本期美格导读为大家播报有关微塑料的最新研究进展！
标题：Calcite carbonate sinks low-density plastic debris in open oceans
译名：方解石碳酸盐能使开阔海洋中的低密度塑料碎片下降
作者：Xiang-Fei Sun等
时间：2024-06-06
期刊：Nature Communications
影响因子：16.6
DOI：10.1038/s41467-024-49074-7
摘要
人们对塑料碎片在海洋中的垂直沉降知之甚少。很大一部分低密度微塑料（LDMPs）在海面上基本不存在。本研究采用的模型考虑了被忽视的微生物诱导碳酸钙沉淀 （MICP） 过程的潜力，以及不规则 LDMPs的新运动方程。研究表明，本模型中LDMPs的运动表现出阻尼振荡模式，与生物污损模型中的运动截然不同。此外，10-200 μm尺寸范围的LDMPs最有可能在生物淤积/MICP阶段获得足够的密度，以相对较小的阻力系数独立沉入海底，这可能解释了LDMPs在海洋沉积物中的选择性富集。LDMPs的大小和形状对LDMPs的沉降模式表现出强烈的非线性影响。
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总体而言，本研究强调了海洋中方解石介导的LDMPs沉降的重要性。
标题：Activating Adsorption Sites of Waste Crayfish Shells via Chemical Decalcification for Efficient Capturing of Nanoplastics
译名：通过化学脱钙活化废弃小龙虾壳的吸附位点，从而高效捕获纳米塑料
作者：Fangtian Liu等
时间：2024-06-04
期刊：ACS Nano
影响因子：15.8
DOI：10.1021/acsnano.4c02511
摘要
纳米塑料（NP）的顽固性和抗降解性，因此纳米塑料（NP）污染是一个长期存在的挑战。本研究应用了一种自上而下的设计策略，利用废弃小龙虾壳的天然分层结构和暴露的功能基团来高效捕获 NP。通过简单的两步酸碱处理，有目的地去除小龙虾壳中的无机成分，制备出了具有更好柔韧性、强度（14.37 至 60.13 兆帕）和韧性（24.61 至 278.98 兆焦耳/立方米）的小龙虾壳基有机骨架。由于活性官能团（例如， −NH2、 -CONH-和-OH）和具有大孔和纳米纤维的有序结构，这种多孔小龙虾壳通过物理拦截和氢键/静电相互作用，表现出有效的NPs去除能力（72.92 mg/g ）。此外，这种多孔小龙虾贝壳在五个周期后仍能保持较高的捕获性能，证明了其可持续性和稳定性。
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本项研究所得的可行的自上而下的工程策略与有前途的后处理相结合，是同时处理废弃生物质和NP污染物的回收方法的有力竞争者，具有广泛的应用前景和明显的经济优势。
标题：Bacterial dynamics of the plastisphere microbiome exposed to sub-lethal antibiotic pollution
译名：暴露于亚致死性抗生素污染的塑料圈微生物组的细菌动力学
作者：Brune Joannard等
时间：2024-05-24
期刊：Microbiome
影响因子：13.8
DOI：10.1186/s40168-024-01803-2
摘要
抗生素和微塑料是两种主要的水生污染物，其与环境中的抗生素耐药性选择有关，被认为对人类健康构成威胁。然而，人们对这些污染物在环境浓度下的相互作用以及质界微生物群落对亚致死抗生素污染的反应知之甚少。研究者综合使用各种方法，从群落、抗性组和移动组水平描述了地表水细菌中这种反应所依据的细菌动力学。研究结果显示，与地表水群落相比，塑料微生物群落对抗生素的反应发生了变化，并描述了对抗生素和微塑料污染作出不同反应的细菌亚群。质体对抗生素的耐受性增加，并选择了不同的抗生素耐药细菌（ARB）和抗生素耐药基因（ARGs）。从抗生素暴露的质体中提取的几种宏基因组组装基因组 （MAGs） 含有ARGs、毒力因子和参与质粒共轭的基因。这些包括Comamonas、Chryseobacterium、机会性病原体Stenotrophomonas maltophilia 以及属于Achromobacter等与人类感染相关的菌属的其他MAGs。在暴露于环丙沙星的情况下，淡水微生物群落和质体中与整合素相关的环丙沙星抗性基因 aac(6')-Ib-cr 的丰度都有所增加。关于抗生素移动组，虽然在污染样本中没有观察到1类整合子和质粒中ARGs负荷的显著变化，但研究者发现了三个含有ARGs的病毒等位基因，它们作为原生体整合到了MAGs中。
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这项研究强调了利用具有综合压力的复杂情景来评估水生污染物对环境微生物群落影响的必要性。
标题：Magnetic Microrobot Swarms with Polymeric Hands Catching Bacteria and Microplastics in Water
译名：磁性微型机器人用聚合物手捕捉水中的细菌和微塑料
作者：Martina Ussia等
时间：2024-05-08
期刊：ACS Nano
影响因子：15.8
DOI：10.1021/acsnano.4c02115
摘要
微型机器人和纳米机器人研究的前沿是开发智能游泳微型机器，模仿自然系统的复杂性，如动物和微生物中常见的蜂拥和集体行为，以高效执行任务。本研究介绍了磁控微型机器人，这些微型机器人具有装饰磁芯的聚合物螯合剂吸附“手”。在外部磁场的影响下，功能化磁珠从单个微粒动态地自组装成不同尺寸的明确旋转平面，从而可以调节其推进速度，并表现出集体运动。这些移动的微型机器人群可以“即时”主动捕获自由游动的细菌和分散的微塑料，从而清洁水生环境。与传统方法不同的是，这些微型机器人可以从复杂的介质中被收集起来，并在第二个容器中以可控方式（即使用超声波）释放捕获的污染物，为在去污过程中重复使用提供可持续的解决方案。此外，残留的水经受紫外线照射可消除残留的细菌，提供全面的清洁解决方案
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综上所述，本研究展示了一种用于水净化过程的蜂群微型机器人设计。
标题：In Vitro Toxicity and Modeling Reveal Nanoplastic Effects on Marine Bivalves
译名：体外毒性和建模揭示了纳米塑料对海洋双壳类动物的影响
作者：Yanfei Zhou等
时间：2024-06-15
期刊：ACS Nano
影响因子：15.8
DOI：10.1021/acsnano.4c04607
摘要
纳米塑料（NPs）是全球环境健康日益关注的问题，尤其是在它们主要积聚的海洋生态系统中。NPs对双壳类等海洋底栖生物的影响引发了有关生态完整性和食品安全的关键问题。评估NP毒性的传统方法往往受到其时间密集型和伦理考虑的限制。该研究采用体外细胞测定和先进的建模技术相结合，探讨了NPs对海洋双壳类Ruditapes philippinarum的毒理学影响。结果表明，双壳贝类在接触浓度为 1.6 × 10^9-1.6 × 10^11粒子/毫升（p/mL）的NPs后，会在生物体内产生一系列不利影响，包括生长抑制（69.5-108%）、氧化应激、脂质过氧化和 DNA 损伤。有趣的是，根据体外细胞增殖试验，模型预测的生长抑制率（54.7-104%）与体内接触NP的结果具有较强一致性。研究者在体外观察到的细胞毒性与生物体水平的毒理学反应之间建立了明显的相关性。
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综上所述，本研究表明，将计算建模与体外毒性测定相结合，可以预测NPs对双壳类动物的不利影响，为评估海洋底栖生态系统中NPs的环境风险评估提供有价值的参考。
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