城市水環境中輪胎微塑料上定植的細菌群落及其影響因素

更新時間：2020-06-12 10:20 來源：城市環境研究所作者: 閱讀：1679

輪胎微塑料被認為是一種重要的微塑料，是全球范圍內海洋環境微塑料初級來源的第二大貢獻者。輪胎微塑料主要來自城市道路行駛汽車的大量磨損，極易隨著大氣沉降、雨水、地表水流動等途徑進入城市水環境，這意味著它們可能存在于處理雨水和城市徑流的景觀河和人工濕地中，成為城市水環境的重要污染物之一。已有大量證據表明，微塑料可以成為水環境中微生物定植的載體，并且微生物群落是水生生態系統中的重要組成部分，在碳、氮、硫循環以及污染物降解中起到至關重要的作用。因此，研究輪胎微塑料上定植的細菌群落及其影響因素，對評估輪胎微塑料在城市水環境中的潛在生態風險具有重要意義。

當前涉及輪胎微塑料的研究相對較少，不利于評估其在城市水環境中的生態風險。顏昌宙研究組羅專溪副研究員與于昌平組胡安誼副研究員、陳少華研究員及其研究組林向宇副研究員等開展合作研究，首次對輪胎微塑料上定植的細菌群落及其影響因素進行分析，選取了三種不同的品牌和尺寸的輪胎微塑料，放置在人工濕地和景觀河兩種典型的城市水環境中，經過三個時間段分別對輪胎微塑料上的細菌群落進行了表征，探討了不同水質因素和不同的輪胎微塑料理化性質對細菌群落的影響，并試圖對其生態風險進行科學評估。研究結果發現：隨著時間的推移，輪胎微塑料上定植的細菌數量會增加。Proteobacteria和Bacteroidetes是門水平上的優勢菌。從屬水平上來看，輪胎微塑料上可識別的細菌一般是廢水排放中常見的細菌，如Aquabacterium和Denitratisoma。此外，相同地點的細菌群落α多樣性沒有顯著差異。β多樣性表明，兩個地點的輪胎微塑料上的細菌群落是不同的。BugBase發現，輪胎微塑料可以定植城市水環境中的致病菌。PICRUSt表明，隨著時間的推移，與代謝和降解相關的微生物數量增加。另外，水環境因素是影響輪胎微塑料上細菌群落的主要因素。其中，營養鹽（NO2-N、NO3-N、NH4-N、CODcr）的貢獻率約為63%，而環境物理因子T和pH的貢獻率約為50%。而理化因素包括粒徑、接觸角、元素含量等的影響不大。因此，本研究證實了輪胎微塑料作為一種新興的環境污染物，可以作為城市水環境中細菌定植和繁殖的載體，特別是有害細菌，并且隨著時間推移，細菌群落的組成和結構會發生變化，細菌群落的功能多樣性也變化，這導致了輪胎微塑料對城市水環境產生難以預測的生態風險。因此，本研究結果可以為研究輪胎微塑料在水環境中的潛在風險提供新的視角。

該研究成果以Bacterial community colonization on tire microplastics in typical urban water environments and associated impacting factors為題發表在環境科學領域國際著名TOP期刊Environmental Pollution上,城市環境研究所碩士研究生王麗媛為第一作者，羅專溪副研究員為通訊作者。研究得到了政府間科技合作重點項目、福建省科技引導性項目和華僑大學科研基金等項目資助。