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　　微塑料(MPs)是尺寸幼于5mm的塑料颗粒。水处境中的MPs易于被细菌定殖，造成生物膜，从而影响MPs的作为并形成潜正在危险。探讨到MPs的广博存正在和造成生物膜的生态危险，水处境中MPs表貌细菌的定殖纪律及对生态体系的伤害值得记忆。综述体系总结了水处境MPs表貌细菌定殖的时空纪律及其闭节影响身分，论说了MPs动作病原菌、耐药菌和耐药抗性基因要紧积聚库的潜正在生态危险，末了鲜清晰MPs污染及其危险咨询的另日对象。结果说明，MPs上细菌的吸附定殖拥有肯定的时空散布纪律，苛重影响身分搜罗MPs的特质、定殖细菌的心理特点和表界处境因子。其它，细菌定殖于MPs会推动病原体、耐药菌、耐药抗性基因和复合污染物的散播。

　　从事专业为土木匠程,咨询对象为新污染物和放射性污染物处罚表面与技巧。参预省级、市级科研项目多项,正在Journal of Hazardous Materials、Science of the Total Environment 和《处境科学》等国表里处境/水处罚界限威望期刊宣布SCI/EI 论文10 余篇,此中一作/通信5篇,申请多项国度出现专利。

　　塑料产物因其代价低廉、重量轻、牢固耐用，正在过去几十年中被广博利用于各行各业。然而，随之发生的塑料污染和闭联的生态影响已成为21世纪最超过的处境题目之一。塑料正在处境宣泄下可裂解为分别尺寸(粒径5mm)的塑料碎片或颗粒，即微塑料(MPs)。MPs按照其根源大致分为2类:一种是低级MPs，苛重源自于纺织品、药品、一面看护产物和研磨资料；其余一种是次级MPs，根源于资历生物和物理化学降解进程的塑料碎片。

　　MPs能够从土地或废水处罚办法中散播到淡水处境，最终搜集至海洋。进入水生处境后的MPs能急速被微生物定殖，造成一个与界限的基质明显分其余特有生态位——“plastisphere(塑料圈)”，导致其表貌上的细菌群落分别于界限处境。2015年，Tender等率先报道了比利时北海中MPs表貌的细菌群落特质。往后，咨询者接踵揭示了海洋、江河和湖泊等水体处境中MPs表貌的细菌群落布局。处境中大无数MPs的化学特点均特别坚固，耐侵蚀且难以被微生物降解，故能够正在处境中长期存正在。MPs不单可认为定殖于表貌的细菌供应充裕的养分物质和有机基质，还能够帮帮细菌反抗处境压力，巩固细菌的扩散技能。是以，MPs被公以为当今处境中细菌的要紧新兴栖息地之一。跟着细菌正在MPs表貌定殖，MPs的特点(比如尺寸、密度和表貌粗拙度)也会产生调换，这苛重受定殖细菌造成的生物膜的影响。生物膜遮盖的MPs被表明对污染物的亲和力高于原始塑料。是以，MPs表貌细菌定殖不妨会加剧污染物散播至处境中，对生态体系组成庞大威迫。

　　为了取得水处境MPs中细菌定殖的咨询处境，将Web of Science(WOS)重点合集数据库选为苛重数据库实行了文件检索。将“ MPs” “ water environment”“bacteria”“colonization”动作闭节词，检索了2013年—2023年宣布的学术期刊论文，共计63篇文件。通过逐篇阅读文件，剔除与咨询焦点无闭的实质，筛选出60篇闭联文件数据。原委开头的文件分解，结果出现，水处境中细菌正在MPs表貌定殖与生态危险息息闭联，评释了水处境MPs污染的苛刻性和实行闭联咨询的需要性。著作苛重综述了近年来水处境中细菌正在MPs表貌定殖的特点及衍生的处境强壮效应，总结了MPs表貌细菌定殖的时空散布纪律及影响身分，阐清晰MPs表貌领导病原菌、抗生素抗性菌(ARB)和抗生素抗性基因(ARGs)的生态危险以及细菌正在MPs散播复合污染物的功绩，可为展开MPs与细菌耦合性生态危险评估与操纵供应参考。

