《武汉植物园在微塑料和重金属复合污染研究中取得新进展》

  • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: lifs
  • 发布时间:2020-12-21
  • 微塑料正逐渐在世界范围内广泛传播,成为水环境中普遍存在的环境污染物。微塑料由于其独特的理化性质,被认为是环境污染物的强吸附剂,并可能影响污染物在环境中的迁移和毒性。此外,当含有污染物的塑料颗粒被生物体吸收时,吸附在表面的污染物可能被解吸,从而对生物健康产生潜在威胁。   武汉植物园博士研究生苑文珂利用批次实验的方法研究了重金属铅、铜、镉和镍在10和50微米聚苯乙烯微塑料颗粒上的吸附动力学和吸附等温线,并进一步探讨了不同金属离子在微塑料上吸附行为的差异。最后,以大型溞为生物模型进行了急性毒性实验,评估了微塑料和重金属的复合毒性效应。研究结果表明,较小的微塑料颗粒对金属离子的吸附能力更高,微塑料对重金属的吸附亲和顺序为铅>铜>镉>镍。伪二阶模型和朗缪尔模型能够较好地描述吸附动力学和吸附等温线。此外,研究发现微塑料的剂量和颗粒大小都是影响微塑料和重金属对大型溞的复合毒性的重要因素。随着微塑料浓度的增加,重金属和微塑料的联合作用有由拮抗作用向加成作用转变的趋势,而小粒径微塑料的毒理学风险更高(图1)。该研究比较了微塑料对多种重金属的吸附行为, 并发现微塑料复合污染的潜在危害可以利用污染物之间的相互作用关系来解释。   相关研究成果以“Toxicological effects of microplastics and heavy metals on the Daphnia magna”为题,发表于国际学术期刊Science of the Total Environment上。上述研究得到国家重点研发计划(2018YFD0900604)等项目的支持。   论文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141254

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  • 《武汉植物园在微塑料和重金属复合污染对蚯蚓毒性效应研究取得进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-11-24
    •  微塑料(MPs)是指粒径在0.1~5 mm之间的塑料碎片或颗粒,不论是在水体还是陆地环境都被广泛报道。由于MPs可能直接或间接被摄入生物体内,因此对MPs潜在的生态系统功能和人类健康的负面影响受到很大的关注。MPs独特的表面特征使其能与环境中多种污染物相互作用,比如其能同重金属污染物发生吸附/解吸附作用,成为其它污染物进入生物体内的载体。由于动物肠道表面活性剂的存在,这些吸附到微塑料表面的重金属在生物体内容易发生解吸附,这一过程可能导致更高的生态风险。目前,对MPs和重金属协同污染的生态风险尚不清晰。   武汉植物园博士生周艳飞进行了微塑料和重金属复合污染对蚯蚓毒性效应研究,以聚丙烯微塑料 (PP) 和镉 (Cd2+) 为实验材料,研究了多个MPs和镉浓度处理对蚯蚓的毒害效应。结果发现,单独暴露于微塑料(>300 mg·kg-1)或同时暴露于微塑料与镉环境下42天后蚯蚓生长速率下降,死亡率升高,微塑料暴露蚯能引起蚯蚓氧化损伤,并且镉的存在加速了微塑料的不良反应。此外,蚯蚓体内微塑性积累量达4.3~67.2 particles·g-1,塑料颗粒积累使蚯蚓体内镉的积累量增加9.7%~161.3%。该研究表明土壤环境中的微塑料能作为重金属污染物的运输载体或是以一定方式增加重金属镉对土壤动物的生态毒理效应。   研究结果以Ecotoxicological effects of microplastics and cadmium on the earthworm Eisenia foetida为题,发表于国际学术期刊Journal of Hazardous Materials。周艳飞为论文第一作者,华南农业大学海洋科学学院王俊教授为论文通讯作者。研究工作得到了国家重点研究发展计划资助项目(2018YFD0900604)、广东省高校珠江学者资助计划(2018)、中国科学院中非联合研究中心(Y623321K01)的支持。
  • 《武汉植物园在微塑料复合污染的生态风险研究取得进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-08-05
    • 微塑料是指粒径小于5 mm的塑料碎片或颗粒,其广泛存在于水体和陆地环境中。微塑料能被生物直接或间接摄入体内并在食物链上传递和富集,对生态系统功能和人类健康都造成了严重威胁。微塑料的表面经常与重金属等污染物发生吸附作用,成为其它污染物进入生物体内的载体。由于动物肠道表面活性剂的存在,这些吸附到微塑料表面的重金属在生物体内容易发生解吸附,这一过程可能导致更高的生态风险。目前,不同环境条件下微塑料表面重金属的解吸附行为及其生态风险尚不清晰。   武汉植物园博士生周艳飞在微塑料复合污染对蚯蚓毒性效应的前期工作基础上(Zhou et al. 2020. Journal of Hazardous Materials, 392: 122273),以五种微塑料(PA、PVC、PS、ABS和PET)为对象,进一步研究了微塑料对重金属镉的吸附能力以及镉在不同环境介质中的解吸附行为。结果发现,聚酰胺微塑料(PA)具有最强的镉吸附能力,微塑料对镉的吸附能力受水体pH、腐殖酸以及其他重金属离子如铅浓度的影响。水体中腐植酸的存在会促进了镉从微塑料表面解吸附,在动物肠道内镉的解吸率为36.9?59.9%(图1),远高于底泥环境中的镉解吸率(6.9?18.7%)。该研究表明自然环境中的微塑料被动物摄食后,微塑料表面的重金属污染物存在较大的解吸附率以及生态风险。   研究结果以Adsorption mechanism of cadmium on microplastics and their desorption behavior in sediment and gut environments: The roles of water pH, lead ions, natural organic matter and phenanthrene 为题,发表于国际学术期刊Water Research。周艳飞为论文第一作者,刘文治研究员为论文通讯作者。研究工作得到了中国科学院青年创新促进会(2017388)的支持。