聚乙烯和聚乳酸微塑料對大豆生長和生理生化及代謝的影響

廉宇航,劉維濤,史瑞瀅,王 琦,李劍濤,鄭澤其

聚乙烯和聚乳酸微塑料對大豆生長和生理生化及代謝的影響

廉宇航,劉維濤*,史瑞瀅,王 琦,李劍濤,鄭澤其

(南開大學環境科學與工程學院,污染過程與基準教育部重點實驗室/天津市城市環境污染診斷與修復技術工程中心,天津 300350)

為揭示生物可降解性不同的微塑料對農作物的毒性效應,選擇聚乳酸(polylactic acid 可生物降解)和聚乙烯(polyethylene 難生物降解)微塑料(microplastics)為供試材料,以大豆為供試植物,深入探究了不同暴露水平(0.1%, 1%,/)下兩種不同的微塑料對大豆()生長、光合作用、抗氧化性、營養品質以及代謝方面的影響.結果表明,聚乙烯微塑料(PEMPs)對大豆根部鮮重有促進作用,而0.1%聚乳酸微塑料(PLAMPs)則抑制根部長度.大豆的葉綠素含量在0.1% PEMPs作用下能夠顯著提高. PLAMPs則能夠導致大豆過氧化氫酶(CAT)活性顯著下降,而過氧化氫(H2O2)含量在0.1% PEMPs和1% PLAMPs下顯著升高.此外,微塑料的暴露能夠改變大豆根部中錳、鐵以及銅的含量,其中0.1% PEMPs的效應最為顯著.大豆葉片中的氨基酸代謝在PEMPs的作用下上調,而0.1% PLAMPs則引起有機酸以及糖類代謝下調.綜上,微塑料的植物毒性效應與其生物可降解性及濃度密切相關,低濃度可生物降解微塑料的效應最強.這些發現有望為微塑料的植物毒理研究提供新的方向.

微塑料；植物毒性；光合作用；抗氧化酶；營養品質；代謝物

微塑料是一種新型的環境污染物,其粒徑小、難降解、分布廣的特點已經引起了國內外學者的高度重視[1-3].當前……