不同土壤环境因素对微塑料吸附四环素的影响

为探究不同土壤环境因素对于微塑料吸附抗生素的影响,选用三种常见的微塑料:聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚酰胺(PA),以四环素(TC)代表抗生素,通过批平衡试验来研究微塑料对TC的吸附行为和机理。研究发现,3种微塑料对TC的等温吸附方程均可用Langmuir方程进行拟合,其吸附能力为PEPSPA,最大吸附量分别为0.154、0.086、0.075 mg·g~(-1)。在中性条件下PE对TC的吸附量达到最大,pH对PA吸附TC影响较小,而PS在酸性条件下对TC的吸附量最大,且随着pH增加吸附量逐渐降低。不同浓度的Ca~(2+)和Mg~(2+)会影响微塑料对TC的吸附,且随着浓度的增加,吸附量逐渐降低。富里酸的存在抑制了TC在PE上的吸附,但低浓度的富里酸(1 mg·L~(-1))会促进PA和PS吸附TC。结果表明,不同微塑料对TC的吸附存在显著差异,且不同土壤环境因素明显影响了微塑料对TC的吸附行为,该结果为进一步研究和评估微塑料在土壤环境中的吸附行为奠定了基础。     

河口区淡水与微咸水潮汐湿地CH_4和CO_2的产生速率

通过室内培养试验研究盐度差异对闽江河口短叶茳芏潮汐湿地CH_4和CO_2的产生速率以及土壤理化性质的影响.结果显示,淡水湿地和微咸水湿地土壤CH_4的产生速率分别为0.03~0.76μg·g~(-1)·d~(-1)和0.01~0.22μg·g~(-1)·d~(-1),平均值分别为(0.27±0.06)μg·g~(-1)·d~(-1)和(0.10±0.03)μg·g~(-1)·d~(-1).土壤CO_2产生速率分别为0.44~6.68μg·g~(-1)·d~(-1)和0.64~6.77μg·g~(-1)·d~(-1),平均值分别为(3.03±0.42)μg·g~(-1)·d~(-1)和(3.47±0.41)μg·g~(-1)·d~(-1).淡水湿地土壤CH_4的产生速率显著高于微咸水湿地(P<0.05),而2个潮汐湿地土壤CO_2的产生速率并无显著差异.微咸水湿地的电导率、pH、总碳(TC)、总磷(TP)均极显著高于淡水湿地(P<0.01),总氮(TN)含量显著高于淡水湿地(P<0.05).相关分析显示,土壤CH_4和CO_2产生速率主要受温度、电导率、pH、TC、TN、TP的影响.     

水土环境中微塑料对磷的吸附行为

为了探究微塑料在水体和土壤环境中对磷的吸附特性及不同因素对磷等生源物质在微塑料及土壤中赋存的影响,采用聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)这两种常见的微塑料进行吸附试验。结果表明:疏松多孔的PP拥有比PS更强的吸附性能和更大的吸附容量;两种微塑料的Zeta电位随pH的增加而降低,并且PS和PP的零电荷点(pH_(PZC))分别在pH为5.92和6.45时达到;PP、PS对磷的吸附以单层饱和吸附为主,吸附方式主要为物理吸附,并且吸附过程为放热和熵减的自发反应;微塑料对磷的单位吸附量随pH的增大呈现出先降低后升高的"U型"趋势,且温度的升高不利于PP、PS这两种微塑料对磷的吸附;随土壤中微塑料质量添加比的增加,土壤-微塑料体系对磷的吸附量增大幅度有限。研究表明,不同类型的微塑料其吸附能力存在差异,且环境因素能够对其吸附磷造成明显影响,微塑料的持续性积累对土壤-微塑料体系吸附磷的促进作用十分有限,并且这个促进作用也不会因微塑料的种类不同而产生较大差异。     

