菜里有「毒」：研究揭示作物吸收微塑料通道與機制
來源： BioArt植物
近期，中國科學院煙台海岸帶研究所李連禎副研究員、駱永明研究員等在作物吸收微塑料通道與機制領域取得了重要進展，研究成果以「作物對亞微米塑料的有效吸收」為題於7月13日發表在Nature Sustainability上。
塑料垃圾是我們生活之中最常見的一種環境污染物質，塑料污染正成為整個地球表層生態系統最嚴重的威脅之一。海洋中小於5毫米的微塑料越來越被人們知曉，我們日常食用的海產品、鹽、啤酒和自來水以及呼吸的空氣中也發現存在大量的微塑料。但對於陸地生態系統中微塑料的了解甚少。土壤中的微塑料可能是一個更嚴重的環境問題，污泥和塑料地膜是土壤微塑料的兩大來源。污水處理廠收集的生活污水、工業廢水和雨水也都含有塑料。水體中和大氣中的微塑料都可能導致土壤中微塑料的積累。
污泥和塑料地膜是潛在微塑料污染來源（攝影：李健於 洪麗 李連禎）
先前科學家一致認為微塑料在日常食用的蔬菜和農作物之中是「不可能」存在的，因為植物根系表皮的孔隙非常小，而塑料微粒都比較大。然而，由駱永明研究組完成的最新的研究顯示，通過廢水水培試驗和模擬廢水灌溉的沙土培養試驗，發現尺寸在亞微米級甚至是微米級的塑料顆粒都可以穿透小麥和生菜根系進入植物體，並能在蒸騰拉力的作用下通過導管系統隨水流和營養流進入作物可食用部位。研究團隊發現，大約兩微米甚至更大的塑料微粒也可以進入植物中。由於塑料顆粒本身具有較強的粘附性，很容易被植物根系分泌的多糖粘液所「捕獲」。此外，塑料顆粒本身也具有一定柔韌性，它們或可能在受到擠壓力的作用下進入到狹小的根部質外體空間，進一步滲透進入根系皮層組織甚至到達導管組織中。同時，該研究小組還發現了另一種塑料顆粒進入植物體的通道與機制：在植物新生側根邊緣存在狹小的縫隙，塑料顆粒可以通過該「通道」跨過屏障而進入根部木質部導管並進一步傳輸到莖葉組織。對於進入到植物體的微塑料確切含量，研究小組正在開展研究，以定量化表徵更多信息。
生菜根（左圖a和b）和葉（左c）中的0.2 μm聚苯乙烯塑料微球以及小麥幼苗根（右圖a-d）和莖（右圖e， f）、葉（右圖g， h）中的2.0 μm聚苯乙烯塑料微球
環境掃描電鏡顯示小麥新生側根的生出導致在主根周邊產生明顯縫隙
真實環境中發生植物吸收富集微塑料是非常令人擔憂的，這也意味著微塑料可能通過食物鏈傳遞而存在於我們所食用的肉類和奶製品中。我們目前還不了解攝入微塑料如何影響我們的健康，需要對微塑料攝入的健康效應開展研究。但即使攝入微塑料沒有明顯的副作用，由於塑料中含有害的化學添加劑（如增塑劑、阻燃劑等），這可能會產生長期的不良影響。另外，除了可能產生人體健康風險外，從農業環境可持續性發展的角度考慮，也亟需對塑料垃圾的堆放及微塑料向環境的排放進行有效監控。
生菜和小麥吸收和傳輸微塑料顆粒的過程及其在食物鏈中傳遞路徑
值得一提的是，Nature Sustainability還同期刊發德國柏林自由大學著名土壤生態學家Matthias C。 Rillig的評述文章，專門對該研究進展進行了詳細介紹和高度評價。他認為這項工作標誌著陸地生態系統微塑料研究的重要里程碑。論文被接受後，應Nature Research Sustainability Community邀請，論文第一作者李連禎副研究員和通訊作者駱永明研究員為「Behind the Paper」專欄撰寫了題為「Crop plants are taking up microplastics」的文章。
該研究由中國科學院煙台海岸帶研究所與南京土壤研究所合作完成，得到了國家自然科學基金委項目、中科院前沿科學重點研究項目等項目的資助。
