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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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煙臺(tái)海岸帶所等在作物吸收微塑料通道與機(jī)制研究中獲進(jìn)展

2020-07-15 煙臺(tái)海岸帶研究所

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語音播報(bào)

　　中國科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所副研究員李連禎、研究員駱永明等，在作物吸收微塑料通道與機(jī)制領(lǐng)域取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果以《微塑料可通過新生側(cè)根間隙進(jìn)入可食作物》（Effective uptake of submicrometre plastics by crop plants via a crack-entry mode）為題，發(fā)表在《自然·可持續(xù)性》（Nature Sustainability）上。

　　塑料垃圾是生活之中常見的環(huán)境污染物質(zhì)，塑料污染正在成為整個(gè)地球表層生態(tài)系統(tǒng)的威脅。海洋中小于5毫米的微塑料越來越被知曉，日常食用的海產(chǎn)品、鹽、啤酒和自來水以及呼吸的空氣中也發(fā)現(xiàn)存在大量的微塑料。但對(duì)于陸地生態(tài)系統(tǒng)中微塑料的了解甚少。土壤中的微塑料可能是更嚴(yán)重的環(huán)境問題，污泥和塑料地膜是土壤微塑料的兩大來源（圖1）。污水處理廠收集的生活污水、工業(yè)廢水和雨水也含有塑料。水體中和大氣中的微塑料可能導(dǎo)致土壤中微塑料的積累。

圖1.污泥和塑料地膜是潛在微塑料污染來源（攝影：李健于洪麗李連禎）

　　此前科學(xué)家認(rèn)為，微塑料在日常食用的蔬菜和農(nóng)作物中是“不可能”存在的，因?yàn)橹参锔当砥さ目紫缎。芰衔⒘］^大。然而，駱永明研究組的研究顯示，通過廢水水培試驗(yàn)和模擬廢水灌溉的沙土培養(yǎng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)尺寸在亞微米級(jí)甚至是微米級(jí)的塑料顆?？梢源┩感←満蜕烁颠M(jìn)入植物體，并能在蒸騰拉力的作用下通過導(dǎo)管系統(tǒng)隨水流和營養(yǎng)流進(jìn)入作物可食用部位。研究發(fā)現(xiàn)，大約兩微米甚至更大的塑料微粒也可以進(jìn)入植物中（圖2）。由于塑料顆粒本身具有較強(qiáng)的粘附性，很容易被植物根系分泌的多糖粘液所“捕獲”。此外，塑料顆粒本身具有一定的柔韌性，它們或可能在受到擠壓力的作用下進(jìn)入到狹小的根部質(zhì)外體空間，進(jìn)一步滲透進(jìn)入根系皮層組織甚至到達(dá)導(dǎo)管組織中。同時(shí)，該研究發(fā)現(xiàn)另一種塑料顆粒進(jìn)入植物體的通道與機(jī)制：在植物新生側(cè)根邊緣存在狹小的縫隙（圖3），塑料顆?？梢酝ㄟ^該“通道”跨過屏障而進(jìn)入根部木質(zhì)部導(dǎo)管并進(jìn)一步傳輸?shù)角o葉組織。對(duì)于進(jìn)入到植物體的微塑料確切含量，研究小組正在開展研究，以定量化表征更多信息。

　　圖2.生菜根（左圖a和b）和葉（左c）中的0.2μm聚苯乙烯塑料微球以及小麥幼苗根（右圖a-d）和莖（右圖e, f）、葉（右圖g, h）中的2.0μm聚苯乙烯塑料微球

圖3.環(huán)境掃描電鏡顯示小麥新生側(cè)根的生出導(dǎo)致在主根周邊產(chǎn)生明顯縫隙

　　真實(shí)環(huán)境中發(fā)生植物吸收富集微塑料是令人擔(dān)憂的，這意味著微塑料可能通過食物鏈傳遞而存在于我們食用的肉類和奶制品中（圖4）。目前，對(duì)攝入微塑料如何影響健康并不了解，需要對(duì)微塑料攝入的健康效應(yīng)開展研究。即使攝入微塑料沒有明顯的副作用，由于塑料中含有害的化學(xué)添加劑（如增塑劑、阻燃劑等），這可能會(huì)產(chǎn)生長期的不良影響。另外，除了可能產(chǎn)生人體健康風(fēng)險(xiǎn)外，從農(nóng)業(yè)環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展的角度考慮，也亟須對(duì)塑料垃圾的堆放及微塑料向環(huán)境的排放進(jìn)行有效監(jiān)控。

圖4.生菜和小麥吸收和傳輸微塑料顆粒的過程及其在食物鏈中傳遞路徑

　　7月13日，相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature Sustainability上，Nature Sustainability同期刊發(fā)德國柏林自由大學(xué)土壤生態(tài)學(xué)家Matthias C. Rillig的評(píng)述文章。論文被接受后，論文第一作者李連禎和通訊作者駱永明為Behind the Paper專欄撰寫了題為Crop plants are taking up microplastics的文章。