春季乌梁素海水体微塑料分布特征及影响因素

为探究春季乌梁素海水体中微塑料的空间分布特征及其影响因素,通过分层取样、显微镜观察、傅里叶红外光谱测定等方法,对春季乌梁素海水体中微塑料的丰度、颜色、形状和种类进行鉴定,并结合当地环境分析不同季节微塑料分布差异的影响因素。结果表明:春季乌梁素海表层水体微塑料丰度为4.8～19.0个·L~(-1),中层水体微塑料丰度为4.6～16.3个·L~(-1),表层微塑料的平均丰度约为中层的1.4倍。表层水中微塑料的形状以纤维(46.6%)为主,中层则以碎片(53.2%)为主,微塑料主要类型为聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET),其中表层水中PE和PS普遍高于中层水,而PET在中层水中丰度较高。乌梁素海水体中微塑料在湖水结冰前和冰盖融化后丰度差异较大且呈现相反的分布模式。研究表明,微塑料在水中垂直分布所受到的影响因素复杂,微塑料的密度是影响其沉降的主要原因,但微塑料的形状、大小和生物作用等会使其密度发生改变,进而影响其沉降。     

华北玉米农田大气/植被界面氨气和铵盐动态变化研究

为系统研究大气/植被界面还原性氮(氨气和铵盐,NHx)的动态变化,选择华北典型玉米农田生态系统,于2016年8月和9月开展了2次综合观测实验,同步采集并测量了植被冠层大气中氨气和铵盐浓度(气溶胶和降水)、玉米叶片和土壤中铵盐含量。结果表明:实验期间(玉米抽穗期和花粒期),植被冠层氨气和铵盐浓度的平均值分别为30.6±6.8μg·m~(-3)和5.9±3.3μg·m~(-3),变化范围分别为21.1~37.6μg·m~(-3)和2.1~8.0μg·m~(-3);降水过程造成植被冠层的气溶胶铵盐浓度下降了75%,这一比例(被降水湿清除的效率)显著高于氨气。玉米叶片中铵盐含量从植株顶端到底部呈现下降趋势,变化范围为0.17~0.25 mg·g~(-1)(抽穗期)和0.74~1.20 mg·g~(-1)(花粒期),且呈现随温度升高而升高的日变化特征。抽穗期植株氨气补偿点为1.9±1.4μg·m~(-3),远低于大气氨气浓度31.4±4.8μg·m~(-3);花粒期植株氨气补偿点52.0±30.7μg·m~(-3),高于大气氨气浓度29.3±11.7μg·m~(-3)。8月10—13日玉米抽穗期,大气活性氮通过降水、气体和气溶胶3种途径输入到农田的总量约25 mg N·m~(-2)·d~(-1),是农田土壤和作物可利用氮的重要来源。农田氮管理中需要充分考虑植被与冠层大气氨的交换过程。     

微塑料对小鼠生长和小肠结构的影响

为了探究微塑料对生物体的生长特性及肠道结构的影响,选取微塑料聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)作为原料,分别按0.3%(3 g kg-1鼠粮)、3%(30 g kg-1鼠粮)两种浓度混合添加于昆白小鼠日粮。饲喂期间记录小鼠的体重、饮食行为,27 d后进行剖检并采集小肠(十二指肠、空肠、回肠)制成石蜡切片观察显微结构。结果表明:对照组与微塑料添加组小鼠饮食与精神状态均正常,对照组小鼠体重在整个饲喂周期内逐渐增加,微塑料添加组在饲喂的前期体重增加,但在后续大部分小鼠体重增长停滞,甚至下降。不论是PE或PS微塑料添加组,整个小鼠体重增长均显著慢于对照组(P<0.01),并呈现浓度依赖性,但两种微塑料相比没有显著差异。肠道显微结构表明,微塑料添加组小鼠出现小肠绒毛肿胀、结构破坏、杯状细胞减少、黏膜下层增生等现象。小鼠摄入微塑料导致小肠显微结构破坏,生长减慢。     

