全球塑料产量的不断攀升，加之废物管理不善，导致海洋、淡水和陆地生态系统普遍受到污染（Piao et al., 2024; Yousafzai et al., 2025）。在自然环境中，塑料碎片通过光降解、物理磨损和生物分解发生碎裂，形成微塑料（MPs，1–5 μm）和纳米塑料（NPs，<1000 nm）（gigault et al., 2018）。这些微塑料和纳米塑料（MNPs）现已在水体系统中普遍分布，越来越多地被认可为对生态系统和人类健康构成重大风险的新兴污染物（nene 2025）。与较大的微塑料相比，纳米塑料表现出更高的胶体稳定性和增强的布朗运动，使其能够在水柱中悬浮更长时间，增加了其与生物体相互作用的可能性（chen 2023a）。此外，由于其粒径较小，纳米塑料更容易通过细胞壁孔隙或内吞作用穿透植物组织，从而干扰养分吸收和生理过程（mateos-cárdenas 2021）。聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）作为纳米塑料最具代表性的形式之一，在环境中被广泛检测到，并常被用作生态毒理学研究的模式颗粒（jin 2024）。已有研究表明，PS-NPs会降低叶绿素含量、损害光合活性，并在Myriophyllum spicatum等植物中诱导氧化应激响应（Li et al., 2023a）。
然而，在自然水环境中，纳米塑料很少单独存在。相反，它们经常与各种持久性有机污染物（POPs）共存，可能作为载体影响共现污染物的环境命运、迁移和毒性（Sun et al., 2023）。其中，全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其持久性、生物富集潜力和毒性而备受关注（Liu et al., 2023）。全氟辛烷磺酸（PFOS）是最广泛检测到的PFAS之一，已在环境基质和生物体中被普遍发现（Schmidt et al., 2019），通过受污染的食品来源（如水果、蔬菜、鱼类和肉类）经膳食暴露对人类健康构成潜在风险（van Asselt et al., 2011; Zeng et al., 2019）。尽管在《斯德哥尔摩公约》下，PFOS等长链PFAS正在全球范围内被淘汰，但诸如氯化聚氟化醚磺酸盐（F-53B）等替代化合物已被越来越广泛地使用（Zhang et al., 2016）。尽管存在结构修饰，新兴证据表明F-53B可能表现出比PFOS更高的生物富集潜力和毒性（Cheng et al., 2025; Zhang et al., 2024a），引发了对其环境安全的担忧。重要的是，纳米塑料可通过疏水相互作用和其他界面力有效吸附PFAS，形成复杂的污染物混合物（Cheng et al., 2021; Simonetti et al., 2025）。吸附行为受到PFAS链长和疏水性等物理化学性质的强烈影响（Hatinoglu et al., 2023）。在现实水环境中，纳米塑料和PFAS由于排放源和迁移途径的重叠而经常共存（Gao et al., 2022）。氟化工、纺织和电子制造业的工业排放，以及城市污水处理厂（WWTPs）的出水和高城市暴雨径流，是将PS-NPs和PFAS排入地表水的主要途径（Pan et al., 2018）。在工业化淡水系统中的实地监测活动（如太湖和珠江三角洲）已证实MNPs和全氟烷基物质的同时存在，包括传统PFOS和新兴氯化替代品如F-53B（Sheng et al., 2021）。尽管PS-NPs被广泛公认为潜在的有毒环境污染物，但其联合暴露效应可能与单独毒性存在显著差异。例如，PS-NPs减轻了Daphnia magna中敌百虫的毒性，这归因于敌百虫吸附到PS-NPs上、颗粒聚集沉降，以及游离溶解态敌百虫吸收量的减少（Zhang et al., 2024）。在水生生物中也报告了PS-NPs与共存有机微污染物之间的类似拮抗作用（Verdú et al., 2022）。最近，PS-NPs被证明可减少沉水宏观植物苦草（Vallisneria natans）中GenX的富集，并减弱GenX诱导的毒性（Yu et al., 2026）。机制研究进一步表明，PS-NPs与PFAS的相互作用可由颗粒-水界面的疏水作用和氟亲和作用驱动（Fang et al., 2026）。因此，纳米塑料和PFAS的共现可能导致复杂的联合效应，包括拮抗和协同作用，具体取决于环境条件和生物系统（Brenckman et al., 2026; Zhang et al., 2025）。尽管如此，研究纳米塑料和PFAS在水生植物中联合毒性的研究仍然有限，凸显了一个关键的知识空白。
沉水宏观植物，如黑藻（Elodea nuttallii），是淡水生态系统的基础物种，执行养分循环、栖息地提供和水质透明度调节等关键功能（Nie et al., 2023）。这些植物的生理健康状况与其附生微生物群落密切相关。这些生物膜定殖于叶片-水界面，在养分吸收、免疫防御以及宿主植物对环境胁迫的整体韧性中发挥着至关重要的作用（Xiao et al., 2024）。污染物在叶片表面的积累可能破坏这些生物膜的结构完整性，从而损害光合作用并抑制植物生长（Wijewardene et al., 2022）。最近的研究表明，环境污染物，包括纳米塑料和PFAS，可显著改变附生微生物群落的组成、多样性和功能（Xu et al., 2025; Yang et al., 2025）。尽管取得了这些进展，纳米塑料和PFAS对沉水宏观植物及其相关微生物组的交互效应仍知之甚少。
因此，本研究调查了PS-NPs、PFOS和F-53B对沉水宏观植物黑藻（E. nuttallii）及其相关附生生物膜的单独和联合效应。我们假设：(1) F-53B的结构特征（醚键和氯取代）比PFOS引起更大的植物毒性和叶绿体损伤；(2) PS-NPs将有效吸附PFOS和F-53B，从而改变其游离溶解态比例和环境有效性；(3) PS-NPs将减少PFAS的积累，从而减弱PFAS在E. nuttallii中诱导的生理、生化和超微结构毒性；(4) 由于分子结构和物理化学性质的不同，PFOS和F-53B在PS-NPs存在时将表现出不同的吸附行为、植物积累模式和毒性响应；以及(5) PS-NPs引起的PFAS有效性变化将反映在叶片相关附生细菌群落的多样性和组成中。通过整合吸附行为、PFAS生物富集、植物生理和生化响应、超微结构观察以及附生细菌群落分析，本研究旨在阐明PS-NPs如何调节共现PFAS在沉水淡水宏观植物中的环境和生物学效应。
