APTES接枝增强污泥基生物炭微塑料吸附性能：结合个体结合与聚集限域机制

《Journal of Hazardous Materials》：Insights into enhancing microplastics adsorption of sludge-based biochar by APTES grafting: Combining individual binding and aggregation confinement

本文揭示了Ca(II)通过激活蓝藻诱导碳酸盐沉淀（CICP）通路形成方解石防御系统，显著缓解微塑料（MPs）对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的光合损伤和代谢干扰。研究发现Ca(II)促进32.3–34.7%的MPs固定化，降低细胞暴露水平，为水生生态系统微塑料污染治理提供新视角。

　　

Highlight

毒理学指标

CK组（95.65%）和CK-Ca组（94.23%）的正常细胞比例显著高于LMPs组（81.63%）。添加Ca(II)后，LMPs-Ca组的正常细胞比例提升至87.62%（图1b）。LMPs和HMPs组的细胞密度分别为0.152×10⁶/mL和0.062×10⁶/mL，均显著低于CK组（图1c）。但与Ca(II)共暴露后，LMPs-Ca组（0.189×10⁶/mL）和HMPs-Ca组（0.111×10⁶/mL）的生物量显著高于对应MPs暴露组。

Ca(II)降低MPs对蓝藻的毒性作用

铜绿微囊藻的正常细胞数量和总生物量直接反映其对生长环境的耐受性。MPs暴露下正常细胞比例下降（图1b）和生物量减少（图1c）表明环境胁迫作用，且高浓度MPs效应更显著。Ca(II)添加后，LMPs-Ca和HMPs-Ca组的正常细胞比例和生物量均较相应MPs组显著提升。

结论与展望

本研究证实MPs对水生环境中铜绿微囊藻产生有害影响。MPs暴露通过干扰葡萄糖苷生物合成、2-氧代羧酸代谢及光反应过程破坏生长代谢，诱导细胞氧化应激并抑制生理活性。Ca(II)可激活铜绿微囊藻的CICP作用产生CaCO₃矿物，其形成过程能吸附并固定水体中游离MPs颗粒。