篇(1)

　　【摘要】近年來，塑料在水體環(huán)境中的殘留轉(zhuǎn)化和危害受到了人們的關(guān)注。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，塑料材質(zhì)的殘留物能夠破碎成納米塑料，在水體環(huán)境中堆積，給水體環(huán)境帶來極大的污染。納米塑料的體積相當?shù)男。�直徑不�?mm，攜帶大量的有害化學物質(zhì)，是水體環(huán)境中分布范圍廣且極其微小的顆粒狀污染物。因為體積小的原因，從微小的浮游生物到人類，納米塑料可以被更廣泛的物種吸收，給生物的器官造成嚴重的損害。雖然納米塑料對水體環(huán)境有極大的影響，但我國有關(guān)納米塑料的研究還是比較稀少。本文將從納米塑料給水體環(huán)境帶來的危害以及分析研究現(xiàn)有的檢測技術(shù)這兩方面作簡要探討，給后續(xù)研究提供建議。

　　【關(guān)鍵詞】水體環(huán)境中;納米塑料;危害;檢測研究

　　【前言】納米塑料之所以成為水體環(huán)境中嚴重的污染源，是因為它能夠吸附并且攜帶對水體環(huán)境存在潛在的生物毒性的疏水性化學物質(zhì)，比如，殺蟲劑、各種激素等。同時，它的來源也相當?shù)膹V泛，比如，使用污泥、使用塑料制品、大氣沉降、船舶運輸業(yè)等，都會產(chǎn)生大量的納米塑料。納米塑料對生物的毒性，與它的表面性質(zhì)、體積大小有著很大的關(guān)系，體積越小的納米塑料越容易進入到生物的細胞和器官組織中，慢慢積累，給生物體的新陳代謝和生存繁殖造成極大危害。因此，我們要加強對納米塑料帶給環(huán)境和生物的影響的關(guān)注度，積極尋求方法，減少避免納米塑料污染。

　　納米塑料對水體環(huán)境的危害

　　納米塑料與環(huán)境中的微塑料和其他塑料一樣，對水體環(huán)境有著嚴重的危害。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，在水體的任何層次都有納米塑料的存在，通俗來講，納米塑料在水體的分布范圍已經(jīng)達到無所不在的地步，因此，納米塑料對水體環(huán)境的影響不容我們忽視。從現(xiàn)有情況來看，首先，有大量的納米塑料積累在水體的表面，遮蓋住了陽光，使得水體中的藻類植物得不到光合作用，產(chǎn)出的氧氣減少，水體的自凈能力大大降低，導致在水體的深層次的地方，水體的成分變得復雜，生物環(huán)境變得苛刻。其次，納米塑料能夠吸附并且攜帶對水體環(huán)境存在潛在生物毒性的疏水性化學物質(zhì)，在遷移轉(zhuǎn)化的過程中，通過物質(zhì)的累積循環(huán)作用，給水體環(huán)境帶來復合性的污染。最后，納米塑料吸附攜帶的有毒物質(zhì)很有可能殺死水體中的生物，使得生物多樣性減少，影響水體的生態(tài)平衡。

　　納米塑料對生物生態(tài)生長的危害

　　納米塑料的體積非常的小，極易被生物吸收，積累在生物的細胞和器官組織中，并且沿著生物的食物鏈和發(fā)育繁殖傳播轉(zhuǎn)移。生物體內(nèi)吸收進納米塑料后，納米塑料能夠穿透生物的細胞膜，進入到細胞組織中，慢慢積累，產(chǎn)生大量的毒性，影響生物體的成長、發(fā)育和繁殖。同時，納米塑料顆粒可以通過食物鏈和發(fā)育繁殖進行傳播轉(zhuǎn)移，進入到更多生物體的體內(nèi)，慢慢積累，影響生物體的生長。用牡蠣做實驗得出，納米塑料能夠大量的積累和滲透到生物體內(nèi)，影響生物體的成長和生命周期。由于納米塑料具有積累的特性以及能夠通過食物鏈傳播的特性，越處于食物鏈頂端的生物，受到納米塑料的危害越大，積累的毒素也越多。在所有生物體中，水體環(huán)境中生存的生物、喜愛飲食水生生物的鳥類以及哺乳類動物受到的危害比較大。

