邢德峰团队揭示“微塑料衍生溶解性有机质”的环境归趋及其生态风险 为评估全球微塑料污染提供了新认知

近日，哈尔滨工业大学环境学院城乡水资源与水环境全国重点实验室邢德峰教授团队在环境领域知名期刊Environmental Science & Technology上发表了题为“Microplastic-Derived Dissolved Organic Matter: Environmental Chemistry and Ecological Consequences”的综述论文。本工作系统阐述了微塑料衍生溶解性有机质（MP-DOM）的释放机制、环境反应及生态效应，将微塑料老化过程与MP-DOM的环境归趋和生态后果相衔接，为深入认识微塑料污染的长期环境行为、生态影响与潜在风险提供理论依据。

微塑料作为一种广泛存在的新型污染物，长期以来主要被视为可吸附和迁移污染物的持久性颗粒。然而，越来越多的研究表明，微塑料在环境老化过程中可持续释放微塑料衍生溶解性有机质（MP-DOM），使微塑料污染由单一的颗粒态问题拓展为颗粒态与溶解态相互耦合的环境过程。MP-DOM的组成与反应活性具有显著的动态性，其形成和演化不仅受到聚合物类型、添加剂组成和粒径等内在因素影响，还受到外部环境因素共同调控。作为一类具有较高化学活性的溶解性有机质，MP-DOM能够参与光化学和氧化还原反应，并与天然有机质、矿物及金属界面发生复杂相互作用，进而影响有机污染物、重金属和抗生素抗性基因等共存污染物的迁移转化，同时可能促进消毒副产物的形成。MP-DOM还可通过诱导氧化应激、抑制或刺激微生物生长与代谢等途径产生生态毒性，并通过调控微生物碳利用和矿化过程影响碳循环等生物地球化学过程。

MP-DOM的环境转化及其光化学与矿物介导过程

基于MP-DOM的环境转化过程，本文从光化学反应及矿物界面作用等方面系统解析其环境行为。太阳光照可激发MP-DOM中的发色团形成三重激发态，并进一步产生活性氧，从而驱动其分子结构演化及共存污染物转化。该过程具有显著的聚合物依赖性，并受到芳香性、含氧官能团及天然有机质等因素调控。与此同时，MP-DOM可通过吸附、配位及界面电子转移与铁氧化物、黏土矿物等发生作用，进而改变其自身氧化还原活性、矿物相转化及金属污染物迁移。

MP-DOM对典型污染物的特异性作用及其环境行为

针对MP-DOM的结构与反应特性，本文系统解析其对有机污染物、重金属、抗生素抗性基因及消毒副产物形成的影响。MP-DOM可通过吸附络合、氧化还原及光化学反应等过程调控污染物的迁移转化与生物有效性，其作用具有明显的污染物类型和环境条件依赖性。同时，MP-DOM还可影响微生物过程及消毒副产物生成，从而进一步改变污染物的环境归趋与生态风险。

MP-DOM对生态系统功能和微生物群落动态的生态学与微生物学影响

在MP-DOM生态效应研究中，其影响主要体现在生物毒性、微生物响应及生物地球化学循环等方面。MP-DOM可通过诱导氧化应激、扰动代谢及影响生长等途径产生生物毒性，其效应受聚合物类型、添加剂释放及环境条件共同调控。此外，MP-DOM既可作为微生物可利用的碳源，也可能作为环境胁迫因子，从而改变微生物群落结构与功能。在生态系统层面，MP-DOM能够参与碳、氮和硫等元素循环，并通过影响有机质矿化和微生物代谢进一步调节温室气体排放。在真实环境浓度和多重胁迫条件下揭示MP-DOM的生态效应，是准确评估其长期环境风险与生物地球化学影响的关键。

微塑料在光化学、机械及生物老化过程中持续释放DOM，并推动其组成由添加剂主导逐渐向聚合物氧化和断裂产物转变，表现出显著的聚合物依赖性。不同来源MP-DOM在分子组成、生物可利用性及环境反应活性方面存在明显差异。同时，MP-DOM与矿物及天然有机质的相互作用进一步影响其界面反应、污染物归趋及生态效应。当前研究仍难以明确区分添加剂释放与聚合物降解产物对生态毒性的相对贡献，且高暴露、简化体系下获得的结果难以直接外推至真实环境。未来应建立标准化的MP-DOM释放与表征体系，加强真实环境条件下的来源解析与多重胁迫研究，为其长期生态风险评估提供理论与方法支撑。

哈尔滨工业大学为论文第一完成单位和通讯单位。哈工大环境学院博士后王晶为论文第一作者。哈工大环境学院邢德峰教授为论文通讯作者。该研究获国家自然科学基金、国家重点研发计划及城乡水资源与水环境全国重点实验室开放基金的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c15499

编辑：时晓曼

初审：陈鸣岐

审核：田　禹  于虹霞  范胜强