　　目前已有少数咨询者观察了MPs表貌细菌群落的时期演替处境。起首，MPs表貌细菌丰采会随时期产生调换，且变革不妨会因细菌品种而异。比如，正在中国南海海水中宣泄了1年的聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)MPs所附着的细菌群落中，Erythrobacteraceae、布鲁氏菌(Brucellaceae)和黄单胞菌(Xanthomonadaccae)3 个科的丰采一连富集,而科尔韦氏菌 (Colwelliaccae) 和海洋螺菌(Oceanospirillaceae)则一连低落。其次，跟着时期的变革，MPs还可能调换或富集特定的重点细菌类群。比如，通过对照比斯开湾2批(2013年10月和2015年12月)MPs样品其表貌的细菌群落布局，结果说明，鞘单胞菌(Sphingomonadales) 和Psychoserpens属是10月样品的生物标记物,而杆菌(Bacilli)、 黏着杆菌(Tenacibaculum)、 亮发菌(Leucothrix)、油酸杆菌(Oleibacter)和心灵单胞菌(Psychomonas)是12月样品中的重点细菌属。尽量该咨询中微生物群落的时期变异特点分解仅基于2次采样时期，但初度供应了MPs表貌细菌群落布局随时期产生变革的开头证据。其它，附着正在MPs上上风属的数目以及合座多样性会跟着海水宣泄时期拉长而拉长。MPs上上风属并不是食古不化的，十分正在细菌生物膜的造成阶段，重点微生物群落跟着膜的造成进程而动态变革。以PE 的MPs为例，正在其生物膜造成早期(30d内)，拟杆菌纲(Bacteroidia)、α-变形菌(Alphaproteobacteria)和酸微菌(Acidimicrobiia)是苛重假寓者；正在生物膜造成的中心阶段(30～75d)，上风菌落变为芽孢杆菌科(Bacillaceae)和Moraxellaceae，而PE生物膜的重点物种为Flavobacteriaceae 和Rhodobacteraceae；正在生物膜造成的后期(75～135d)，PE 定殖的上风细菌再次更改为Flavobacteriaceae，且与初始阶段和中心阶段比拟， Rhodobacteraceae、 微 细 菌(Microtrichaceae)和Pirellulaceae昭着扩充。末了，MPs附着微生物群落的布局和构成会因时令而异。与春季(4月)和冬季(11月)比拟，中国珠江三角洲夏日(6月)MPs表貌微生物群落的多样性有所降落。

　　注:PERMANOVA为置换多元(身分)方差分解;PCoA为主坐标分解;NMDS为非胸怀多维标度分解法;ANOVA为方差分解;CSD为直线段检测算法;CLSM为激光扫描共聚焦显微镜;SEM为扫描电子显微镜;DAPI为4,6-联脒-2-苯基吲哚;AFM为原子力显微镜。

　　目前，MPs类型对细菌群落的影响尚存争议。大一面咨询说明，分别类型的MPs不妨因为塑料特点的分别(比如，动作定殖位点的表貌积和疏水性)为微生物群供应分其余生态位，对水处境细菌正在MPs上的吸同意定殖的影响会明显分别。也有咨询以为，MPs类型对表貌细菌群落的多样性和相对丰采影响较幼。比如，MPs类型对其表貌细菌群落的多样性和相对丰采影响较幼。似乎地，Li等也证明，正在无其余宣泄时期下，5种MPs[PVC、PP、PE、聚苯乙烯(PS)和聚氨酯]的Chao1指数(p0.05)无明显分别。形成这类气象的苛重原故是，与地舆身分和基质的影响比拟，MPs本身理化本质(如化学因素)分别对细菌群落的布局影响较幼。其它，宣泄试验咨询进一步说明，MPs对其表貌细菌群落的影响不但取决于MPs的类型，还取决于MPs浓度。Li等操纵16S rRNA测序技巧检测了宣泄于湖水中的分别浓度PE MPs表貌的细菌群落。咨询出现，20 mg/L PE组的变革比2 mg/L PE组更明显压迫Bacteroidia和Blastocatellia的丰采( p0.05)。Wang等还出现，宣泄于都会水体中较高浓度的MPs可推动上风类群的富集，如γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)。其它，MPs描述特点也被证明为影响细菌粘附的要紧理化身分之一。Hossain等出现，MPs(PE、PP 和PS)正在宣泄于湖水中长达8周后,其表貌细菌[塞帕奇伯克霍尔德氏菌( Burkholderia cepaci)、 大肠杆菌( Escherichia coli)]丰采会跟着MPs粗拙度提升而扩充。似乎地，3种MPs(PE、PP 和PS)宣泄于波罗的海水2周后，其表貌细菌群落的多样性与MPs的粗拙度呈正闭联，且犯警规PS MPs较腻滑球形MPs可为短链弧菌( Vibrio crassostreae)供应更长的定殖时期周期。然而，Hook等集合原子力显微镜(AFM)、飞翔时期二次离子质谱、水接触角表征分解以为，描述(或粗拙度)不会明显影响细菌对蚁合物基质的附着。

