近年來，農(nóng)田、林地等內(nèi)陸土壤生態(tài)系統(tǒng)的微塑料污染問題日益受到廣泛關(guān)注。地表徑流、污水灌溉、農(nóng)業(yè)設(shè)施(農(nóng)用地膜等)、肥料施用(污泥、有機肥等)，以及大氣沉降等是內(nèi)陸土壤中微塑料污染的重要來源。土壤中微塑料不僅通過食物鏈傳遞、富集，帶來潛在的環(huán)境健康風(fēng)險，也影響土壤作物的生長發(fā)育。土壤中微塑料能否直接進(jìn)入作物，以及其對作物的相關(guān)毒性效應(yīng)等方面研究需引起重視。 

　　關(guān)于植物中微塑料檢測多集中于熒光標(biāo)記方法，但其存在一定缺陷，如植物組織自發(fā)熒光的干擾，導(dǎo)致出現(xiàn)假陽性的熒光信號。該方法是使用傳統(tǒng)熒光探針可視化植物中微塑料的一個普遍挑戰(zhàn)。由于微塑料的體積小和類似生物質(zhì)元素組成，也是檢測方法的一個技術(shù)挑戰(zhàn)。因此，迫切需要開發(fā)植物中微塑料檢測新技術(shù)，為實現(xiàn)植物中微塑料的準(zhǔn)確檢測和定量提供新的思路。 

　　基于上述科學(xué)問題，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院（以下簡稱西北研究院）范橋輝研究團隊與中國科學(xué)院南京土壤研究所駱永明研究團隊進(jìn)行深入合作研究，利用高光譜增強暗場顯微鏡記錄了在400-1000 nm波長范圍內(nèi)的高光譜傳感器中PS的獨特光譜特征，進(jìn)而準(zhǔn)確示蹤了200 nm無標(biāo)記聚苯乙烯微塑料（PS）在小麥幼苗中的積累狀態(tài)。研究表明，PS主要在木質(zhì)部導(dǎo)管內(nèi)壁積累，并隨蒸騰流向地上部傳輸。高濃度PS顯著改變了小麥根系導(dǎo)水率，抑制了小麥主根和地上部生長，降低了小麥葉片光合作用，并對小麥幼苗造成嚴(yán)重的氧化損傷。通過對比小麥暴露在PS及其透析液后的生理生化指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，PS透析液對小麥生長、光合色素、抗氧化系統(tǒng)均無顯著影響?？梢酝茰y，暴露后小麥所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)是由PS本身而不是由其合成過程中所添加的化學(xué)試劑引起的。研究成果可為準(zhǔn)確認(rèn)識土壤-植物系統(tǒng)中微塑料的地球化學(xué)過程和行為提供重要理論基礎(chǔ)，并可為微塑料的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險和毒性評估等提供理論支持。 

　　該成果以Visual tracking of label-free microplastics in wheat seedlings and their effects on crop growth and physiology為題發(fā)表在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Journal of Hazardous Materials。西北研究院博士生李瑞杰為論文第一作者，范橋輝研究員、駱永明研究員為通訊作者。該研究獲國家自然科學(xué)基金資助。

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圖1 PS微球在小麥根和地上部的積累分布，PS微球及其透析液其對小麥生長和生理影響