顆粒在線訊：近年來，微納米塑料作為一類新污染物得到關(guān)注。相較于微塑料，納米塑料（尺寸1 μm以下）具有賦存數(shù)量大、吸附效率高、跨生物膜能力強(qiáng)等特點(diǎn)，展現(xiàn)出更強(qiáng)烈的生態(tài)和毒性效應(yīng)。海岸帶是人口密集、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)頻繁、漁業(yè)生產(chǎn)集中的區(qū)域，也是納米塑料的重要匯集區(qū)域，闡明納米塑料在海岸帶環(huán)境和生物體內(nèi)的遷移行為和毒性機(jī)制，對(duì)于全面、準(zhǔn)確理解塑料污染的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)以及對(duì)人類健康的影響，具有重要的科學(xué)意義，但研究頗具挑戰(zhàn)性。當(dāng)前，具有真實(shí)環(huán)境意義的納米塑料樣品制備、復(fù)雜基質(zhì)中納米塑料的高靈敏示蹤技術(shù)是這一領(lǐng)域的瓶頸。中國科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所王運(yùn)慶/陳令新海岸帶化學(xué)與生態(tài)要素的分析監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)在納米塑料模型粒子、分析方法以及毒理效應(yīng)等方面開展研究，取得系列進(jìn)展。 

　　目前，納米塑料研究使用化學(xué)合成粒子聚苯乙烯（PS）納米球，塑料材質(zhì)種類不足，且生成途徑和理化性質(zhì)等方面缺乏環(huán)境真實(shí)性?？蒲袌F(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種以日用塑料制品為原料，模擬環(huán)境中機(jī)械摩擦途徑制備納米塑料的方法。研究通過料理機(jī)打磨和差速離心方式，制備了聚乙烯（PE）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）等多種材質(zhì)和多種粒徑分布的納米塑料，在塑料材質(zhì)、形貌、密度、添加劑成分等方面與環(huán)境中真實(shí)樣品更接近，為納米塑料研究提供了“樣品庫”。 

　　研究進(jìn)一步發(fā)展了基于含銥元素有機(jī)分子標(biāo)記、電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）定量測(cè)定納米塑料的新方法（圖1）。以礦泉水瓶為原料制備的PET納米塑料為代表，科研人員定量探究了其在小鼠體內(nèi)和海岸沉積物中的遷移行為規(guī)律。結(jié)果表明，單次靜脈注射條件下，納米塑料主要分布在小鼠肝臟和脾臟；單次灌胃條件下，納米塑料僅分布在消化道，未進(jìn)入外周器官。海岸沉積物再懸浮實(shí)驗(yàn)表明，納米塑料在海水中的沉降與震蕩時(shí)間有關(guān)，時(shí)間延長有助于其與懸浮物充分結(jié)合。研究進(jìn)一步揭示了納米塑料更易沉降在上清液和沉積物的交界處，暗示了底棲生物具有較大的暴露風(fēng)險(xiǎn)。該研究為復(fù)雜介質(zhì)中納米塑料的高靈敏、高專屬性示蹤檢測(cè)提供了新方法。相關(guān)成果發(fā)表在Journal of Hazardous Materials（2022, 424, 127628）上。 

　　科研團(tuán)隊(duì)以斑馬魚胚胎作為動(dòng)物模型，研究不同粒徑和環(huán)境暈包覆的PET納米塑料的體內(nèi)分布和毒性效應(yīng)（圖2）。熒光標(biāo)記成像顯示納米塑料可以透過卵膜進(jìn)入到胚胎內(nèi)部，研究發(fā)現(xiàn)胚胎孵化率、心率和活性氧物種產(chǎn)生等生物學(xué)指標(biāo)受納米塑料尺寸、濃度和表面性質(zhì)影響。相關(guān)成果發(fā)表在Environmental Science-Nano（2020,7, 2313-2324，hot article）上。 

　　研究探索了納米塑料與苯并芘（Bap）形成的復(fù)合污染物及其與細(xì)胞的相互作用問題。研究發(fā)現(xiàn)：PS納米塑料吸附Bap納米團(tuán)簇，并作為載體攜帶Bap進(jìn)入細(xì)胞，定位于溶酶體、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；納米塑料的結(jié)合作用降低了不同尺寸Bap團(tuán)簇誘發(fā)細(xì)胞毒性的差異。該成果發(fā)表在Nanoscale（2021, 13, 1016-1028）上。研究進(jìn)一步剖析了體內(nèi)粘液對(duì)納米塑料復(fù)合污染物生物效應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)表面形成的黏蛋白暈?zāi)軌蚋淖儚?fù)合污染物的攝取機(jī)制、胞內(nèi)蓄積和亞細(xì)胞器分布，降低復(fù)合污染粒子胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)速率，延遲納米塑料和Bap的解離進(jìn)程，從而降低復(fù)合污染物的細(xì)胞毒性。相關(guān)工作發(fā)表在Journal of Hazardous Materials（2021, 406, 124306）上。 

　　相關(guān)成果為未來深入開展海岸帶區(qū)域納米塑料污染物的環(huán)境行為、環(huán)境效應(yīng)和人類健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等研究提供了技術(shù)儲(chǔ)備。研究工作得到國家自然科學(xué)基金等的支持。 

圖1.以礦泉水瓶為原料的PET納米塑料制備、銥元素標(biāo)記示意圖，以及靜脈注射條件下納米塑料在小鼠體內(nèi)的定量分布

圖2.PET納米塑料的掃描電鏡和粒徑分布，以及在斑馬魚卵和幼魚體內(nèi)的分布