　　納米塑料對人體健康的危害

　　納米塑料的極易累積性和極易轉(zhuǎn)移性，導致人體的健康也受著納米塑料的危害。納米塑料對人體的危害主要有使得細胞發(fā)生毒性變化、引發(fā)炎癥、激發(fā)活性氧產(chǎn)生等。有許多研究數(shù)據(jù)表明，納米塑料可能會激活人體的先天免疫系統(tǒng)，導致細胞發(fā)生毒性變化，引發(fā)炎癥反應，或者是激發(fā)活性氧的產(chǎn)生。

　　由于納米塑料的性質(zhì)比較堅固穩(wěn)定，降解起來困難且消耗的時間長，所以非常容易在細胞和各組織中累積，引起人體新陳代謝紊亂和炎癥的出現(xiàn)。特別是那些患有腸道疾病的人，本身就有炎癥感染和身體素質(zhì)不好作為前提，會增強納米塑料的轉(zhuǎn)移和對納米塑料的吸收，增加被傳播感染的風險。當前，納米塑料的有關(guān)研究人員已經(jīng)開始注重納米塑料對人體的危害，并逐步對此進行檢測研究。但是，他們僅僅是用細胞模型和生物體模型作為實驗的對象，所研究的納米塑料的成分和性質(zhì)比較單一。因此，只有深層次、多樣化地去研究普通生物體中或者食物鏈中的納米塑料，才能夠更加準確地、全面地評估納米塑料對人體健康的危害。

　　納米塑料的檢測研究

　　納米塑料顆粒的體積非常的微小，與環(huán)境中的有機物的化學成分極其相似，很容易混淆，所以在進行納米塑料檢測時，十分的困難且具有挑戰(zhàn)性。對塑料聚合物顆粒進行檢測研究對于分析水體環(huán)境中的納米塑料的危害有著重大意義，一方面，可以明確水體環(huán)境中是否存在納米塑料;另外一個方面，可以分析檢測出納米塑料中的成分以及化學特性。在納米塑料的檢測技術(shù)中，主要有紅外光譜(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)、拉曼光譜(RM)這四種。

　　紅外光譜(FT-IR)

　　紅外光譜(FT-IR)是檢測分析納米塑料中最普遍常用的技術(shù)。用紅外光線照射在含有納米塑料的樣品上，會激發(fā)納米塑料的振動和躍遷，從而形成具有特點的光譜，所以這種技術(shù)主要是依據(jù)光譜的圖像識別納米塑料的種類。紅外光譜這種檢測技術(shù)可以通過反應聚合物表面的氧化程度來判斷出納米塑料的老化程度，但是由于紅外光譜對單粒子分析有一定的尺寸范圍要求，很難實現(xiàn)同時對多個納米塑料顆粒進行檢測分析，因此紅外光譜只能對同類納米塑料進行批量的檢測研究，同時，紅外光譜這種檢測技術(shù)也只適用于對特定的納米塑料顆粒進行檢測，有一定的局限性。

　　X射線光電子能譜(XPS)

　　X射線光電子不僅僅能夠使分子的價電子電離，還能夠激發(fā)內(nèi)層的電子。X射線光電子能譜檢測出來的數(shù)據(jù)為研究分子結(jié)構(gòu)和原子的價態(tài)提供信息，也可以為研究納米塑料的組成元素、化學狀態(tài)、分子結(jié)構(gòu)等提供相關(guān)信息。雖然X射線光電子檢測技術(shù)可以通過含有納米塑料的樣品的表面氧元素含量變化來判定納米塑料氧化的速度和程度，但X射線光電子技術(shù)在檢測時極易受到微生物細胞外聚合物的影響，導致無法準確的識別納米塑料的種類。

　　氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)

　　除去紅外光譜檢測技術(shù)外，質(zhì)譜法也是鑒別納米塑料的常用方法。氣相色譜-質(zhì)譜法主要有兩種類型：一是熱解氣相色譜-質(zhì)譜法，對納米塑料進行熱降解，研究分析熱降解產(chǎn)出的物質(zhì)，通過新產(chǎn)出的物質(zhì)來判定納米塑料的化學組成成分;二是熱吸附解吸氣相色譜質(zhì)譜法，相比于熱解氣相色譜-質(zhì)譜法而言，它對樣品的潔凈度要求不高，允許在不去除有機雜質(zhì)的情況下檢測分析樣品。氣相色譜-質(zhì)譜法比紅外光譜的檢測分析速度快，但是它不能提供詳盡的信息，比如納米顆粒的大小、數(shù)量、聚集情況以及尺寸等。