　　对付上述MPs本身理化本质对分别类型细菌定殖影响的不类似结论，其本原不妨正在于细菌黏附于MPs表貌的作为还受细菌细胞心理特点(如细菌表貌疏水性)的影响。同时，MPs的尺寸、Zeta电位和结晶度/刚度等表貌特点也会影响其与细菌互相用意。

　　细菌曾经衍生出与MPs底物互相用意的多种心理适合计谋。目前，细菌定殖MPs的心理性用意苛重借帮表貌布局和胞表蚁合物(EPS)调度其表貌电荷和疏水性完成。细菌细胞的鞭毛、性菌毛和菌丝等胞表细胞器能够调度细胞壁和细胞膜的表貌电荷和疏水性，提升细胞克造静电斥力的技能。是以，细菌胞表细胞器不妨可能促使细菌开头黏附于MPs表貌。扫描电子显微镜考核证明，Vibrio crassostreae J2-9可通过菌毛等特定布局附着正在6 μm腻滑球形PS MPs上，而Escherichia coli细胞也能通过鞭毛直接黏附正在5 μm PS微珠表。其它，当MPs孵育8周后,正在其表貌定殖的带鞭毛布局的Burkholderia cepaci和Escherichia coli高于缺乏鞭毛布局的醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)丰采。然而，上述咨询并未能供应菌毛、鞭毛等胞表细胞器介导细菌黏附MPs表貌的直接证据。

　　静电引力被以为是细菌细胞和MPs界面互相黏附进程中最先发生的互相用意。比如，少许拥有较高表貌自正在能的致病性Escherichia coli和粪肠球菌(Enterococcus faecalis)正在疏水性MPs表貌的黏附力较弱，拥有较低的表貌自正在能的鼠伤寒和尚(氏)菌(Salmonella typhimurium) 和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)却可优先附着正在疏水性更强的表貌上。

　　EPS正在细菌定殖于MPs表貌进程中也起着闭节用意。一方面，EPS能够使MPs更黏，将微生物群落集合正在一块。另一方面，EPS能够特异性地操纵微生物的理化本质，袒护细胞免受表部处境的影响和有毒物质的蹂躏。比如, 嗜碱盐单胞菌(Halomonasalkaliphila)经NH2改性1 μm PS处罚后EPS排泄量较少;但纳米(55 nm PS)塑料处罚2h后，EPS(加倍是多糖)明显升高。可惜的是，咨询无法确定EPS的存正在与MPs表貌细菌群集的因果闭系。同时，EPS正在细菌与MPs 互作进程中的动态功绩及其内正在调度机造有待进一步鲜明。

　　影响MPs上细菌的吸附定殖的处境因子有盐度、温度、抗生素、养分基质、紫表线、表貌活性剂和多氯联苯等。起首，基于NMDS分解、典范闭系分解(CCA)、PCoA和冗余分解(RDA)，盐度已被证明为影响海洋细菌组分的最要紧身分之一。其次，咨询基于NMDS、CCA和PCoA等闭联性分解表明，温度会明显影响海洋MPs表貌细菌定殖。再者，养分基质(有机物)可影响细菌群落正在MPs表貌的定殖技能，加倍是低养分程度更能推动细菌附着于MPs表貌，但目前仍缺乏闭联的试验证据。末了，MPs表貌吸附的抗生素和多氯联苯等化学物质也被表明会明显调换MPs表貌的细菌构成。河口和海水中PE MPs表貌吸附的抗生素不但会使其表貌微生物多样性降落,还导致一面亏弱属[如噬甲基菌( Methylophaga)、 海泥杆菌( Lutimaribacter)、栖东海菌( Donghicola)、耐盐深海球菌( Thalassococcus)和鲁杰氏菌( Ruegeria)]彻底没落，而PVC MPs表貌吸附的多氯联苯虽未明显影响其表貌生物膜的群落构成，但昭着诱使有机卤化物呼吸成员脱卤球菌( Dehalococcoidia) 的富集。

