植物叶片吸收大气微塑料(MPs)的生态风险与食品安全挑战

为解决大气微塑料(MPs)通过叶片途径进入食物链的潜在威胁，Li等研究者利用高光谱成像和原子力显微镜-红外光谱(AFM-IR)技术，首次系统揭示了作物叶片通过气孔和角质层吸收聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)和聚苯乙烯(PS)颗粒的机制。该研究证实叶片MPs浓度与局部大气污染水平直接相关，最高达104 ng g-1 干重，为重塑农业安全框架提供了关键证据。

　　

随着全球塑料年产量突破4亿吨，尺寸小于5毫米的微塑料(MPs)和纳米塑料(NPs)已成为生态系统的隐形杀手。过去十年间，科学界主要关注土壤中MPs/NPs通过根系进入植物的途径，却忽视了另一个潜在威胁——大气沉降的塑料颗粒可能通过叶片直接入侵食物链。这一认知空白使得菠菜、生菜等叶类蔬菜的食用安全风险被严重低估。

深圳大学等机构的研究团队在《TRENDS IN Plant Science》发表突破性研究，首次证实田间种植的作物叶片能主动吸收大气中的PET和PS颗粒。研究者创新性地结合高光谱成像（非破坏性检测技术）和AFM-IR（纳米级化学表征技术），在天津工业区附近的油菜叶片中检测到高达1278 μg/植株的塑料积累，浓度较温室作物高出10-100倍。

关键技术方法
研究采用多尺度分析策略：通过荧光标记示踪技术观察玉米气孔内PS NPs聚集动态；利用ABA激素处理验证气孔主导吸收途径（贡献87%摄入量）；基于污染热点区域（涤纶工厂、垃圾填埋场）的田间调查建立大气MPs与叶片积累的空间关联模型。

研究结果

1. 叶片吸收的双重途径
研究发现≤30 μm的MPs优先通过气孔入侵（如蚕豆气孔孔径3-25 μm），而<1 μm的NPs可穿透角质层但仅占5%摄入量。ABA处理使气孔关闭后，PET吸收降低87%，证实气孔是主要通道。

2. 污染热点区的积累规律
工业区附近作物叶片MPs浓度呈现显著梯度变化：涤纶工厂周边PET含量达城市公园的100倍。老龄叶片（6-7月龄）积累量是嫩叶（0.5-1月龄）的2-3倍，暴露时间与污染程度正相关。

3. 生理干扰与食品安全风险
叶片MPs使光合速率(P_n
)降低7-12%，通过减少叶绿素含量影响作物产量。更严峻的是，塑料颗粒可经维管束（负责水分和养分运输的组织）转移至可食用部位，在菠菜等蔬菜中的检出量已超过实验安全阈值。

结论与意义
该研究颠覆了传统认知，证明大气MPs通过叶片途径进入食物链的效率可能高于土壤-根系途径。研究建立的"污染源-气孔吸收-生理毒性"关联模型，为制定《农产品微塑料残留标准》提供了科学依据。作者呼吁国际组织（如FAO、WHO）联合建立全球监测网络，重点监管工业区周边农场，并通过选育低气孔密度作物品种（如玉米气孔密度仅为菠菜1/4）降低污染风险。

这项研究为理解陆地生态系统的塑料循环开辟了新视角，其揭示的"大气-植物-人类"暴露途径将深刻影响未来食品安全政策的制定。随着MPs在人类胎盘和脑组织中的检出，解决农作物塑料污染已不仅是环境问题，更是关乎代际健康的重大公共卫生挑战。