中国水体中阿斯巴甜的环境地球化学行为及其对微藻的生态风险机制解析

本综述系统揭示了人工甜味剂阿斯巴甜（APM）在水环境中的转化路径（如水解生成(2S,5S)-DKP）及其对初级生产者微藻（Chlorella sp.）的双相效应（低浓度促进生长，高浓度诱导氧化应激），为评估APM介导的抗生素抗性基因（ARGs）扩散和有毒消毒副产物形成提供了关键生态风险依据。

　　

Section snippets

Standards and microalgae

阿斯巴甜（APM）、(2S,5S)-5-苄基-3,6-二氧代-2-哌嗪乙酸（(2S,5S)-DKP）、α-天冬氨酰苯丙氨酸（α-ASP-PHE）、苯丙氨酸甲酯（PHE-ME）购自上海麦克林生化科技有限公司（中国）。天冬氨酸（ASP）和苯丙氨酸（PHE）来源于上海源叶生物科技有限公司（中国）。标准品的理化性质详见表S1。小球藻（Chlorella sp., FACHB-31）取自中国淡水藻种库，在28±1°C、连续光照的BG11培养基（表S2）中培养。

Chlorella sp.-mediated APM transformation

APM在水体系统中主要通过水解形成(2S,5S)-DKP，光解作用有限，而小球藻（Chlorella sp.）通过升高pH加速这一转化过程，并显著催化(2S,5S)-DKP的异构化（异构化率达46.7%），该过程在非生物条件下极少观察到，揭示了其独特的生物催化功能。如图1a和S4所示，APM在BG11培养基中主要发生水解，光解可忽略不计，最终达到平衡。

Conclusion

基于APM在自然水生系统中的频繁检出及其多面环境行为，系统研究APM与初级生产者的相互作用对精确生态评估具有重要意义。本研究首次提供了APM与小球藻相互作用的直接证据：APM对小球藻生物量呈现浓度依赖性双相效应（低浓度促进生长，高浓度抑制生长），并通过诱导氧化应激、干扰光合作用和能量代谢重塑其环境风险。