来源:Frontiers of Environmental Science & Engineering 发布时间:2021/3/5 10:32:28
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FESE |近头状尖孢藻减轻微塑料和铅对模糊网纹蚤的联合毒性研究

论文标题:Algae (Raphidocelis subcapitata) mitigate combined toxicity of microplastic and lead onCeriodaphnia dubia (近头状尖孢藻减轻微塑料和铅对模糊网纹蚤的联合毒性研究)

期刊:Frontiers of Environmental Science & Engineering

作者:Xuesong Liu, Jianmin Wang(王建民)

发表时间:09 June 2020

DOI:10.1007/s11783-020-1276-3

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封面文章

《环境科学与工程前沿》2020年第六期封面文章:密苏里科技大学王建民教授团队“近头状尖孢藻减轻了微塑料和铅对模糊网纹蚤的联合毒性研究”。点击文末“阅读原文”前往中国学术前沿期刊网阅读原文。

学术概要

题目:

Algae (Raphidocelis subcapitata) mitigate combined toxicity of microplastic and lead on Ceriodaphnia dubia

作者:Xuesong Liu1, Jianmin Wang ()1,2

1 Department of Civil, Architectural and Environmental, Missouri University of Science and Technology, Rolla, MO65409, USA

2 The Center for Research in Energy and Environmental (CREE), Missouri University of Science and Technology, Rolla, MO65409, USA

关键词:

Microplastic, Lead, Toxicity, Algae, C. dubia

微塑料,铅,毒性,藻类,模糊网纹蚤

文章简介

近年来,微塑料被认为是一类新出现的新兴污染物,不仅直接影响水生生物,而且能够通过与环境中的污染物相互作用造成间接影响。此外,藻类作为水体环境中的初级生产者,可能会改变与微塑料相关的毒性模式。本研究选取模糊网纹蚤作为受试生物,考察了微塑料单独作用时的毒性以及其对重金属铅毒性的影响。研究结果发现微塑料可以通过与铅相互作用促进网纹蚤对可溶性铅和被微塑料吸附的铅的吸收,从而显著增加铅的毒性。在此基础之上,选取近头状尖孢藻作为代表藻类,调查了藻类对微塑料和铅联合毒性的影响。实验结果表明藻类作为一种水生生物的食物,能够降低微塑料和铅的联合毒性,例如在20mg/L微塑料,2500μg/L铅以及1.8×105 cells/mL藻类条件下可以使网纹蚤的死亡率从90%下降至45%,尽管藻类本身促进了网纹蚤对铅的富集。造成这一现象的原因可能是网纹蚤通过藻类在代谢过程中产生的能量或者自身含有天然抗氧化剂从而降低铅的毒性,因此藻类可能是通过能量相关路径而不是通过其对铅的富集来降低微塑料和铅的联合毒性。这需要进一步探索其解毒机制。

文章亮点

微塑料显著增加了重金属铅的毒性;

藻类降低了微塑料和铅的联合毒性;

毒性的增加是由于对可溶性铅和微塑料-铅复合物的吸收;

毒性的降低是由于能量相关路径。

摘要

• Micro-plastics (MPs) significantly increase Pb toxicity.

• Algae reduce the combined toxicity of MP and Pb.

• The toxicity increase comes from high soluble Pb and MP-Pb uptake.

• The toxicity reduction might come from energy related pathway.

Microplastics (MPs) have been recognized as a new class of emerging contaminants in recent years. They not only directly impact aquatic organisms, but also indirectly impact these organisms by interacting with background toxins in the environment. Moreover, under realistic environmental conditions, algae, a natural food for aquatic organisms, may alter the toxicity pattern related to MPs. In this research, we first examined the toxicity of MPs alone, and their effect on the toxicity of lead (Pb) on Ceriodaphnia dubia (C. dubia), a model aquatic organism for toxicity survey. Then, we investigated the effect of algae on the combined toxicity of MPs and Pb. We observed that, MPs significantly increased Pb toxicity, which was related to the increase in soluble Pb concentration and the intake of Pb-loaded MPs, both of which increased the accumulation of Pb in C. dubia. The presence of algae mitigated the combined toxicity of MPs and Pb, although algae alone increased Pb accumulation. Therefore, the toxicity mitigation through algae uptake came from mechanisms other than Pb accumulation, which will need further investigation.

编者点评微塑料作为一种普遍检出的新兴污染物,在水环境中会改变重金属的形态从而影响其对水生生物的毒性,而藻类作为水环境的初级生产者,同时能够作为食物被模糊网纹蚤所摄食,因此研究在藻类存在下,微塑料和铅对模糊网纹蚤联合毒性的影响具有一定的意义。文章揭示了藻类对重金属毒性的缓解不是由于其自身富集而是通过能量相关路径,有助于人们了解在藻类存在下复合污染的生态毒理效应。

本期编辑 施志强,男,24岁,中国科学院大学南京地理与湖泊研究所2019级环境科专业硕士生,导师为徐华成研究员,研究方向为湖泊环境化学。

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(来源:科学网)

 
 
 
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