聚乳酸与聚乳酸-聚乙烯微塑料对淡水生态系统的影响：基于水-苦草-沉积物系统的综合研究

为评估可降解微塑料(PLA MPs)及复合微塑料(PLA-PE MPs)的生态风险，研究人员构建水-苦草(Vallisneria natans)-沉积物系统，发现PLA MPs对水质参数无显著影响，但PLA-PE MPs抑制苦草根系生长；低浓度MPs通过激活抗氧化酶(CAT/SOD/POD)诱导氧化应激(MDA升高)，而沉积物微生物群落结构未受显著扰动。该研究为淡水生态系统MPs风险评估提供了多维度数据支撑。

　　

随着全球塑料年产量突破3.59亿吨，微塑料(Microplastics, MPs)污染已成为威胁生态安全的"隐形杀手"。传统聚乙烯(PE) MPs难以降解，而号称环保的聚乳酸(Polylactic acid, PLA) MPs在 aquatic环境中降解缓慢，甚至产生比石油基塑料多10倍的次级MPs。更令人担忧的是，PLA与PE的复合微塑料(PLA-PE MPs)在淡水系统中的生态效应尚不明确。上海海洋大学的研究团队在《Science of The Total Environment》发表研究，首次通过构建水-苦草-沉积物三相系统，揭示了这两类MPs对淡水生态的级联影响。

研究采用紫外灭菌处理的PLA和PE MPs（80目筛分），以上海洋大学校园湖水及沉积物为基质，设置0%、1%、2%、5%四个浓度梯度，通过监测水质参数、苦草形态指标、抗氧化酶活性及微生物群落结构展开评估。

Response of PLA MPs and PLA-PE MPs on physicochemical parameters of water bodies
数据显示，PLA MPs处理组中2%浓度对硝酸盐氮(NO₃^--N)去除率达88%，而PLA-PE MPs使电导率(EC)显著升高。这表明PLA MPs可能通过改变微生物代谢促进氮循环，而复合MPs更易影响水体离子平衡。

Effects of PLA MPs and PLA-PE MPs on Vallisneria natans growth
苦草在PLA MPs暴露下生长未受抑制，但PLA-PE MPs显著缩短其根长。低浓度MPs激活超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性，同时升高丙二醛(MDA)含量，揭示氧化应激是MPs毒性关键通路。

Microbial community response
16S rRNA测序表明，沉积物和根际微生物群落α多样性未发生显著改变，但PLA-PE MPs处理组中变形菌门(Proteobacteria)相对丰度增加12.7%，暗示碳源利用模式转变。

这项研究创新性地揭示：虽然PLA MPs对淡水系统短期影响较弱，但其与PE形成的复合MPs会通过物理阻碍和氧化应激双重机制破坏水生植物发育。该成果为完善可降解塑料的环境风险评估提供了关键科学依据，提示在制定环保政策时需重点考量复合塑料的协同效应。工程研究中心的后续工作将聚焦MPs长期暴露对氮磷循环基因表达的影响。