【摘 要】
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近年来,微塑料作为一种新型的持久性污染物受到了广泛关注。微塑料粒径较小,来源广泛,对生物体具有毒性效应,在自然环境中难以自行降解,对全球生态系统特别是水生生态系统构成了严重的威胁。微藻作为绿色经济的环境净化替代品,引起了越来越多的关注。一方面,微藻是初级生产者,对有毒物质较为敏感,可以作为微塑料污染风险评估的指示生物;另一方面,微藻绿色环保,能分泌胞外聚合物,对微塑料具有潜在的生物净化能力。因此,
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近年来,微塑料作为一种新型的持久性污染物受到了广泛关注。微塑料粒径较小,来源广泛,对生物体具有毒性效应,在自然环境中难以自行降解,对全球生态系统特别是水生生态系统构成了严重的威胁。微藻作为绿色经济的环境净化替代品,引起了越来越多的关注。一方面,微藻是初级生产者,对有毒物质较为敏感,可以作为微塑料污染风险评估的指示生物;另一方面,微藻绿色环保,能分泌胞外聚合物,对微塑料具有潜在的生物净化能力。因此,本文主要探究了微塑料与微藻共存条件下,二者间的交互作用机制与机理,具体分析了微塑料对微藻的毒理机制,并评估微藻作为微塑料处理的替代性生物材料的潜力。本文以小球藻L38和三角褐指藻为目标藻株,首先探究了不同种类微塑料(PP、PE、PET和PVC)对两株微藻的影响,对影响机制进行了初步探究。实验表明,微塑料会抑制微藻的生长性能。此外,微塑料会引起微藻细胞的氧化应激,SOD活性和MDA含量最高可分别达到对照组的4.3倍和2.2倍。另一方面,通过SEM观察到PVC微球在微藻细胞外部聚集,证明了微藻具有分泌EPS聚集微塑料的潜力。根据上述实验结果,以PVC作为后续实验研究对象,探究不同浓度和尺寸PVC对两株微藻的影响。实验表明,浓度越高,尺寸越小,其对微藻细胞的抑制效果和毒性效应越强。微塑料对两株微藻的最高生长抑制率可分别达到19.9%和32.7%,比表面积可能是衡量影响效果的关键因素。为进一步验证实验结果,以小球藻L38作为研究对象,对其进行转录组测序。结果表明,微塑料会显著抑制光系统Ⅱ中psb A和psb D基因的表达,显著抑制微藻的光合作用。此外,微塑料会抑制呼吸电子传递链并破坏ROS产生与消除的平衡,引起微藻细胞的氧化应激。这些结果证明了微塑料对微藻的生理活动造成的严重损害,从分子水平进一步阐明了微塑料与微藻的交互作用机制与机理。
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