资源与环境学院在微塑料与镉交互作用对土壤生态毒性方面取得重要进展

      资源与环境学院“土壤培肥与耕地保育”创新团队在土壤中不同种类微塑料与镉污染土壤交互作用对植物产生生态毒性机制方面取得重要进展。研究成果以“Combined effects of microplastics and cadmium on the soil-plant system: Phytotoxicity, Cd accumulation and microbial activity”为题，发表在环境科学与生态学领域TOP期刊《Environmental Pollution》上（IF=9.988）。        微塑料（MPs）是直径小于5 mm的塑料碎片，广泛存在于海洋、土壤、河流及其沉积物等各种环境介质，且通常与重金属、有机污染物等其他环境污染物共存而产生新的生态效应。土壤中的MPs能够改变土壤微环境，影响土壤理化性质、植物生长发育，并改变土壤微生物的群落组成及代谢活性。MPs具有较强的疏水性和较大的比表面积，很容易与土壤环境中的重金属发生相互作用，从而改变重金属的环境行为，但目前MPs与土壤镉污染在土壤-植物系统中的联合生态毒性仍不明确。
      本文通过盆栽试验，研究了6种不同类型的MPs（PE、PP、老化PE、老化PP、PBAT、PLA）在镉污染土壤中对芥菜生长、镉积累、微生物代谢活性等的影响进行分析，以评价MPs和Cd在土壤-植物系统中的联合生态毒性。研究发现，老化微塑料 PE、PP及可生物降解微塑料PBAT、PLA对芥菜具有生物毒性，导致其叶绿素含量和地上部生物量的降低。种植芥菜显著提高了土壤pH，可生物降解MPs存在时，土壤pH分别增加0.4及0.6个单位。PBAT的存在降低了土壤中可提取态镉及植物中的镉积累。单独种植芥菜能显著提高微生物的代谢活性指标—AWCD值，但6种MPs的添加均能导致AWCD值的降低，表明微塑料抑制了土壤微生物的代谢活性。MPs可明显影响微生物对不同碳源利用活性，添加PBAT可提高酯类和醇类的微生物利用效率，而PLA可提高羧酸类的微生物利用效率。这些结果表明，MPs和镉的共同暴露可能会改变土壤微环境特征，如土壤pH的改变从而影响镉的生物利用率以及土壤微生物群落碳代谢能力的变化。
      我院教师王贝贝博士为论文第一作者，刘世亮教授为通讯作者，硕士生王沛恒、青年教师姜桂英副教授等对该项工作做出较大贡献。该项工作由国家自然科学基金项目（42207023）、河南省自然科学基金项目（222300420191）和河南农业大学拔尖人才项目（30500957）等联合资助。
  原文链接：https://doi. org/10.1016/j.envpol.2023.121960