2022-12-07 497 苏州和塑美
微塑料——长度小于五毫米的小塑料碎片——正在成为一种无处不在的生态污染物。研究表明,就其本身而言,这些微小的碎片是潜在的有害的,但不清楚它们会对附着在它们上的污染物产生什么影响。
近日,由香港理工大学和香港浸会大学领导的一组科学家发现,微塑料可以使其他污染物更加有害。由于微塑料可以在其表面积累其他环境污染物 - 例如重金属或有机分子 - 它们可能对植物,动物和人类构成比以前想象的更大的威胁。除了粘附在其他污染物上外,微塑料和它们上面的物质混合物也可以相互结合,改变它们的化学性质。
相关研究发表在《Environmental Science & Technology Letters》杂志上。
本研究旨在研究有机化学物质在微塑料(MP)结合金属的吸附和氧化态中的作用,并最终研究其生态毒理学影响。聚苯乙烯(PS)被用作模型MP,因为它是在微塑料发生研究中最广泛鉴定的聚合物之一。铬(Cr)被选为模型金属,因为它具有两种稳定的氧化态,即Cr(III)和Cr(VI),表现出明显不同的化学和毒理学特征,Cr(III)相对安全,Cr(VI)有毒。对于有机化学品模型,选择了二苯甲酮(BP)型紫外线过滤分子,因为它们在水生环境中无处不在。而且,更重要的是,因为它们能够与过渡金属配位以形成配合物。我们假设Cr吸收及其与MP颗粒结合时的氧化态受到共存紫外线过滤分子的显着影响。此外,我们还研究了风化对MP与Cr和UV过滤分子相互作用的影响,以实现更真实的模拟。如前所述,给定金属的毒性高度依赖于其氧化态,而氧化态会进一步受到金属-有机配合物形成的影响。有鉴于此,以微藻、普通小球藻为模式物种,对MP、Cr和UV过滤分子的各种组合进行了毒性评价。
随着PSMP与共存的紫外线过滤分子上鉴定出更高的Cr(VI)丰度,MP结合金属的氧化态发生了变化。更重要的是,我们的毒性评估发现,具有较高氧化态的PSMP结合的Cr显示出更严重的抑制微藻生长。值得注意的是,仅在PSMP中观察到Cr-UV过滤剂复合物的毒理学效应,从而重申了MPs在自然环境中积累和转化污染物的独特作用。总体而言,本研究为有机化学物质的共存如何影响MP结合金属的吸附行为和氧化态,并最终影响其生态毒理学效应提供了第一个证据。
我们发现BP型紫外线过滤剂可以与Cr(III)配位形成金属有机络合物,这些 Cr-UV过滤剂复合物可以在PSMP 颗粒表面转化为毒性更强的 Cr(VI) 物质,从而对微藻的生长造成更大的危害。 我们的结果揭示了MPs在真正的化学混合物中的复杂作用——不仅是积累,而且还能转化污染物。
鉴于在环境MP样品表面发现了大量的金属和有机化学物质,包括Cr和有机紫外线过滤剂,因此,在未来的MP -金属相互作用研究中,应仔细考虑本研究中新发现的MPs的潜在毒性活动。其次,对粘附组分进行定性(即金属的化学形式)和定量(即总金属浓度)分析,对于准确评估在真实环境条件下与金属和有机污染物相关的生态风险至关重要。最后,我们的工作可能预示着更大问题的开端。应该对MP结合的金属配合物如何影响人类健康进行更全面的评估,特别是在微塑料继续在我们的饮用水来源和自来水中积累的情况下。
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