导 读
随着环保主义者和消费者越来越关注海洋和海鲜中的微米和纳米塑料，在海洋环境中对它们的研究也越来越多。但是对农业土壤中的纳米塑料知之甚少。现在，研究人员有直接证据表明纳米塑料已被陆地植物内在化。
译者: 陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员、中国科协环境生态领域首席传播专家）
日期：2020年6月22日
原题: Nanoplastics accumulate in land-plant tissues
来源：马萨诸塞大学阿默斯特分校（University of Massachusetts Amherst）
出处：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200622152542.htm
麻省大学阿默斯特分校的邢宝山及其在中国的同事说，随着环保主义者和消费者对海洋和海鲜中的微米和纳米塑料的关注日益增加，它们在海洋环境中的研究越来越多。但他们补充说，“人们对纳米塑料在陆地环境，特别是农业土壤中的行为知之甚少”。
UMass Amherst的斯托克布里奇农业学院的环境科学家、中国山东大学的合作者邢指出，迄今为止，尚无直接证据表明纳米塑料已被陆地植物内在化。
他们指出：“我们的发现提供了直接的证据，表明纳米塑料可以根据其表面电荷在植物中积累。纳米塑料在植物中的积累既可以产生直接的生态影响，也可以影响农业的可持续发展和食品安全。”带正电和带负电的纳米塑料都在常用的实验室模型植物拟南芥中积累。
邢补充说，全球范围内的广泛使用和对环境的持久性导致大量塑料废物。他说：“我们的实验为我们提供了使用微观，分子和遗传学方法在组织和分子水平上在实验室中植物体内摄取和吸收纳米塑料的证据。我们已经从根到芽证明了这一点。”有关细节，请参阅本周的《自然纳米技术》。
邢指出，纳米塑料颗粒可以和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性质并赋予其表面电荷，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具有正或负表面电荷的聚苯乙烯纳米塑料以用于我们的实验的原因。”
在Xian-Zheng Yuan 和Shu-Guang Wang 带领下的山东大学大团队进行实验的过程中，他帮助设计了研究，解释了结果，评估并修改了手稿。
他们在混合了带不同电荷的荧光标记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。七个星期后，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。
邢说：“纳米塑料减少了模型植物的总生物量。” “它们更矮小，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受到损害。”
他补充说：“我们发现带正电荷的颗粒吸收不多，但对植物的危害更大。我们不知道确切的原因，但是带正电荷的纳米塑料可能与水、营养和根的相互作用更多，并触发了不同的基因表达。这需要在环境中的作物种植过程中进一步探索。在那之前，我们不知道它如何影响农作物产量和粮食作物安全。”
该小组还分析了幼苗，以研究根部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。为了确定其分子机制，研究人员对根和芽进行了RNA-Seq转录组分析，然后对三个根基因和四个芽基因进行了定量PCR分析，验证了结果。
他们写道：“不管表面电荷如何，拟南芥都能吸收和运输尺寸小于200 nm的纳米塑料。”此外，“在这项研究中，我们主要证明，电荷不同的纳米塑料在根组织中的吸收和运输途径不同。”
文章：
Xiao-Dong Sun, Xian-Zheng Yuan, Yuebin Jia, Li-Juan Feng, Fan-Ping Zhu, Shang-Shang Dong, Jiajia Liu, Xiangpei Kong, Huiyu Tian, Jian-Lu Duan, Zhaojun Ding, Shu-Guang Wang, Baoshan Xing. Differentially charged nanoplastics demonstrate distinct accumulation in Arabidopsis thaliana.Nature Nanotechnology, 2020; DOI: 10.1038/s41565-020-0707-4
来源 土壤家
