华南农业大学资源环境学院教授章家恩团队在国家自然科学基金-广东联合基金重点项目等的支持下，在微塑料生态风险及其与酸雨复合污染研究方面取得新进展。相关成果近日在线分别发表于《危险材料杂志》（Journal of Hazardous Materials）和《整体环境科学》（Science of the Total Environment）。

研究团队通过常规微塑料（聚乙烯、聚丙烯）和生物可降解微塑料（聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、聚己内酯）的对比研究，揭示了生物可降解微塑料对玉米农田生态系统功能的影响与破坏，主要表现为降低土壤细菌和真菌多样性，抑制碳氮磷循环相关酶活性，导致作物生长受限。因此，在农业生产实践中大规模使用生物可降解塑料替代常规塑料存在潜在风险。

同时，研究团队探究了重金属镉、微塑料和酸雨共暴露情景下，水稻幼苗生长特性和转录组的综合响应，并探讨了微塑料和酸雨复合污染对水稻幼苗应对镉毒害的响应机制。

结果发现，在10mg/L的镉浓度下，相比仅添加酸雨或仅加镉的处理，微塑料和酸雨联合处理，减轻了镉对水稻幼苗株高、生物量、根冠比和叶绿素含量的抑制作用以及对根细胞的损伤，显著降低水稻幼苗中活性氧的产生、超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量。由于微塑料吸附镉所产生的“稀释效应”，减少了水培溶液中镉离子的浓度，且较低pH（pH4.0）的酸性环境，对微塑料的zeta电位及其吸附重金属的能力产生影响，增强微塑料与Cd²⁺之间的静电作用，增加其对镉的吸附，减少水稻幼苗中镉的积累，一定程度上缓解镉对水稻幼苗的毒害。

同时，镉、微塑料和酸雨的交互作用显著影响水稻幼苗的干重、根冠比和总叶绿素含量；微塑料和酸雨的联合暴露处理显著影响超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量，对水稻幼苗产生的毒性效应表现出明显的交互作用。转录组学分析进一步证实，微塑料和酸雨联合处理，改变了镉转运相关基因OsNramp5、OsABCG36等的表达，协同影响氧化应激和谷胱甘肽代谢等途径，提高镉胁迫下水稻幼苗的抗氧化能力，表明微塑料、酸雨和镉对水稻的毒性存在互作效应与拮抗作用。

该结果可为深入研究和综合评估农业生态系统在微塑料和酸雨复合污染情景下作物响应重金属镉毒害的多重机制、可能后果及综合风险提供科学依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135129

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175533