聚氯乙烯微塑料介导氟虫腈在斑马鱼体内的累积与毒性转化机制研究

《Journal of Environmental Sciences》：Transformation and transport: polyvinyl chloride microplastics modulate fipronil accumulation and toxicity in zebrafish

本研究揭示了聚氯乙烯微塑料（PVC MPs）作为载体和反应界面对杀虫剂氟虫腈（fipronil）的双重作用：不仅可吸附5.0 μg/g的氟虫腈，还促进其转化为毒性更强的氟虫腈砜（fipronil sulfone）和脱硫氟虫腈（fipronil desulfinyl）。通过斑马鱼膳食暴露实验发现，MPs使氟虫腈及其代谢产物生物累积量提升3-10倍，并引发协同神经毒性（表现为运动行为亢进）和氧化应激（抗氧化酶活性显著改变）。该研究为评估MPs与有机污染物复合生态风险提供了新视角。

　　

Highlight

聚氯乙烯微塑料（PVC MPs）作为氟虫腈的载体和反应界面：150-530 μm的PVC MPs对氟虫腈的最大吸附量达5.0 μg/g，并催化其转化为氟虫腈砜（66.9-343.3 ng/g）和脱硫氟虫腈（0.66-0.96 ng/g）。斑马鱼实验显示，与单独暴露相比，MPs共暴露使氟虫腈及其代谢产物体内累积量分别增加3倍和10倍，且首次检出脱硫氟虫腈（0.77 ng/g湿重）。

Materials

实验采用PVC水管制备MPs，经乙醇清洗和筛分获得50-90目颗粒。氟虫腈及其代谢物标准品购自Dr. Ehrenstorfer公司，斑马鱼（Danio rerio）成体饲养于28℃循环水系统。

Characterization of PVC MPs

扫描电镜（SEM）显示PVC MPs呈不规则形态，表面粗糙且附着细微颗粒（图1a-b），平均尺寸334.7±104.1 μm（图1c）。傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实MPs表面含氧官能团，X射线光电子能谱（XPS）检测到C-Cl键特征峰。

Conclusions

本研究发现PVC MPs（150-530 μm）不仅能有效吸附氟虫腈，还促进其转化为毒性更高的代谢产物。共暴露导致斑马鱼体内污染物累积量显著增加，并引发协同神经行为异常和氧化应激反应。该研究强调了MPs在调控有机污染物环境归趋和生物效应中的关键作用。