微塑料粒径影响生物膜的定殖及生物膜定殖的微塑料作为金属载体的潜力
编号:747
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更新:2023-04-25 16:40:15
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口头报告
摘要
微生物与地球环境之间的相互作用及协同演化控制着众多地质地球化学过程,例如对有机质的降解、岩石和矿物的风化、矿床的形成、元素的迁移转化等,可以说微生物对岩石圈、大气圈及水圈中物质的地球化学循环有着重要的控制作用,因此,了解微生物与环境间的协同作用机制对重塑及预测地球演化过程具有重要意义。然而,人类世以来人类的生产活动对微生物活动产生了显著的影响,例如微塑料(MP)作为一种人工合成的新型污染物在环境中广泛分布,是人类活动对地质环境影响的代表物质之一,有研究发现微塑料能与生物膜形成一种新型的生态系统“塑料圈”,这种微型生态系统中微生物与微塑料的耦合作用改变了两者在环境中的行为,例如微塑料一旦释放到水生环境中,其表面很容易被生物膜定殖,这可能会增强污染物的迁移转化。在这项研究中,我们将尺寸约为4 mm的工业级聚苯乙烯(PS)(MP4000-1)、尺寸约为4 mm的食品级PS(MP4000-2)和尺寸约为75 μm的粉末PS(MP75)与一种模型淡水真菌进行共培养,以在微塑料表面形成生物膜,同时还测定了生物膜覆盖的MP(BMP)表面物理化学性质的变化以及原始MP和BMP的重金属吸附能力。结果表明,生物膜增强了MP对重金属的吸附,而MP的粒径在生物膜定殖和BMP对重金属的吸附中起着至关重要的作用。与两种MP4000相比,MP75可以在其表面携带更多的生物膜,并与生物膜形成异质聚集体,且BMP75表面的官能团比两种BMP4000表面的官能团更多,这促进了重金属的静电相互作用和化学缔合,同时BMP75表现出更高的吸附Cu和还原Cr(VI)的能力,这也可能与其生物膜中的官能团有关。总体而言,这项研究表明,在生物膜定殖后,较小尺寸的BMP作为金属载体具有更大的潜力,因此在对微塑料进行风险评估时,微塑料表面的生物膜及微塑料的颗粒大小都值得更多的科学关注。同时本研究也表明在人类活动改变环境条件时,微生物也能对环境中元素的迁移转化产生影响,在地球演化中仍扮演者重要作用。
稿件作者
吴郴
中国地质大学(武汉)地球科学学院
余茜倩
中国地质大学(武汉)
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