微塑料对樱桃萝卜生长的影响

为探究微塑料对蔬菜生长发育的影响,以菜地土壤中普遍存在的聚乙烯(polyethylene, PE)和聚丙烯(polypropylene, PP)为目标污染物,以根菜类蔬菜樱桃萝卜(Raphanus sativus L. var. radculus pers)为供试蔬菜,基于种子萌发试验和土培试验初步探究了不同粒径、不同浓度的微塑料对萝卜生长发育的影响。结果表明：PE和PP对萝卜种子的发芽率无显著影响,仅5 g·L^-1的PP对萝卜幼苗芽长具有显著(P < 0.05)抑制作用;两种微塑料均能附着在萝卜幼苗根表面,并显著(P < 0.05)抑制幼苗根的伸长,且该抑制作用随着微塑料粒径减小、浓度升高而增强。土培条件下,PE和PP并未影响萝卜叶片光合色素的合成;PE对萝卜叶鲜重、根茎鲜重无显著影响,但PP造成萝卜产量显著(P < 0.05)降低,表明不同类型微塑料对萝卜生长的影响不同。推断其原因是PE和PP对土壤结构和肥力的影响不同,从而导致萝卜的生物量产生了不同的表现。     

大房郢水库表层水和沉积物中微塑料的污染差异研究

为探究大房郢水库表层水和沉积物中微塑料的污染现状及其差异，通过采样、密度提取、显微镜观察和拉曼光谱仪测定等方法，对大房郢水库中微塑料的丰度、类型、大小、颜色和聚合物类型进行鉴定。结果表明：表层水中微塑料的平均丰度为(18.62 ± 7.12) n·L^-1，沉积物中微塑料的平均丰度为(162.00 ± 57.45) n·kg^-1；大房郢水库中微塑料类型以纤维、颗粒和微珠为主，沉积物中微珠的占比高于表层水；50 μm～1 mm范围是表层水和沉积物中占比最高的尺寸类型，其在沉积物中(92.62%)的占比要高于表层水中(84.49%)；沉积物中透明(49.22%)和白色(28.41%)微塑料的占比要高于表层水中，沉积物中黑色(18.66%)微塑料的占比要低于表层水(36.24%)；微塑料主要聚合物类型为聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚丙烯(PP)；沉积物中(27.47%)的PS占比高于表层水中(23.73%)，而PE和PP在沉积物中的占比低于表层水中。使用污染负荷指数(PLI)评估大房郢水库表层水和沉积物中微塑料的生态风险，结果均表明大房郢水库处于Ⅰ级风险等级，表层水中的微塑料PLI值显著高于沉积物。     

微塑料对小麦种子发芽及幼苗生长的影响

为探究微塑料对农作物种子发芽及幼苗生长的影响,选取农业生态系统中普遍存在的3种微塑料[乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)]和小麦种子为实验对象进行种子发芽实验。结果表明:在试验微塑料浓度内,三种微塑料均在低中浓度(500 mg·L~(-1))对小麦种子发芽率有抑制作用,抑制率范围为2.86%～20%,而相较于对照组,在高浓度(1000 mg·L~(-1))时对种子发芽率具有一定的促进。微塑料对小麦种子活力指数抑制作用由强到弱依次为LLDPEEVAPMMA,EVA和LLDPE在低浓度时对种子平均发芽时间促进高于高浓度,且PMMA对小麦种子生长特征无显著影响。微塑料对小麦苗长、根长和干质量均没有显著影响,仅有LLDPE在10 mg·L~(-1)时明显抑制小麦芽长。     

植物修复对石油污染土壤脱氢酶活性的影响

为了解植物修复对石油污染土壤脱氢酶活性的影响,分别设置0、5、10、20、40 g·kg-15个石油污染水平土壤,以沙打旺、草木犀、黄花蒿和紫花苜蓿为修复植物进行盆栽试验,探讨不同石油污染水平下土壤脱氢酶活性特征。结果表明:种植植物后不同浓度石油污染土壤脱氢酶活性在5.4~21.2μg·g~(-1)·h~(-1)之间,都高于对照土壤(4.8~7.9μg·g~(-1)·h~(-1)),植物根系作用对土壤脱氢酶活性具有一定的促进作用;土壤原始石油浓度0~40 g·kg-1范围内,沙打旺、黄花蒿和草木犀修复后,土壤脱氢酶的活性随土壤石油浓度增加而增加,而紫花苜蓿修复后,石油浓度为20 g·kg-1时土壤脱氢酶的活性最大,为13.7μg·g~(-1)·h~(-1);相关性分析得出土壤脱氢酶活性与总有机碳在0.01水平上呈显著正相关,相关系数为0.626;土壤脱氢酶活性与石油残留量间成正相关关系,但相关性都不显著。     