　　拉曼光譜(RM)

　　拉曼光譜檢測技術(shù)主要是利用激光的非彈性散射出的獨特的光譜圖來發(fā)現(xiàn)和鑒別納米塑料顆粒，與紅外光譜的原理有一定的相似之處。同時，它與紅外光譜檢測技術(shù)相互補充，能夠更加明確地識別出納米顆粒的化學組成成分。但因為表面等離子體信號的強弱很大程度上由樣品與探針的頂端的距離所決定，納米塑料顆粒表面的有機物也會妨礙拉曼光譜的檢測效果，因此，用拉曼光譜技術(shù)來檢測納米塑料的可靠性還有待觀察。

　　對體環(huán)境中納米塑料檢測技術(shù)的展望

　　目前，我國關(guān)于納米塑料的檢測還存在以下問題：第一，檢測技術(shù)大多是圍繞單細胞或者單個生物體展開的，缺乏系統(tǒng)性和邏輯性，無法為減少和預防納米塑料污染提供完整的數(shù)據(jù);第二，如果納米塑料被人體攝入，納米塑料攜帶的毒性物質(zhì)被人體吸收的多少還不夠明確;第三，由于檢測技術(shù)還在初級階段，很難從樣品中獲取到納米塑料，從而影響檢測的進程和果效。因此，在未來的時間里，我們要更加關(guān)注納米塑料負載污染物的生物富集作用，建立一個系統(tǒng)完整的檢測方案，為分析納米塑料對水體環(huán)境的危害奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在測試實驗時，努力實現(xiàn)降解塑料的粒度分離，并在納米尺度上測定碎片的納米塑料含量，提高實驗精準度。

　　水環(huán)境論文范文：對于農(nóng)村生態(tài)水環(huán)境治理的思考與對策分析

　　摘要：我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村的發(fā)展一直是國家關(guān)注的重點，著眼于當前農(nóng)村水環(huán)境存在的化肥農(nóng)藥過度使用、禽畜糞便污染、生活污水排放等諸多問題，從資源重復利用和排污系統(tǒng)改善等角度探尋水環(huán)境治理的新出路，基于國家對于美麗新農(nóng)村構(gòu)建的關(guān)注，提出了在新農(nóng)村建設過程中農(nóng)村能夠經(jīng)濟效益、社會效益與生態(tài)效益協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建和諧美麗的農(nóng)村人居環(huán)境方面的建議。

　　【結(jié)束語】

　　一直以來，廢棄的塑料材料都是環(huán)境污染源之一。塑料材料在降解的過程中，會慢慢形成納米塑料。很多塑料材料都具有不可降解的性質(zhì)，未完全降解的物質(zhì)形成納米塑料，在水體環(huán)境中不斷的累計。隨著事態(tài)的嚴重和深入的研究，人們開始重視納米塑料對水體環(huán)境、水生生物以及人體的毒性效應。與體積較大的微塑料相比，納米塑料的來源更加廣泛，攜帶的毒性物質(zhì)更加的多，納米塑料由于體積小的緣故，能夠輕易的沖破生物腸道組織細胞的阻攔，影響生物體的生長、發(fā)育和繁殖，隨著時間的累積，可能會通過食物鏈危害人類的身體健康。所以，增強對納米塑料的檢測研究力度是非常有必要且具有現(xiàn)實意義的。

　　【參考文獻】

　　[1]唐詩璟,鄭雄,陳銀廣.水體環(huán)境中納米銀的來源、遷移轉(zhuǎn)化及毒性效應的研究進展[J].化工進展,2013,(11):2727-2733.doi:10.3969/j.issn.1000-6613.2013.11.035.

　　[2]王超云,董曉菲,邵青娜,潘星任,秦鵬飛.納米塑料的污染行為與毒理效應研究進展[J].廣東化工,2019,46(9):138-139.doi:10.3969/j.issn.1007-1865.2019.09.059.

