究員。該研究得到了國家自然科學基金項目(41977336),吉林省自然科學基金項目(20200201043JC)以及中國科學院戰略性先導研究項目(XDA23070502)的共同資助.
論文信息: Guanghui Xu, Yang Liu, Xue Song, Ming Li, Yong Yu*. Size effects of microplastics on accumulation and elimination of phenanthrene in earthworms. 2021, 403, 123966.
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