東北地理所在微塑料影響蚯蚓吸收多環(huán)芳烴的研究中取得進(jìn)展
微塑料（MPs）是直徑小于5mm的塑料碎片，廣泛存在于水環(huán)境和海洋生物中。它們可以通過農(nóng)膜降解、污水灌溉、施用污泥和有機(jī)肥等途徑進(jìn)入土壤。MPs會影響環(huán)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(jī)污染物的影響仍不清楚。
中科院東北地理所環(huán)境生態(tài)學(xué)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(huán)芳烴菲的影響及其機(jī)理。研究結(jié)果表明，較大粒徑的MPs（10和100μm）在第一周促進(jìn)了蚯蚓對菲的積累，而100nm的MPs抑制了蚯蚓體內(nèi)菲的降解。結(jié)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(nèi)積累最多并對蚯蚓體腔細(xì)胞的DNA損傷最嚴(yán)重。生物標(biāo)志物及其mRNA表達(dá)水平表明，大粒徑的MPs對蚯蚓的損傷更嚴(yán)重，從而導(dǎo)致蚯蚓在實(shí)驗(yàn)初期對菲的積累增加。此外，高通量測序結(jié)果表明，納米MPs顯著降低了蚯蚓腸道內(nèi)菲降解菌的豐度，從而導(dǎo)致菲的殘留濃度最高。本研究闡明了MPs的粒徑效應(yīng)及其對陸生生物積累有機(jī)污染物的影響。
圖1. 菲 (A)和熒光微塑料(B)在蚯蚓體內(nèi)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(xì)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(xì)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(fā)表在環(huán)境領(lǐng)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(xué)基金項(xiàng)目(41977336),吉林省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20200201043JC)以及中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)研究項(xiàng)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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