　　[3]潘廣鋒,肖國民.納米技術(shù)在塑料領(lǐng)域中的應用及研究進展[J].化工時刊,2001,15(10):1-4.doi:10.3969/j.issn.1002-154X.2001.10.001.

　　[4]夏義平,呂光,黨亞敏,林肖惠,張毅,馬永民,曾強.環(huán)境水體中人工合成甜味劑的污染及檢測方法研究進展[J].環(huán)境與健康雜志,2019,36(1):90-93.doi:10.16241/j.cnki.1001-5914.2019.01.022.

篇(2)

　　摘要：自然環(huán)境中的微/納米塑料污染日趨嚴重，但納米塑料對農(nóng)作物生長的潛在影響尚不清楚。通過營養(yǎng)液培養(yǎng)方式，探討了粒徑為80nm的聚苯乙烯納米塑料(polystyrenenanoplastics,PS-NPs)對金鄉(xiāng)大蒜(AlliumsativumL.)葉綠素含量、抗氧化性能和營養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，添加PS-NPs處理的大蒜，其葉片葉綠素含量均顯著低于對照組，葉綠素的合成受到抑制。大蒜葉片SOD、APX活性和脯氨酸含量隨著PS-NPs質(zhì)量濃度的增加呈先升高后降低的趨勢。10d處理時大蒜葉片POD活性隨PS-NPs質(zhì)量濃度的增加而上升，但在20d處理時，各處理組POD活性均受到抑制。大蒜葉片MDA含量隨PS-NPs質(zhì)量濃度的增加而增加，在ρ(PS-NPs)為100mg·L-1處理下，10d和20d處理時其含量相比對照分別增加43.24%和89.70%。同時，經(jīng)ρ(PS-NPs)為100mg·L-1脅迫處理10d后，大蒜葉片可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和維生素C含量均高于對照組，但20d后，維生素C含量較對照則降低了26.53%。以上結(jié)果表明PS-NPs能對大蒜產(chǎn)生較為顯著的氧化脅迫效應，且較高質(zhì)量濃度的PS-NPs脅迫會對大蒜葉片的營養(yǎng)品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。

　　關(guān)鍵詞：金鄉(xiāng)大蒜;納米塑料;生長生理;抗氧化酶;營養(yǎng)品質(zhì)

　　據(jù)統(tǒng)計，全球每年塑料生產(chǎn)量已超過3.2億t，多達74%的塑料垃圾最終被排放到環(huán)境中[1]。在物理、化學和微生物等作用下，塑料垃圾會被分解成無數(shù)微小的塑料碎片或顆粒[2]。同時，個人護理品中的塑料微珠以及人造紡織品聚合纖維等微塑料，也會直接進入環(huán)境。早在2004年，英國學者Thompson等[3]在研究海洋塑料垃圾污染時提出“微塑料”這一概念。

　　一般認為，當塑料碎片或顆粒的尺寸小于5mm時，即被定義為微塑料[4]。理論上，環(huán)境中的微塑料仍然會進一步分解，最終可形成尺寸小于100nm的納米塑料[5]。Besseling等[6]通過研究證實，在條件充分時，一個微塑料顆粒可以破碎成1014個以上的納米塑料。納米塑料體積小，比表面積大，使其很容易吸附攜帶其它污染物[7]。相較于微塑料，納米塑料也更容易被生物體吞食或被動攝入[8]，然后通過食物鏈在高營養(yǎng)層生物體內(nèi)富集[9,10]，其毒性實驗也表明納米塑料對生物體和人類健康存在潛在危害[11]。

　　近年來，陸地生態(tài)系統(tǒng)中納米塑料污染受到廣泛重視，尤其是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的納米塑料對農(nóng)作物生長的潛在危害[12-16]。連加攀等[17]的研究指出，粒徑為50nm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、線性低密度聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯納米塑料能夠?qū)π←?TriticumaestivumL.)種子的發(fā)芽和生長產(chǎn)生抑制作用。Jiang等[18]的研究發(fā)現(xiàn)100nm的聚苯乙烯微球能夠干擾蠶豆(ViciafabaL.)生長過程中營養(yǎng)物質(zhì)的運輸，并對作物產(chǎn)生遺傳毒性。

