近日，湖南农业大学环境与生态学院杨惠麟副教授在环境科学与生态学领域著名学术期刊
Aquatic Toxicology
上发表了题为“
From plankton to fish: The multifaceted
threat of microplastics in freshwater environments
”的论文。本文系统回顾了淡水环境中微塑料（
Microplastics
，
MPs
）的来源以及污染状况和分布，全面分析了
MP
对淡水水生生物（浮游生物、底栖生物和鱼类）的毒性效应以及复合污染效应研究。这项研究为理解
MP
对淡水生态系统造成的潜在风险提供科学依据
。
新型污染物微塑料
(MP)
对生态环境的毒性影响正在受到越来越多的关注。淡水生态系统既是陆地微塑料来源的储存库，也是其进入海洋环境的通道。本文综合分析了
MP
污染对包括浮游生物、底栖生物和鱼类在内的淡水水生生物的生态毒性效应。综述阐明了影响的潜在机制，包括氧化应激、代谢紊乱、免疫和炎症反应、肠道微生物失调、
DNA
损伤和细胞凋亡。论文提出综合应用多组学技术，从跨学科的角度研究
MP
对淡水水生生物毒性的分子机制。此外，加强研究各种污染模式，尤其与其他污染物形成复合污染效应的重要性。这项研究为评估
MP
对淡水生态系统的生态风险奠定基础，为保护水生生物多样性和生态系统稳定性提供了理论见解
。
淡水生态系统中的
MP
主要来自各种人为活动。城市塑料垃圾，织物纤维、农业塑料覆盖物等塑料垃圾通过城市污水处理或径流进入到天然水体中。河流中
MP
被水流稀释并带到下游聚积在湖泊中，对水生生物和生态系统构成长期威胁。环境、排放源和废物处理管理系统有效性的变化导致水生环境
MP
的数量和类型存在显著差异，从而影响其污染程度。淡水水体中
MP
的分布受到季节、水文特征和
MP
类型等多种因素的综合影响。在全球淡水系统中检测到
MP
，其丰度显示出显著的空间异质性
。
微塑料对水生生物的毒性效应及机制
图
1
微塑料对水生生物毒性机制示意图
在自然条件下，
MP
以各种方式进入水生生态系统，被水生生物摄取并沿食物链转移，对浮游生物，底栖生物和鱼类等各营养级生物造成毒性影响，最终对人类健康构成威胁。而且，
MP
还可以作为其他污染物的重要载体，对水生生态系统造成复杂的复合污染。
MP
的毒性机制主要包括机械物理损伤和生化毒性
(
图
1)
。物理机制涉及
MP
颗粒通过细胞壁和膜渗透到生物体中，导致机械损伤如细胞损伤和肠道阻塞。生化毒性的机制主要包括氧化应激，炎症反应，代谢紊乱，免疫应答，
DNA
损伤，细胞凋亡等
。
微塑料与重金属、抗生素等污染物的互作机制
图2 微塑料与重金属、抗生素等污染物的相互作用机理
在自然水生环境中，
MP
经常与多种污染物共存，并对水生生物产生复合毒性作用。由于塑料颗粒表面的吸附特性，
MP
可以作为载体携带和吸附其他污染物，包括有机污染物、重金属、纳米颗粒、药物残留等，最终导致复合污染效应。
MP
可以通过疏水作用和静电相互作用、氢键和卤素键、π
-
π相互作用、范德华力、表面络合和极性相互作用等机制吸附抗生素和有机污染物，而且吸附能力各不相同（图
2
）。因此，
MP
与环境污染物的联合毒性效应及机制具有复杂性和隐蔽性。论文还讨论了微塑料的风险商值问题。虽然生物塑料的风险商通常低于石油基塑料，但其降解过程仍然存在潜在危险。因此，估算
MP
的风险商需要动态考虑塑料物理化学性质，及其对水生生物的潜在生态影响
。
微塑料通过直接吸收、摄入或食物链间接传递给水生生物而产生有毒影响，最终对人类健康构成威胁。由于
MP
的类型、浓度、颗粒大小、表面形态和功能群组成各异，其对水生生物的生态毒性影响具有差异性。我们在此基础上提出了研究展望，包括：
(1)
结合多学科理论，采用多组学，尤其是宏组学的方法分析
MP
对水生生物的生态毒性分子机制；
(2)
加强
MP
对不同水生生物物种、种群及群落结构和功能的毒性效应研究；
(3)
探讨
MP
与抗生素和重金属等其他污染物的相互作用，研究复合污染对水生生物的毒性效应；
(4)
强调
MP
与新兴污染物之间的联系，规范淡水中的检测标准。这些后续研究将对评估
MP
的环境健康和生态风险至关重要
。
