综述：水体环境中蓝细菌与新兴污染物的相互作用

《Aquatic Toxicology》：Interactions between Cyanobacteria and Emerging Contaminants in Aqueous Environments

本综述创新性地从双向视角系统阐述了水体环境中蓝细菌与新兴污染物（ECs）的相互作用关系，不仅关注抗生素、内分泌干扰物（EDCs）、持久性有机污染物（POPs）和微塑料（MPs）等ECs对蓝细菌生长、形态及产毒的（影响），更深入探讨了蓝细菌对ECs的生物吸附、降解与转化潜能，为利用蓝细菌进行环境修复提供了新思路。

　　

蓝细菌是一类具有35亿年演化历史的单细胞原核光自养生物，常见种类包括微囊藻、鱼腥藻、聚球藻和念珠藻等。它们广泛存在于自然界，尤其是在水生环境中，甚至在盐湖和热泉等极端环境中也展现了极强的适应性。作为关键微生物类群，蓝细菌对初级生产力、生态系统稳定性和氮固定至关重要，同时也是水体富营养化的指示生物，并参与废水处理和环境的自净过程。

新兴污染物（ECs）是一类具有毒性、持久性和生物累积性的化学品，对环境和人类健康构成重大风险，但由于其“新兴”特性及毒理学研究尚不完善，目前监管不足。主要的ECs包括抗生素、内分泌干扰物（EDCs）、持久性有机污染物（POPs）和微塑料（MPs）。这些污染物被排放到水生态系统中，不可避免地干扰浮游植物群落的平衡。

^{Meta-analysis}

文献计量分析揭示了蓝细菌与ECs研究的热点趋势，其中“生长”、“去除”、“毒性”和“暴露”等关键词与“蓝细菌”高度相关，表明相关研究主要聚焦于这些主题。

^{Cyanobacteria and antibiotics}

环境中抗生素的浓度因广泛使用和不合理处置而迅速增加。作为水环境中的优势微生物，蓝细菌逐渐适应抗生素环境以求生存和繁殖，并通过水平基因转移自发突变产生抗生素耐药基因（ARGs）。同时，蓝细菌对抗生素表现出浓度依赖性的响应，低浓度可能刺激生长，而高浓度则抑制生长并影响光合作用等生理过程。

^{Cyanobacteria and trace organic contaminants (TOrCs)}

EDCs和POPs作为痕量有机污染物（TOrCs），具有含量低、环境持久性和生物累积性等特点。它们能够干扰蓝细菌的内分泌系统，影响其生长和代谢。蓝细菌则能够通过生物吸附和生物降解作用去除这些污染物，例如某些蓝细菌物种对双酚A（BPA）和全氟化合物（PFCs）表现出降解能力。

^{Cyanobacteria and MPs}

微塑料（MPs）作为ECs的一种，为蓝细菌提供了附着栖息地，改变了其生存条件，并可能影响生态系统的多功能性。纳米塑料（NPs）因其尺寸更小，可能对蓝细菌造成更显著的毒性效应，如诱导氧化应激。同时，附着在MPs上的蓝细菌生物膜可能影响MPs的迁移和归趋。

^{Sorption and degradation of antibiotics by cyanobacteria}

蓝细菌因其高吸附能力和降解效率而具有巨大的抗生素处理潜力。研究表明，铜绿微囊藻能在14天内完全降解6-14 mg/L的氨苄青霉素，海洋聚球藻能有效吸附磺胺甲噁唑。蓝细菌对抗生素的去除机制涉及生物吸附和生物降解。

^{Environmental implications}

蓝细菌对ECs的响应表现出浓度依赖性特征。适宜浓度的ECs可能有益于蓝细菌生长，提高其固氮能力，但同时也可能加剧水体富营养化，带来生态风险。蓝细菌产生的内分泌干扰毒素和ARGs进一步增加了环境复杂性。另一方面，蓝细菌对ECs的去除能力为其在环境修复中的应用提供了潜力。

^{Conclusions and prospects}

ECs在自然环境中的广泛检出对生态系统构成潜在威胁。本综述全面分析了近年来水体环境中蓝细菌与ECs（包括抗生素、EDCs、POPs和MPs）之间的复杂关系，特别聚焦于双向相互作用的视角。未来研究需要更深入地阐明相互作用的分子机制，评估真实环境条件下的生态风险，并探索利用蓝细菌进行ECs生物修复的可行性和安全性。