　　Giorgetti等[19]的研究結(jié)果也表明：50nm的聚苯乙烯微球能誘導洋蔥(AlliumcepaL.)細胞毒性(降低有絲分裂指數(shù))、基因毒性(細胞遺傳異常和微核的誘導)和氧化損傷。整體而言，關(guān)于納米塑料對高等植物的影響研究仍然偏少，納米塑料對作物生長和品質(zhì)的影響尚不清晰。大蒜是著名的食藥兩用植物，其蒜頭和蒜葉均可作蔬菜食用。聚苯乙烯是使用最為廣泛的塑料材料，常用于塑料杯、塑料薄膜等包裝盒和建筑保溫等產(chǎn)業(yè)，已成為土壤、湖泊和海洋的主要污染物[20]。因此，本研究選用廣泛種植的金鄉(xiāng)大蒜(AlliumsativumL.)作為供試材料，以粒徑為80nm的聚苯乙烯納米顆粒(polystyrenenanoplastics,PS-NPs)作為脅迫物質(zhì)，探討不同質(zhì)量濃度的PS-NPs對大蒜葉片葉綠素含量、抗氧化性能和營養(yǎng)品質(zhì)的影響，以期為后續(xù)評估納米塑料對農(nóng)作物的影響提供參考依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1塑料微球

　　本研究采用由Nileblue熒光染料標記的紅色熒光PS-NPs，購自大鵝(天津)科技有限公司。PS-NPs呈球形，平均粒徑為80nm，變異系數(shù)<5%，在水相中分散和保存，原液中ρ(PS-NPs)為10000mg·L-1。

　　1.2供試大蒜和培養(yǎng)實驗

　　挑選飽滿且大小一致的金鄉(xiāng)大蒜蒜瓣，先用2%H2O2溶液浸泡約30min，進行表面滅菌，隨后用超純水多次漂洗去除殘留H2O2。用吸水紙擦拭干凈后，放置于直徑12cm的玻璃培養(yǎng)皿中。每盤處理放置12粒蒜瓣，加入20%Hoagland營養(yǎng)液160mL，隨后整盤置于光照培養(yǎng)箱(SPX-250B-G，上海博迅)中培養(yǎng)6d，待其莖盤長出短根及頂部冒出細牙后進行脅迫實驗。在脅迫實驗中，取適量PS-NPs原液，用20%Hoagland營養(yǎng)液稀釋，使培養(yǎng)液中ρ(PS-NPs)分別為1、10、50和100mg·L-1，取160mL培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。設置培養(yǎng)箱溫度為22℃±1℃，光照時間為13h，光照強度約9900lx。培養(yǎng)過程中每日早晚各添加適量純水補充蒸發(fā)量，每3d更換一次培養(yǎng)液。

　　在PS-NPs處理第10d和第20d采集植物葉片后測定。Hoagland營養(yǎng)液[21]成分為5.00mmol·L-1Ca(NO3)2·4H2O、5.04mmol·L-1KNO3、1.99mmol·L-1MgSO4·7H2O、1.03mmol·L-1KH2PO4、8.99μmol·L-1Fe2(C4H4O6)3、9.70μmol·L-1H3BO3、2.02μmol·L-1MnCl2·4H2O、0.31μmol·L-1ZnSO4、0.20μmol·L-1CuSO4·5H2O和0.09μmol·L-1H2MoO4·4H2O。取PS-NPs原液時，先超聲(120W)振動5min以保證取樣均勻。

　　同時培養(yǎng)液中每天早晚補水后適當攪拌，以保證培養(yǎng)液中納米塑料質(zhì)量濃度均勻。葉片采集和后處理：先使用去離子水清洗大蒜葉片表面，用吸水紙擦拭干凈，然后使用手術(shù)剪刀分別剪取大蒜葉片中段。取樣完成后迅速完成部分指標測定，其余樣本先液氮速凍，然后迅速置于超低溫冷凍儲存箱(DW-HL100，中科美菱)中保存待測。

