环境中的微/纳塑料由于具有比表面积大、表面极性低、容易吸附积累其他污染物等特点而被广泛关注。相比于其他生物类群，沉水植物完全沉没于水中，其对水环境中污染物的变化可能更加敏感。基于此，武汉植物园水生植物与水生态系统健康学科组科研人员，开展了微/纳塑料对类/重金属的吸附行为及其对沉水植物的毒性效应研究，取得进展如下：
1、微/纳塑料对砷的吸附增强了对沉水植物的毒性效应
水生植物与水生态系统健康学科组博士研究生汤娜在邢伟研究员的指导下，研究了类金属砷（三价砷和五价砷）对四种不同粒径（100、10、1和0.1μm）的三种微塑料（聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚乙烯）的吸附行为；同时，实验探究了聚苯乙烯纳米塑料和砷对两种沉水植物（密刺苦草和菹草）的复合毒性。研究结果表明，微/纳塑料对砷具有吸附亲和力，两种污染物的结合对两种沉水植物的生长均产生较大的毒性作用。微/纳塑料对砷的吸附能力随反应时间和浓度的增加而呈正相关，且其吸附能力与pH值和温度密切相关。含复杂官能团的聚氯乙烯和聚苯乙烯对砷的吸附能力大于聚乙烯，而粒径较小的纳米塑料由于其比表面积较大而表现出良好的吸附行为。同时，聚苯乙烯纳米塑料显著抑制了沉水植物的叶绿素含量、Fv/Fm、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、丙二醛含量、抗氧化酶活性和根活性，并破坏了植物叶片的细胞结构（细胞膜、线粒体和细胞核）。此外，当聚苯乙烯纳米塑料和砷共同作用时，沉水植物的生长受到更明显的抑制，而不是降低砷的毒性，进一步说明聚苯乙烯纳米塑料和砷的吸附行为可以增强污染物的生态风险。研究成果以“The adsorption of arsenic on micro- and nano-plastics intensifies the toxic effect on submerged macrophytes”为题在国际学术期刊Environmental Pollution上发表。本研究得到了国家自然科学基金项目(31870346，32170375，U224023)、武汉应用基金前沿项目（2020020601012287）和中国科学院项目（中非联合研究中心SAJRC202102）的联合支持。
图1 微/纳米塑料对砷的吸附作用增强了对沉水植物的毒性效应
2、微塑料和铅对沉水植物的复合毒性研究
水生植物与水生态系统健康学科组硕士研究生Hirpa Abduro Ogo在邢伟研究员的指导下开展了微塑料和铅对密刺苦草和菹草的单一及复合毒性作用研究。结果表明，在微塑料和铅的单一和复合毒性实验中，沉水植物的光合色素、叶绿素荧光、可溶性糖、可溶性蛋白质和丙二醛随着铅浓度的增加而降低。两种沉水植物的超氧化物歧化酶和铅的生物积累水平均随着铅浓度的增加而增加。然而，只有在最高铅浓度下，微塑料才加重了铅毒性，从而降低沉水植物的叶绿素a含量和超氧化物歧化酶活性。综上所述，铅单独暴露和与微塑料的联合暴露对沉水植物的生理生化性状均产生了一系列的影响，且似乎具有协同作用和物种特异性。该研究成果以“Combined toxicity of microplastic and lead on submerged macrophytes”为题在国际学术期刊Chemosphere上发表。本研究得到了国家自然科学基金项目（31870346，32170375）、武汉应用基金前沿项目（2020020601012287）和中国科学院项目（中非联合研究中心SAJRC202102）的联合支持。
图2 微塑料和铅对沉水植物的复合毒性研究
