【摘要】 PLA 表现出与 LDPE 相似的生态毒性作用，这可能违背了对陆地生物群落危害较小或无毒的可生物降解塑料的初衷。

可生物降解塑料地膜作为一种可靠的环境友好型替代品，已被引入农业实践中以减少传统塑料产品带来的不利威胁。但可生物降解塑料是否存在潜在的不良影响以及这种影响对陆地生物的影响有多大，仍然未知。本研究探讨了以 Eisenia fetida 为代表的蚯蚓在沼液灌溉土壤中暴露于可降解（PLA：聚乳酸）和传统微塑料（PVC：聚氯乙烯，LDPE：低密度聚乙烯）时的反应差异。

 

在试验中培养 28 d 后研究了暴露于不同浓度微塑料（分别为 5、20 和 50 g/kg 土壤湿重）的蚯蚓的死亡率、生长、组织病理学和生化酶。结果表明，微塑料（MPs）对蚯蚓的生态毒性具有时间依赖性。无论 MPs 类型如何，持续暴露于浓度为 50 g/kg 的 MPs 均会导致上皮细胞出现粘液空泡、纵向肌肉紊乱和颗粒状脂褐素样沉积物。此外，肠道组织中还观察到组织纤维化和空腔形成。MPs 的存在刺激了蚯蚓的氧化应激系统，这表现为体内丙二醛 (MDA) 含量的增加。在暴露 28 天后，MPs 浓度为 50 g/kg 时，蚯蚓的抗氧化防御系统应该会崩溃。

 

有趣的是，PLA 表现出与 LDPE 相似的生态毒性作用，这可能违背了对陆地生物群落危害较小或无毒的可生物降解塑料的初衷。因此，应进一步探索有关含有可生物降解塑料的土壤中蚯蚓的分子和遗传机制的知识，以更好地了解可生物降解塑料对农业生态系统构成的风险。

 

图 1. MPs 对沼液灌溉土壤中死亡率 (%) (a) 和生长率 (%) (b) 的影响。

 

从个体、生理和分子水平全面研究了可生物降解和传统 MP 对施用沼液土壤中的蚯蚓的生物毒性影响。我们的结果表明，MP 对 E. fetida 的存活率和生长率有负面影响。土壤中的 MP 会损害蚯蚓的表面上皮细胞和肠道组织，并扰乱其生物标志物防御和神经传递系统。IBRv2 计算和多元分析 (PCA) 的结果表明，MP 对 E. fetida 的毒性作用具有时间依赖性。

 

本研究证实，与 PVC 和 LDPE 相比，PLA 没有观察到生物毒性差异。此外，长期施用沼液会加速 PLA 的降解，这可能会加剧 PLA 的生物毒性。总体而言，这项研究全面介绍了施用沼液的可生物降解塑料和传统塑料之间的毒性差异。未来应进一步明确PLA在沼液施用条件下的降解过程，明确其降解代谢产物对土壤蚯蚓的毒性机制和途径，并利用多组学技术整合探讨可降解塑料与传统塑料对土壤生物的潜在跨代效应。

 

[1]Zhao Y, Jia H, Deng H, et al. Response of earthworms to microplastics in soil under biogas slurry irrigation: Toxicity comparison of conventional and biodegradable microplastics[J]. Science of The Total Environment, 2023, 858: 160092.

 

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