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目前,研究者已对微塑料毒性效应和环境影响开展了较为广泛的研究,但是大多数研究主要集中在微塑料对水生生物的影响。土壤中的微塑料可以被土壤动物摄入和转移,对土壤动物自身产生不利影响并随食物链传递、富集,微塑料对土壤生物影响的研究还相对缺乏。一般地,土壤生物包括生活在土壤中的微生物、动物和植物。进一步细分,土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌和藻类,土壤动物主要为无脊椎动物,包括环节动物、节肢动物、软体动物、线形动物和原生动物。当前已报道的研究已经涉及多门类土壤生物,但对于土壤生态系统影响描述的基础数据仍显不足。基于土壤微塑料研究的文献计量分析结果显示,微塑料的毒性效应研究越来越多地关注微塑料和其他毒性物质的联合毒性效应,出现频次较高的其他毒性物质关键词有持久性有机污染物、重金属和抗生素等。总体而言,关于微塑料毒性效应的研究,目前可大致分为自身毒性效应研究和负载毒性效应研究。
目前,关于微塑料对土壤细菌和真菌的关键影响和具体机制还不清楚,但DeTender等研究表明微塑料会成为微生物群落的新栖息地,而且依附在微塑料上的微生物群落与周边环境中的微生物群落存在显著差异,并区别于周边环境的细菌群落而出现。微塑料被土壤中的变形虫、纤毛虫和鞭毛虫等原生动物摄入也已得到研究证实,就生物效应而言,根据已有研究可推测微塑料对原生动物的影响主要通过影响它们摄食对象(细菌、真菌以及其他原生动物)的特性实现。土壤生态系统是土壤生物的重要栖息地,土壤生物无意识摄入微塑料后无法消化,将阻碍其肠道的食物吸收功能,并产生其他的生物效应。Zhu等通过设置食物链模型研究了以白符跳(Folsomiacandida)、尖狭板螨(Hypoaspisaculeifer)、珠甲螨(Damaeusexspinosus)为代表的土壤节肢动物对微塑料的生物效应,结果显示三种节肢动物均促进了微塑料颗粒在土壤生态系统中的扩散,并且观察到了白符跳对微塑料的回避行为。Ju等研究也证实了白符跳对微塑料的回避行为,并进一步揭示了微塑料对白符跳具有生长和生殖毒性效应,并能改变其肠道微生物菌群,类似生物效应也被Zhu等研究证实。
蚯蚓是微塑料土壤动物毒性效应研究最为广泛的模式物种之一,目前已有较多研究报道。Huerta等以陆正蚓(Lumbricusterrestris)为受试物种通过设置系列微塑料浓度梯度量化研究了蚯蚓对微塑料的运输和沉积特征,证实了蚯蚓对小粒径微塑料的向地下运输作用,同时Huerta等还研究发现高浓度的微塑料会显著降低陆正蚓的生长速度。然而,Rodri⁃guez-Seijo等以安德爱胜蚓(Eiseniaandrei)为受试物种,设置微塑料浓度为0~1000mg·kg-1,研究发现,虽然微塑料导致蚯蚓的肠道组织损伤并激发了免疫系统,但是直至培养28d后也未观察到微塑料对蚯蚓的存活、幼体数量和体质量有显著影响。除了蚯蚓以外,微塑料对土壤寡毛类环节动物(Enchytraeuscrypti⁃cus)的毒性效应也被证实,微塑料明显抑制其生长并且显著改变了其肠道微生物菌群。对于植物而言,有研究证实土壤微塑料阻碍植物根系对水分和养分的吸收并显著改变植物生物量、组织元素组成、根系性状和根际土壤微生物活性。说明微塑料自身对土壤生物具有一定的毒性效应。
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