我室揭示轮胎微粒老化过程对微藻毒性的影响机制中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室

轮胎磨损微粒（TWPs）作为一种特殊类型的微塑料，由道路上轮胎摩擦产生，是环境中微塑料的主要来源，被认为是对陆地和海洋生物的新威胁。中国科学院烟台海岸带研究所陈令新团队前期研究发现环境浓度TWPs可改变沉积物微生物群落结构，抑制碳、氮以及硫等营养元素循环相关的潜在功能，降低土壤动物的存活率和生殖率，且TWPs主要通过淋溶添加剂产生毒性。TWPs排放到环境中后，不可避免地会经历老化过程，该过程可能会进一步影响其毒性。然而，目前对于老化过程如何影响TWPs的毒性及影响机制尚不清楚。

鉴于海洋微藻在食物链和养分循环中的关键作用，本研究选择了海洋生态系统中常见的硅藻Phaeodactylum tricornutum作为试验物种，探究了微藻生理和代谢对不同浓度TWPs（实验1）、原始和不同老化程度的TWPs（实验2）及其渗滤液和浸出颗粒（实验3）的响应（图1）。结果显示TWPs对微藻生长呈现低剂量刺激和高剂量抑制效应，且与原始TWPs相比，老化TWPs对微藻的生理和代谢影响更大，包括抑制微藻生长、降低Chla含量、对藻类细胞造成氧化损伤等（图2）。通过对TWPs的颗粒和渗滤液进行表征并探究其对微藻生理和代谢的影响，本研究首次证明了老化后TWPs的颗粒物和渗滤液的毒性均增加，TWPs老化后表面形态的变化（图3）和添加剂的释放增强证实了这一点，并揭示了影响微藻代谢的关键添加剂。研究结果深化了对老化TWPs微藻毒性机制的理解，并呼吁在TWPs风险评估中需考虑长期老化对TWPs毒性的影响。成果发表于生态环境领域顶级期刊Water Research上。

图1 TWPs的老化处理和暴露实验设计示意图

图2 不同浓度TWPs（实验1，a，b），原始和老化的TWPs（实验2，c，d）及其颗粒与渗滤液（实验3，e，f）对微藻光合色素的影响

图3 FTIR光谱（a）和初始（b）及不同老化处理TWPs（c-e）的SEM图像

c-e分别代表由紫外线、低剂量和高剂量K2S2O8处理的TWPs

中国科学院烟台海岸带研究所副研究员吕敏为论文第一作者，陈令新研究员为论文通讯作者。研究成果得到了中国科学院青年创新促进会、国家自然科学基金和泰山学者青年专家等项目的资助。