近期，南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院李梅教授團(tuán)隊蔣小峰博士等人在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Environment International（IF 13.352）發(fā)表題為“Seasonal variations and feedback from microplastics and cadmium on soil organisms in agricultural fields”的研究文章，利用16S rDNA多樣性測序、非靶向和靶向代謝組學(xué)技術(shù)（中科新生命提供服務(wù)）對微塑料和鎘（Cd）污染農(nóng)田中蚯蚓腸道菌群和代謝物情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)蚯蚓腸道菌群失調(diào)、代謝譜改變；此外，微塑料可作為載體在土壤環(huán)境中轉(zhuǎn)移重金屬，并可能在土壤生物體內(nèi)積累，揭示了土壤生態(tài)系統(tǒng)中微塑料進(jìn)入土壤環(huán)境和重金屬協(xié)同污染的潛在風(fēng)險。
研究材料
不同季節(jié)農(nóng)田土壤，蚯蚓腸道組織和內(nèi)容物。
 
技術(shù)路線
步驟1  立體顯微鏡測定土壤中微塑料的形狀、大小和顏色；
步驟2  μ-FTIR鑒定微塑料聚合物類型組成情況；
步驟3  土壤原位蚯蚓體內(nèi)微塑料和Cd含量的測定；
步驟4  16S rDNA多樣性測序檢測土壤、蚯蚓腸道細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化；
步驟5  非靶、靶向代謝組檢測蚯蚓腸道代謝譜變化。  
2.土壤、蚯蚓腸道和糞便微塑料、Cd含量的分布情況和相關(guān)性
線性回歸分析顯示，在冬季微塑料和Cd含量顯著相關(guān)（圖3）。對10個土壤采樣點取樣，僅F2、F3和F6均有皮質(zhì)遠(yuǎn)盲蚓檢出，因此后續(xù)對這3個采樣點進(jìn)行進(jìn)一步研究。結(jié)果顯示，蚯蚓腸道和糞便中的微塑料含量顯著高于土壤環(huán)境中的含量；蚯蚓腸道中Cd含量顯著高于土壤（圖4）。這些結(jié)果表明微塑料可能作為載體，將土壤環(huán)境中的重金屬轉(zhuǎn)移并在生物體內(nèi)富集，這將造成潛在的健康風(fēng)險。  
小編小結(jié)
本文通過對無錫太湖農(nóng)田污染物微塑料和Cd季節(jié)性變化的研究發(fā)現(xiàn)，春季和冬季采樣點的微塑料豐度不同，但兩者間尺寸大小分布類似，來源于地膜覆蓋的聚乙烯是主要的微塑料類型。原位蚯蚓對土壤微塑料污染的反應(yīng)表明微塑料可作為載體，將土壤環(huán)境中的重金屬轉(zhuǎn)移并在生物體內(nèi)富集。16S rRNA測序和代謝組學(xué)的結(jié)果表明，微塑料-重金屬污染土壤可導(dǎo)致原位蚯蚓腸道細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)失調(diào)和能量代謝失衡。這些研究結(jié)果對土壤生態(tài)系統(tǒng)中微塑料和重金屬污染物共存的潛在風(fēng)險進(jìn)行了綜合評價，對維護(hù)土壤生態(tài)安全具有重要作用。