　　1.3指標測定方法葉綠素采用丙酮乙醇浸提法測定[22]，超氧化物歧化酶(SOD)采用黃嘌呤氧化酶法測定[23]，過氧化物酶(POD)采用愈創(chuàng)木酚顯色法測定[24]，抗壞血酸過氧化物酶(APX)采用紫外分光光度法測定[25]，脯氨酸采用酸性茚三酮顯色法測定[26]，丙二醛(MDA)采用硫代巴比妥酸顯色法測定[26]，可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍法測定[25]，可溶性糖采用蒽酮比色法測定[25]，維生素C采用比色法測定[25]。以上所有指標均采用試劑盒檢測。所有試劑盒均購自南京建成生物工程研究所，詳細實驗步驟嚴格按照說明書進行。

　　1.4數(shù)據(jù)處理本實驗數(shù)據(jù)均使用SPSS26.0進行單因素ANOVA檢驗分析，以Duncan檢驗進行事后多重比較(P<0.05)。實驗數(shù)據(jù)均以平均值±標準偏差(Mean±SD)表示，圖形均采用Origin2018軟件繪制。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1PS-NPs對葉綠素含量的影響

　　光合作用是植物必需的重要生理過程，能為植物生長和生物量的增加提供重要幫助，葉綠素含量的多少又能直接影響光合作用的強弱[27]。可見，添加PS-NPs處理后，葉片葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量都顯著低于對照組(P<0.05)，且都在ρ(PS-NPs)為1mg·L-1處理時出現(xiàn)最低值。Lian等[28]的研究結(jié)果表明，在100nm的PS-NPs脅迫下，生菜(LactucasativaL.)葉片的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量皆低于對照，與本研究結(jié)果一致。

　　葉綠素的合成是一個由多酶參與的復雜過程[29]，PS-NPs脅迫可能會降低合成關(guān)鍵酶活性，從而使得葉片葉綠素含量下降。本實驗中添加PS-NPs處理后，葉綠素含量均隨PS-NPs質(zhì)量濃度的增加而上升，這可能是因為非生物逆境脅迫促使葉片濃縮，從而導致單位面積的葉綠素含量增加[30]，還有可能是在逆境脅迫下，葉綠素與葉綠體蛋白間的結(jié)合逐漸松弛，葉綠素更容易被提取，最終導致葉綠素含量增加[31]。

　　2.2PS-NPs對大蒜葉片的氧化損傷

　　SOD作為抗氧化防御的第一道防線，對機體氧化和抗氧化的平衡至關(guān)重要[32]。經(jīng)PS-NPs脅迫處理10d和20d后，SOD活性隨PS-NPs質(zhì)量濃度的增加均呈先升高后降低的趨勢，在ρ(PS-NPs)為10mg·L-1時，SOD活性相比對照分別上升了17.98%和7.33%，且差異顯著(P<0.05)。當ρ(PS-NPs)增大至100mg·L-1時，第10d和20d處理下，SOD活性相比對照分別降低了13.42%和20.87%，這表明高質(zhì)量濃度的PS-NPs處理會顯著抑制大蒜葉片的SOD活性。

　　PS-NPs對大蒜葉片POD活性的影響。10d處理時，POD活性隨PS-NPs質(zhì)量濃度的增加而上升，在ρ(PS-NPs)為100mg·L-1時，POD活性相比對照上升了138.55%，差異顯著(P<0.0520dpodps-npsps-nps50mgl-1100mgl-1pod46.2251.6910dps-npspodpodapxh2o233ps-npsapx2cps-nps10dapx74.33897.17179.937.57ps-nps10dapx20dapxps-nps1mgl-1100mgl-129.1158.44p>0.05)。這表明在本實驗PS-NPs質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，PS-NPs脅迫處理20d內(nèi)不會顯著抑制APX活性。

　　脯氨酸是一種可溶性滲透劑，能作為滲透調(diào)節(jié)介質(zhì)、自由基清除劑和高分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑來幫助植物抵御外界環(huán)境脅迫[34]。PS-NPs對大蒜葉片脯氨酸含量的影響。可見，脯氨酸含量隨PS-NPs質(zhì)量濃度的增加呈先增加后減少的趨勢。在ρ(PS-NPs)為10mg·L-1時，10d處理下，葉片脯氨酸含量達到峰值，最高脯氨酸含量相比對照增加了308.27%。而當ρ(PS-NPs)增加至100mg·L-1時，在20d處理下，葉片脯氨酸含量相比對照則減少12.77%。

