综述：微塑料和纳米塑料对植物辅助生物修复污染土壤效果的影响：综述

《Science of The Total Environment》：Effects of micro and nanoplastics on plant-assisted bioremediation for contaminated soil recovery: A review

微塑料和纳米塑料对土壤-植物系统协同作用及生物修复机制研究。摘要：文章系统分析新兴污染物微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）与重金属、有机污染物在植物辅助生物修复（PABR）中的交互作用。研究发现MPs/NPs通过改变土壤理化性质（pH、EC、有机质等）、抑制根际微生物活性及干扰植物代谢，显著影响污染物生物可利用性及植物修复效能。协同效应导致重金属与有机污染物毒性增强或减弱，具体取决于MPs/NPs类型、浓度及环境条件。研究提出需建立多学科方法整合宏基因组学、近红外光谱等技术，优化PABR工艺设计，并开发抗MPs污染的植物及微生物群落筛选策略。

　　植物辅助生物修复（Plant-Assisted Bioremediation, PABR）是一种基于植物与微生物在根际区协同作用的可持续土壤修复策略。这种方法不仅能够有效去除土壤中的重金属污染物，还能促进有机污染物的降解，从而帮助恢复土壤质量和生态平衡。然而，随着微塑料（Microplastics, MPs）和纳米塑料（Nanoplastics, NPs）的广泛传播及其对土壤-植物系统的潜在影响，PABR技术面临新的挑战。这些新兴污染物因其极小的尺寸和高比表面积，具有较强的环境适应性，可能改变土壤的化学和物理特性，影响植物生长和微生物群落结构，从而干扰PABR的效果。

MPs和NPs的存在可能会改变土壤中污染物的生物可利用性，进而影响其在植物系统中的吸收和转化。这些微小颗粒可能通过吸附、释放有毒添加剂或与污染物形成复合物，从而增加其在根际区的迁移性和生物可利用性。此外，MPs和NPs还可能通过改变土壤的理化性质，如pH值、电导率、有机质含量和养分供应，间接影响植物的生长和土壤修复效率。这种复杂的相互作用使得PABR技术的优化变得尤为重要，同时也为未来研究提供了新的方向。

植物在PABR过程中释放的根系分泌物是关键因素之一，这些分泌物能够激活微生物群落，促进污染物的降解和转化。然而，MPs和NPs的存在可能会改变根系分泌物的组成和数量，进而影响微生物的代谢活动和群落结构。例如，某些MPs可能促进有机酸的分泌，提高重金属的生物可利用性，而其他MPs则可能减少污染物的吸收，增强植物的抗毒性。这些变化对PABR的实施具有重要影响，需要进一步研究以明确其机制和应用潜力。

在微生物群落方面，MPs和NPs可能改变土壤中的细菌和真菌组成，影响其功能和多样性。某些细菌可能利用MPs作为碳源或生长基质，促进其降解和转化。而真菌则可能通过与植物根系的共生关系，提高植物对污染物的耐受性，同时影响土壤的养分循环和结构稳定性。然而，MPs的存在也可能抑制某些有益微生物的生长，导致土壤微生物群落的失衡，进而影响PABR的效果。因此，研究MPs和NPs对微生物群落的影响，对于优化PABR技术至关重要。

土壤改良剂，如生物炭和堆肥，可以增强PABR的效果，提高土壤的肥力和结构稳定性。然而，MPs的存在可能影响这些改良剂的功能，例如减少其对重金属的吸附能力，或者改变其对有机污染物的处理效果。因此，研究MPs与土壤改良剂之间的相互作用，对于开发有效的土壤修复策略具有重要意义。同时，MPs在土壤改良剂中的积累可能带来新的环境风险，需要在实际应用中加以考虑。

未来的研究需要关注如何评估MPs对PABR的影响，特别是在复杂污染环境下。这包括开发更精确的分析方法，如结合多种技术手段（如荧光显微镜、光谱分析和热分析）来检测和量化MPs和NPs的存在。此外，还需要探索植物与微生物之间的协同作用，以及如何选择适应性强的植物物种和微生物群落，以提高PABR的效率。研究还应关注MPs在土壤中的长期影响，以及如何通过优化农业实践和生物技术，减少其对土壤修复过程的干扰。

总之，PABR作为一种生态友好的土壤修复技术，其应用受到MPs和NPs等新兴污染物的挑战。通过深入研究这些污染物对土壤、植物和微生物的影响，以及它们与PABR过程的相互作用，可以为未来的技术优化和实际应用提供科学依据。这不仅有助于提高土壤修复的效率，还能为实现可持续的土壤管理和生态恢复提供新的思路和方法。