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1907年，第一代塑料Bakelite（酚醛塑料）的问世，标志着人类科技的进步。自此，塑料作为一种新的产物逐步进入人们的视野。由于本钱低，稳定性高和延展性好，塑料一度被普遍利用。停止到2019年，每年生产的塑料已经跨越了3亿6万万吨（图1）。其中，中国生产的塑料占全球总量的31%。
图1. 全球塑料产量与塑料发现史 (引自Amaral-Zettler et al. Ecology of the plastisphere, Nat. Rev. Microbiol.) 频仍利用塑料的结果就是，天下上罕有无塑料的“净土”。近些年来，各类陆地和水生生态情况中（微/纳）塑料的散布、品种和品貌已经大量报道。从陆地到大气，从土壤到水体，从表层水体到深层堆积物，从河口海岸边到人迹罕至的南北极地域，都检测到塑料的存在。塑料净化已囊括全球。 地球上，大部分塑料最初“归宿”就是陆地，所以，陆地塑料净化尤其严重。据预算，全球每年有1100万吨塑料流入陆地。2021年结合国情况计划署公布了《从净化到处理计划：陆地渣滓和塑料净化全球评价》报告。报告显现，陆地渣滓中85%是塑料；到2040年，流入陆地生态系统的塑料渣滓量将增加近两倍，相当于每一米海岸线将发生50千克的塑料渣滓。
图2 陆地塑料残骸 (引自Visually, https://visual.ly/tag/marine-debris) 陆地中的塑料对陆地生态系统形成了不成逆的生态影响。首先，塑料本身会开释一些非活性的单体和寡聚体和增加剂（增塑剂、抗氧化剂以及阻燃剂）等有毒有害物资（图3）；同时也会吸附四周水体中的残留的有机物（多环芳烃、多氯联苯等）和重金属，这些都对陆地（如浮游类、贝类、龟类以及哺乳类生物）生物形成威胁。其次，漂泊在陆地中的塑料，在风化、水力剪切以及生物体干扰下，逐步构成微/纳塑料（粒径小于5cm和小于100nm）。这些塑料颗粒，很轻易被陆地生物吸入体内，甚至进入血液中，形成代谢紊乱。
图3. 陆地塑料残骸开释和吸附的化学物资 (引自Microplastic Contamination in Aquatic Environments, Chapter 9) 据报道，一切的陆地生物体都在面临着塑料渣滓带来的饥荒和梗塞的风险。陆地中的各类生态系统（如河口、海岸、近海以及水体、堆积物等）也饱受着塑料渣滓的净化和困扰。是以，若何停止陆地塑料净化，评价塑料渣滓对陆地生态情况的影响，是亟待处理的情况热门题目。 除了塑料自己的风险外，塑料还可以作为一种新的野生概况，为微生物供给附着的基质和生态位，使得微生物在其概况发展滋生，构成生物膜，这类新的人造生态系统被称为塑料际。塑料际的生态影响是近些年的研讨热门。之前预算塑料概况的生物量占陆地表层水体生物量的0.01%-6%。由于今朝的研讨只能量化到进入陆地塑料量的1%，所以塑料概况的生物量能够是庞大的。 中科院城市情况研讨所朱永官团队前期的研讨工作已经揭露塑料际中微生物群落（藻类、细菌、古菌、真菌、病毒和原生生物等）的富集和演替，摸索了微生物群落内部的交互感化、代谢才能以及微生物群落若何影响四周情况（图4和5）。相关功效以Temporal Dynamics of Antibiotic Resistome in the Plastisphere during Microbial Colonization和Viral diversity and potential environmental risk in microplastic at watershed scale: Evidence from metagenomic analysis of plastisphere为题，别离颁发在Environmental Science & Technology和Environment International上。
图4 塑料际与四周水体中细菌群落的组成与差别
图5 塑料际（微塑料）与四周水体中DNA病毒群落的组成 该团队也系统研讨了土壤中塑料际的微生物膜，他们发现塑料际内所发育的生物膜具有较高的生态风险，是抗性基因和病原微生物聚集的潜伏热区（图6），相关功效以Soil plastispheres as hotspots of antibiotic resistance genes and potential pathogens为题，颁发在The ISME Journal上。
图6 塑料际（微塑料）与四周土壤中病原菌和抗性基因的相对品貌 陆地塑料际具有与四周水体分歧氧化复原梯度的微情况，是以定殖在塑料际中的微生物能够会显现分歧的生物地球化学循环形式；但是，塑料际在元素地球化学循环进程中发挥的功用潜势的研讨相对较少。是以，探讨塑料际的生态功用及其介入的元素循环进程，对于周全了解和评价陆地情况中塑料的净化题目，相当重要。 克日，中科院城市情况研讨所朱永官院士团队又发现，河口塑料际具有较高的反硝化活性和强温室气体N2O开释才能，高于四周水体开释N2O的1.5-2倍。研讨还发现，这些温室气体开释主如果由细菌和真菌等生物介导的反硝化路子进献的。与四周水体相比，塑料际概况的反硝化微生物群落具有较高生态位宽度和堆叠率，而且显现了分歧反硝化焦点物种。这些成果对于深入了解和评价漂泊在陆地系统中塑料碎片的生态感化和情况效应具有重要意义。相关研讨功效以Estuarine plastisphere as a potential hotspot for N2Oproduction为题，颁发在Nature Communications上（图7）。
图7 塑料概况生物构成进程及N2O开释 1. https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107146 2. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c04292 3. https://doi.org/10.1038/s41396-021-01103-9 4. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31584-x 来历：中国科学院城市情况研讨所 |