土壤微塑料影响植物生长的因素与机制研究进展

土壤中的微塑料可通过多种方式影响植物生长,并且其在植物体内积累会最终通过食物链进入人体,厘清微塑料对植物生长的影响及机制,有助于系统掌握其在土壤-植物体系中的环境行为。微塑料的赋存状态和理化特征均可影响其对植物的作用效果,本文从粒径、形状、浓度、种类、塑料添加剂和老化程度等方面,梳理了土壤微塑料影响植物生长的主要因素及作用机制,并对未来研究的重点内容提出展望,以期为进一步明晰微塑料对土壤生态系统的影响提供参考。     

微塑料的环境行为及其生态毒性研究进展

微塑料污染已经成为全球关注的环境问题。本文对不同环境介质中微塑料的来源、迁移、分布特征及其对生物体的毒性效应等方面的研究现状进行了系统的总结和评述。微塑料的来源主要包括直接进入到环境中的初生微塑料和大块塑料破裂、分解形成的次生微塑料,其可在大气、水体(淡水和海洋)和陆地环境之间进行迁移。需建立统一的微塑料样品采集、分离和鉴定方法,并结合准确高效的溯源分析技术,进一步探索其环境行为与归趋。微塑料(含自身的添加剂)被生物摄取后会造成物理损伤、引发生物体的行为、生理学和分子学反应,并可能与其他污染物形成复合污染,产生联合毒性效应。通过同位素示踪与分子生物学新技术的联用,重点研究微塑料的生物累积和在食物链中的传递效应,尤其是对人体健康的潜在威胁,以期为微塑料污染的生态风险评估提供理论依据。     

微塑料对外生菌根真菌生长和抗氧化系统的影响

土壤中的微塑料污染及其毒理学效应已逐渐引起广泛关注,但微塑料对外生菌根真菌的毒性研究仍不多见。为此,以彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt)和松乳菇(Lactarius delicious,Ld)作为供试菌株,选用粒径80 nm和4 μm的单分散聚苯乙烯塑料微球(PS-MPs)作为试验材料,采用固体平板法和液体培养法研究不同粒径不同质量浓度(10~300 mg·L^-1)的PS-MPs对外生菌根真菌生长情况、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、组织电导率等指标的影响。结果显示,高浓度(200~300 mg·L^-1)的PS-MPs显著(P<0.05)抑制2株真菌的生长,且粒径4 μm的PS-MPs较粒径80 nm的对两株真菌的生物量表现出更强的抑制作用。随PS-MPs质量浓度的升高,Pt和Ld的超氧化物歧化酶活性始终显著(P<0.05)高于对照,且表现出先升高后降低的趋势。当暴露于2种粒径的PS-MPs之中时,Pt和Ld的过氧化氢酶活性均在300 mg·L^-1处理下最低,且显著(P<0.05)低于对照;而过氧化物酶活性在各处理下均显著(P<0.05)高于对照。与对照相比,PS-MPs处理下,Pt和Ld的MDA含量显著(P<0.05)升高(除10 mg·L^-1 4 μm PS-MPs处理下的Pt和200 mg·L^-1 4 μm PS-MPs处理下的Ld外),可溶性蛋白含量显著(P<0.05)降低(除10、20 mg·L^-1 80 nm PS-MPs处理下的Pt和10 mg·L^-1 80 nm PS-MPs处理下的Ld外),菌丝组织电导率显著(P<0.05)升高。据此推测,PS-MPs对外生菌根真菌的影响机制可能涉及氧化应激反应,且不同菌株对不同粒径PS-MPs的响应不同。研究结果可为揭示微塑料对土壤外生菌根真菌的急性毒性提供依据。     