　　該研究由煙臺(tái)海岸帶所與中科院南京土壤研究所合作完成，研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目等的資助。

　　論文鏈接

　　中國科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所副研究員李連禎、研究員駱永明等，在作物吸收微塑料通道與機(jī)制領(lǐng)域取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果以《微塑料可通過新生側(cè)根間隙進(jìn)入可食作物》（Effective uptake of submicrometre plastics by crop plants via a crack-entry mode）為題，發(fā)表在《自然·可持續(xù)性》（Nature Sustainability）上。
　　塑料垃圾是生活之中常見的環(huán)境污染物質(zhì)，塑料污染正在成為整個(gè)地球表層生態(tài)系統(tǒng)的威脅。海洋中小于5毫米的微塑料越來越被知曉，日常食用的海產(chǎn)品、鹽、啤酒和自來水以及呼吸的空氣中也發(fā)現(xiàn)存在大量的微塑料。但對(duì)于陸地生態(tài)系統(tǒng)中微塑料的了解甚少。土壤中的微塑料可能是更嚴(yán)重的環(huán)境問題，污泥和塑料地膜是土壤微塑料的兩大來源（圖1）。污水處理廠收集的生活污水、工業(yè)廢水和雨水也含有塑料。水體中和大氣中的微塑料可能導(dǎo)致土壤中微塑料的積累。
　　圖1.污泥和塑料地膜是潛在微塑料污染來源（攝影：李健于洪麗李連禎）
　　此前科學(xué)家認(rèn)為，微塑料在日常食用的蔬菜和農(nóng)作物中是“不可能”存在的，因?yàn)橹参锔当砥さ目紫缎?，而塑料微粒較大。然而，駱永明研究組的研究顯示，通過廢水水培試驗(yàn)和模擬廢水灌溉的沙土培養(yǎng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)尺寸在亞微米級(jí)甚至是微米級(jí)的塑料顆?？梢源┩感←満蜕烁颠M(jìn)入植物體，并能在蒸騰拉力的作用下通過導(dǎo)管系統(tǒng)隨水流和營養(yǎng)流進(jìn)入作物可食用部位。研究發(fā)現(xiàn)，大約兩微米甚至更大的塑料微粒也可以進(jìn)入植物中（圖2）。由于塑料顆粒本身具有較強(qiáng)的粘附性，很容易被植物根系分泌的多糖粘液所“捕獲”。此外，塑料顆粒本身具有一定的柔韌性，它們或可能在受到擠壓力的作用下進(jìn)入到狹小的根部質(zhì)外體空間，進(jìn)一步滲透進(jìn)入根系皮層組織甚至到達(dá)導(dǎo)管組織中。同時(shí)，該研究發(fā)現(xiàn)另一種塑料顆粒進(jìn)入植物體的通道與機(jī)制：在植物新生側(cè)根邊緣存在狹小的縫隙（圖3），塑料顆粒可以通過該“通道”跨過屏障而進(jìn)入根部木質(zhì)部導(dǎo)管并進(jìn)一步傳輸?shù)角o葉組織。對(duì)于進(jìn)入到植物體的微塑料確切含量，研究小組正在開展研究，以定量化表征更多信息。
　　圖2.生菜根（左圖a和b）和葉（左c）中的0.2μm聚苯乙烯塑料微球以及小麥幼苗根（右圖a-d）和莖（右圖e, f）、葉（右圖g, h）中的2.0μm聚苯乙烯塑料微球
　　圖3.環(huán)境掃描電鏡顯示小麥新生側(cè)根的生出導(dǎo)致在主根周邊產(chǎn)生明顯縫隙
　　真實(shí)環(huán)境中發(fā)生植物吸收富集微塑料是令人擔(dān)憂的，這意味著微塑料可能通過食物鏈傳遞而存在于我們食用的肉類和奶制品中（圖4）。目前，對(duì)攝入微塑料如何影響健康并不了解，需要對(duì)微塑料攝入的健康效應(yīng)開展研究。即使攝入微塑料沒有明顯的副作用，由于塑料中含有害的化學(xué)添加劑（如增塑劑、阻燃劑等），這可能會(huì)產(chǎn)生長期的不良影響。另外，除了可能產(chǎn)生人體健康風(fēng)險(xiǎn)外，從農(nóng)業(yè)環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展的角度考慮，也亟須對(duì)塑料垃圾的堆放及微塑料向環(huán)境的排放進(jìn)行有效監(jiān)控。
　　圖4.生菜和小麥吸收和傳輸微塑料顆粒的過程及其在食物鏈中傳遞路徑
　　7月13日，相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature Sustainability上，Nature Sustainability同期刊發(fā)德國柏林自由大學(xué)土壤生態(tài)學(xué)家Matthias C. Rillig的評(píng)述文章。論文被接受后，論文第一作者李連禎和通訊作者駱永明為Behind the Paper專欄撰寫了題為Crop plants are taking up microplastics的文章。
　　該研究由煙臺(tái)海岸帶所與中科院南京土壤研究所合作完成，研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目等的資助。
　　論文鏈接
　　

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