　　MDA常常反映機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度，也可間接地反映出細胞的氧化損傷程度[26]。經(jīng)PS-NPs脅迫處理后，大蒜葉片MDA含量隨著PS-NPs質(zhì)量濃度的增加而增加，在ρ(PS-NPs)為100mg·L-1、脅迫處理20d時，MDA含量達到最高，相比對照增加了89.70%。且在同一質(zhì)量濃度的PS-NPs處理時，脅迫時間越長，MDA含量也越高。這表明隨著PS-NPs質(zhì)量濃度增大和脅迫時間延長，大蒜葉片的脂質(zhì)過氧化程度和細胞損傷程度在逐漸加重。SOD可清除機體內(nèi)過量產(chǎn)生的超氧陰離子自由基(O2-·)，使之發(fā)生歧化反應，生成H2O2和O2[35]。

　　隨后，POD和APX活性也將被激活，催化分解H2O2生成H2O和O2[36]。Zhou等[37]的研究表明，在粒徑20nm的PS-NPs作用下，水稻根系SOD活性隨著PS-NPs質(zhì)量濃度的增加而上升，與本實驗中ρ(PS-NPs)≤10mg·L-1處理10d時的結(jié)果較一致。同時，本實驗結(jié)果顯示，經(jīng)ρ(PS-NPs)為100mg·L-1脅迫處理后，大蒜葉片的SOD活性被顯著抑制，這可能是由于產(chǎn)生的過量自由基已超過酶作用閾值[37]，且生成的過量H2O2也會抑制SOD活性[38]。

　　此外，在ρ(PS-NPs)為100mg·L-1時，10d后大蒜葉片的POD和APX活性均高于對照，這可能是因為氧化脅迫增強，植物體通過提高這兩種酶活性使自身免受傷害[25];但20d后兩者活性都受到抑制，這可能是由于H2O2的積累速度大于植物保護系統(tǒng)清除的速度，造成H2O2過度積累，從而導致酶活性出現(xiàn)抑制現(xiàn)象[39]。NPs具有顯著誘導APX酶基因表達的能力[40]，如在粒徑為100nm的PS-NPs脅迫下，黃瓜(CucumissativusL.)葉片APX酶基因相對表達水平提高了600%以上[25]。

　　本實驗中，在ρ(PS-NPs)為10mg·L-1時，10d脅迫下APX活性達到最大，推測可能是此時PS-NPs誘導的APX酶基因表達量顯著增加，從而使得APX活性顯著上升。本實驗中脯氨酸含量總體呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，這表明在一定PS-NPs質(zhì)量濃度脅迫時，大蒜體內(nèi)的脯氨酸能作為有效的抗氧化劑清除自由基，調(diào)節(jié)大蒜體內(nèi)的氧化平衡狀態(tài)。從MDA含量變化來看，由于抗氧化酶活性在ρ(PS-NPs)為100mg·L-1、脅迫處理20d時都被抑制，導致機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度顯著上升，即MDA含量顯著增加(P<0.05)，這也間接反映出高質(zhì)量濃度PS-NPs的存在可對大蒜造成氧化損傷[41]。

　　2.3PS-NPs對大蒜葉片營養(yǎng)品質(zhì)的影響

　　蛋白質(zhì)、糖類和維生素等是植物體內(nèi)重要的營養(yǎng)素，其含量的多少也可直接或間接反映出植物營養(yǎng)品質(zhì)的高低[42]。PS-NPs脅迫下大蒜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量，經(jīng)PS-NPs處理10d后，當ρ(PS-NPs)≤50mg·L-1時大蒜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量略低于對照，但當ρ(PS-NPs)增加至100mg·L-1時，可溶性蛋白質(zhì)含量較對照增加9.45%。

　　在PS-NPs脅迫處理20d后，大蒜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均高于對照，但增加均不顯著(>0.05)。可溶性糖含量在ρ(PS-NPs)為10mg·L-1和50mg·L-1時均顯著低于對照，PS-NPs的存在降低了大蒜葉片可溶性糖含量，表現(xiàn)出抑制作用;但在ρ(PS-NPs)為100mg·L-1時，處理10d和20d后，可溶性糖含量相比對照分別升高了2.50%和44.65%，表現(xiàn)出促進作用。

