中科院生态中心胡承志团队WR:聚乙烯微塑料对水-植物-沉积物系统营养循环的影响



不断增加的微塑料(MP)污染及其对水生系统的影响已成为一个全球性问题然而,MPs对生物地球化学循环的影响知之甚少。 本研究通过模拟实验,分析了聚乙烯(PE)微塑料对沉水植物形态、生理和化学计量特征(C、N、P)的影响,并探讨了其对淡水沉积物营养循环和微生物群落的影响。


不同培养期内,暴露于PE - MPs的植物根系周围O2二维空间分布的变化


研究结果表明,PE-MPs处理显著降低了苦草叶片的氮和碳含量。1%的PE-MPs抑制了苦草的株高、总生物量、根系活性和相对生长速率。在1-6天之间,1%PE-MPs处理组与对照组相比,溶解氧(DO)浓度下降19.93–40.26%,且沉积物向上覆水释放的氮和磷减少。PE-MPs的加入显著改变了与氮循环相关的酶(氨单加氧酶和硝酸盐还原酶)的活性,同时改变沉积物中微生物群落的组成和代谢特性,改变了植物的生长和营养循环。这些发现有助于评估PE-MPs对水-植物-沉积物系统和淡水生态系统生物地球化学循环的影响。


第9天,DGT测定的沉积物-水界面中有效态P和S浓度的二维空间分布


第18天,DGT测定的沉积物-水界面中有效态P和S浓度的二维空间分布


塑料污染导致淡水系统中PE-MPs浓度的增加,对水生植物造成了巨大的压力,影响了水-沉积物-植物系统中的营养物循环过程,造成生物量、元素组成、植物毒性、元素形态和生理功能的变化。


本研究结果表明,PE-MPs可显著影响淡水生态系统中植物的生长、微生物结构和功能以及营养循环。因此,微塑料被水生植物拦截后沉积在沉积物中可能对水生生态系统构成潜在威胁。未来的研究应关注不同的生态因素,如温度或沉积物类型,是如何影响生态系统结构和功能的。


Yu HW, Liu MM, Gang D. et al., 2022. Polyethylene microplastics interfere with the nutrient cycle in water-plant-sediment systems, Water Research, Volume 214, 118191, ISSN 0043-1354, https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118191.


文章链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135422001543?via%3Dihub



文章分类: 技术进展
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