海洋生物微塑料检测方法及污染现状研究进展

海洋微塑料污染问题是全球研究热点,现有研究表明微塑料在海洋环境中无处不在,对海洋生态的威胁逐渐加重,伴随着海洋食品的兴起,人们也越来越重视微塑料污染对人体健康的危害。本文通过对海洋生物体内微塑料污染情况的概述,系统分析了微塑料对海洋生物造成的影响。主要针对微塑料检测的前处理方法以及组分的鉴定方法展开综述,对不同方法的优缺点进行比较,指出在微塑料检测研究中多种方法综合应用效果最佳。基于现阶段海洋微塑料的研究状况,从科学研究和管控方面讨论了目前研究中存在的问题,展望了未来的研究方向。     

微塑料对农田污染物迁移的促进作用

为探讨微塑料（MPs）在农田系统的污染情况及可能的作用途径，以湖南省湘潭市3个镇的水稻田为研究对象，测定分析了该地区水稻田56个点位的表层土壤中MPs的分布特征，并在水稻成熟后随机选取14个点位收集稻谷，分析了MPs对土壤中双酚A（BPA）与镉（Cd）向稻谷中迁移的影响。结果表明，该地区水稻田中MPs以老化的薄膜、颗粒、碎片、纤维4种形态存在。3个镇的水稻田土壤中 MPs的丰度相似，丰度范围为 48~1 771 个·kg^-1，主要成分为聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC），占比分别为 46.77% 和24.19%，且聚碳酸酯（PC）含量均显著低于苯二甲酸乙二醇酯（PET）含量，二者平均含量分别为2.51 μg·kg^-1和113.35 μg·kg^-1。相对于非解聚土壤，解聚土壤中 BPA含量与稻谷中的 BPA含量呈现出显著的正相关关系（P<0.01），表明随着环境中 MPs老化程度的加重，BPA有二次释放的风险。另外，土壤中Cd的含量也与MPs丰度表现出显著的正相关关系（P<0.001），表明MPs促进了Cd向稻谷中的转移。本研究对全面、客观评估农田系统中MPs的污染水平和健康风险具有参考意义。     

我国西北覆膜农田土壤微塑料数量及分布特征

采集甘肃和陕北9个县区27块长期覆膜农田的81份土壤样品，采用密度浮选分离和加热分析法，并结合显微镜扫描统计微塑料数量和面积。结果表明，西北覆膜农田土壤微塑料含量很高，地块之间差异极大，0~30 cm土层微塑料丰度5.8×10²~1.189×10⁴ pieces·kg^-1，平均（5.09±1.21）×10³ pieces·kg^-1，微塑料面积82~4 155 mm²·kg^-1，平均（1.04±0.20）×10³ mm²·kg^-1，微塑料大小平均0.19 mm²·piece^-1，最大7.11 mm²·piece^-1。按微塑料面积大小将其分为5个组，其中0~0.05 mm²·piece^-1和0.05~0.3 mm²·piece^-1组内的微塑料丰度分别占比38.8%和43.6%、面积分别占比8.7%和36.5%，0.3~0.6、0.6~1.0、>1.0 mm²·piece^-1组内的丰度占比分别为10.5%、4.6%和2.5%、面积分别占比22.1%、16.8%和15.9%，即农田微塑料丰度随颗粒变小而增加。随着地膜覆盖年限增加，土壤中小颗粒微塑料丰度和面积所占比例增加，微塑料大小<0.05 mm²·piece^-1的丰度和面积所占比例覆膜28 a较5 a分别提高了44.9%和85.2%，而>0.3 mm²·piece^-1的丰度和面积占比却明显下降。长期覆膜农田土壤微塑料数量大，随覆膜时间增加颗粒变小丰度增加，土壤潜在污染加重。