　　10d處理時，PS-NPs脅迫使得維生素C含量顯著增加。但20d處理時，維生素C含量呈先上升后下降的趨勢，并在ρ(PS-NPs)≥10mg·L-1時開始低于對照。當ρ(PS-NPs)增加至100mg·L-1時，維生素C含量較對照降低26.53%，達到差異顯著水平(<0.054344l.sativaps-npslian28ps-nps1mgl-1l.sativaps-nps1mgl-110d>0.05)，而此時可溶性糖含量要顯著高于對照，這可能是可溶性糖含量的增加緩解了PS-NPs的脅迫，進而可溶性蛋白質(zhì)含量并未發(fā)生顯著變化[45]。

　　維生素C具有清除體內(nèi)自由基、預防癌癥的作用，還有增強人體免疫功能、預防和治療缺鐵性貧血等多種功能，同時，維生素C作為植物抗氧化系統(tǒng)中的非酶性物質(zhì)，對于抵御外界的非生物脅迫具有重要作用[46]。本研究中，10d處理時維生素C含量顯著增加，表明此時維生素C參與了緩解PS-NPs帶來的脅迫效應。在ρ(PS-NPs)為100mg·L-1時，20d脅迫使得維生素C含量顯著下降，可能是高氧化脅迫環(huán)境造成維生素C合成量下降，也可能是清除體內(nèi)過量的自由基需要消耗大量的維生素C，消耗量大于合成量所致[47]。

　　3結(jié)論

　　(1)在粒徑為80nm的PS-NPs脅迫下，大蒜葉片的光合色素(葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素)含量均顯著低于對照，表明80nm的PS-NPs能顯著影響金鄉(xiāng)大蒜葉片葉綠素的合成過程。(2)80nm的PS-NPs能對大蒜葉片造成氧化脅迫，植物則可以通過提高SOD、POD、APX酶活性和脯氨酸含量來緩解一定程度的氧化脅迫環(huán)境。(3)80nm的PS-NPs對大蒜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響不顯著，對可溶性糖、維生素C含量的影響和PS-NPs質(zhì)量濃度、脅迫時間有關(guān)，納米塑料對大蒜葉片營養(yǎng)品質(zhì)的影響還需進一步研究。

　　參考文獻：

　　[1]AlimiOS,FarnerBJ,HernandezLM,etal.Microplasticsandnanoplasticsinaquaticenvironments:Aggregation,deposition,andenhancedcontaminanttransport[J].EnvironmentalScience&Technology,2018,52(4):1704-1724.

　　[2]任欣偉,唐景春,于宸,等.土壤微塑料污染及生態(tài)效應研究進展[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2018,37(6):1045-1058.RenXW,TangJC,YuC,etal.Advancesinresearchontheecologicaleffectsofmicroplasticpollutiononsoilecosystems[J].JournalofAgro-EnvironmentScience,2018,37(6):1045-1058.

　　[3]ThompsonRC,OlsenY,MitchellRP,etal.Lostatsea:Whereisalltheplastic?[J].Science,2004,304(5672):838-838.

　　[4]LawKL,ThompsonRC.Microplasticsintheseas[J].Science,2014,345(6193):144-145.

　　[5]楊婧婧,徐笠,陸安祥,等.環(huán)境中微(納米)塑料的來源及毒理學研究進展[J].環(huán)境化學,2018,37(3):383-396.YangJJ,XuL,LuAX,etal.Researchprogressonthesourcesandtoxicologyofmicro(nano)plasticsinenvironment[J].EnvironmentalChemistry,2018,37(3):383-396.

　　[6]BesselingE,RedondoHP,FoekemaEM,etal.Quantifyingecologicalrisksofaquaticmicro-andnanoplastic[J].CriticalReviewsinEnvironmentalScience&Technology,2019,49(1):32-80.

　　[7]ShenMC,ZhangYX,ZhuY,etal.Recentadvancesintoxicologicalresearchofnanoplasticsintheenvironment:Areview[J].EnvironmentalPollution,2019,252,doi:10.1016/j.envpol.2019.05.102.

　　作者：邱陳陳1，李國新1*，李青松1，顏昌宙2