对陆地植物的研究表明纳米塑料在组织中积累

马萨诸塞大学阿默斯特分校的 Baoshan Xing 及其在的同事说，随着环保主义者和消费者对海洋和海鲜中的微塑料和纳米塑料越来越关注，他们越来越多地在海洋环境中进行研究。但是“关于纳米塑料在陆地环境，尤其是农业土壤中的行为知之甚少，”他们补充道。

马萨诸塞州阿默斯特斯托克布里奇农业学院的环境科学家和山东大学的合作者 Xing 指出，到目前为止，还没有直接证据表明纳米塑料被陆生植物内化。

他们说：“我们的研究结果提供了直接证据，表明纳米塑料可以在植物中积累，这取决于它们的表面电荷。纳米塑料的植物积累可以对农业可持续性和食品安全产生直接的生态影响和影响。” 带正电和带负电的纳米塑料在常用的实验室模型植物拟南芥中积累。

邢补充说，全球广泛使用和长期存在于环境中，导致“大量”塑料垃圾。他说：“我们的实验已经使用微观、分子和遗传方法为我们提供了实验室中植物在组织和分子水平上吸收和积累纳米塑料的证据。我们已经从根到芽证明了这一点。” 详情请见本周《自然纳米技术》。

邢指出，纳米塑料颗粒可以像蛋白质或病毒一样小。风化和降解会改变塑料的物理和化学特性并赋予表面电荷，因此环境颗粒与实验室中常用的原始聚苯乙烯纳米塑料不同。“这就是为什么我们合成了带有正或负表面电荷的聚苯乙烯纳米塑料用于我们的实验。”

他帮助设计了这项研究，解释了结果，评估和修改了手稿，而由袁宪政和王曙光领导的山东大学的一个大团队进行了实验。

他们在混合了不同电荷、荧光标记的纳米塑料的土壤中种植拟南芥植物，以评估植物的重量、高度、叶绿素含量和根系生长情况。例如，七周后，他们观察到暴露于纳米塑料的植物中的植物生物量和高度低于对照组。

“纳米塑料减少了模型植物的总生物量，”邢补充道。“它们更小，根更短。如果减少生物量，对植物不利，产量下降，作物的营养价值可能会受到影响。”

他补充说：“我们发现带正电的颗粒没有被吸收那么多，但它们对植物的危害更大。我们不知道确切原因，但很可能带正电的纳米塑料与水、养分和根，并触发了不同的基因表达。这需要在环境中的作物植物中进一步探索。在此之前，我们不知道它会如何影响作物产量和粮食作物安全。”

该团队还分析了幼苗，以研究根对带电纳米塑料的敏感性。暴露10天，与对照幼苗相比，幼苗生长受到抑制。为了确定相关的分子机制，研究人员使用了根和芽的 RNA-Seq 转录组学分析，然后通过对三个根基因和四个芽基因的定量 PCR 检测来验证结果。

“无论表面电荷如何，拟南芥都可以吸收和运输尺寸小于 200 nm 的纳米塑料，”他们写道。此外，“在这项研究中，我们主要证明根组织中纳米塑料的吸收和运输途径在带不同电荷的纳米塑料之间有所不同。”