　　需求指出的是，以上咨询结论多基于闭联性分解，短少分别处境因子用意下MPs的宣泄试验验证，是以其用意机造尚不鲜明。一项咨询出现，低密度PE MPs经紫表线预处罚后，其表貌的肠杆菌(Enterobacteriaceae)细菌比例明显擢升(占细菌总数的75.3%)，而Flavobacteriaceae和布鲁氏杆菌(Bruellaceae)比例大幅降落；当PE MPs增添了表貌活性剂后,导致Moraxellaceae的丰采扩充。咨询猜想,紫表线预处罚导致MPs表貌变得更粗拙、多孔，以至显露裂纹与沟槽，低落其疏水性(接触角)，有利于微生物黏同意生物膜的造成；而表貌活性剂的存正在低落了PE MPs表貌的疏水性，从而推动了微生物与MPs之间的接触。该咨询为处境因子对细菌定殖于MPs的影响机造供应了开头讲明，同时也为后续咨询供应了思绪(即处境因子通过调换MPs理化本质或细菌心理特点而影响二者的互相用意)。

　　上述咨询证清晰MPs是病原菌的要紧载体。与很多非漂浮颗粒或短时期降解的颗粒比拟，MPs表貌潜正在的病原体拥有更长的中断时期和可运输性。从悠久来看，MPs不妨成为病原体正在处境中要紧的散播序言。塑料圈中潜正在病原菌的滋长和扩散动态及其对人体宣泄的强壮危险评估与操纵仍待进一步咨询。其它，MPs与肠道微生物组闭系的病原菌咨询之间的互相用意形式也有待咨询。

　　目前，MPs已被证明可动作水处境中ARGs和ARB的要紧载体。起首，MPs表貌可富集高丰采的ARGs。正在北安闲洋中，MPs中总ARGs的均匀相对丰采[5.15 × 10-3copies/(16S rRNA gene copies)]可抵达海水中ARGs丰采[9.36 × 10-4 copies/(16S rRNA gene copies)]的5.69倍。其它，正在海产养殖体系中MPs表貌多抗生素抗性细菌(MARB)中，ARGs的阳性检出率高达80.0%，而水样品中ARGs的阳性检出率为65.3%；同时，MPs表貌分袂物MARB中绝大一面(84.6%)ARGs(搜罗磺酰胺、四环素、β-内酰胺、氨基糖苷和大环内酯等类型抗性基因)的阳性检出率比界限水样品高1.7%～25%。其次，MPs能够采取性富集分别类型ARGs。中国浙江嘉兴的都会化河道中MPs 会采取性富集tetM、tetS 和tetW 等亚类ARGs。以南京某湖泊为水样实行试验咨询说明，iARGs(即 itetA、i-tetC、i-tetO、i-sul1)、整合子整合酶基因( intI1)和eARGs(即 e-tetA和e-blaTEM)正在MPs上采取性富集。末了，MPs领导着特有ARGs。与自然基质(岩石和叶片)比拟，MPs表貌孵育的生物膜拥有多种特有的ARGs:多重耐药基因 smeE和 mdsC；氟喹诺酮抗性基因qnrVC6；链脲菌素大环内酯抗性基因 ermF、lnuE；β-内酰胺抗性基因 blaVEB-9；氨基糖苷抗性基因 aadA13、APH(9)-Ia、APH(3″)-VI、aadA16；磷霉素抗性基因fosK；利福平耐药基因 arr-5；氯霉素抗性基因 cmx；甲氧苄啶抗性基因 dfrA15。

　　MPs是ARB和超等细菌的有用载体,可推动ARGs正在处境中的散播。比如，从海洋塑料平分袂并检测绝伦重耐药菌株B.toyonensis。正在海水养殖体系中MPs表貌的ARB含量比水样品中MPs表貌的ARB含量高100～5 000倍；正在MPs样品中，对多重抗生素(青霉素、磺胺呋喃唑、红霉素和四环素)拥有抗性的MARB分袂物所占比例更高。Radisic等出现，海洋MPs不但领导潜正在的强毒鱼类病原体和多药耐药的机遇性人类病原体,比如摩根(氏)菌(Morganella morganii)，而且能够动作正在海洋处境中运输这些病原体的序言。然而，也有少数咨询说明，MPs正在介导特定类型ARB的散播用意较幼。原委13～79d的河水或海水孵育后，4个拥有分别盐度程度位点中高密度PE和磨损轮胎颗粒均未出现 Escherichia coli；相反，正在位点水域中都检生发生超广谱β-内酰胺酶 Escherichia coli，此中64%授予了多重抗性。这说明，由MPs 介导的发生超广谱β-内酰胺酶 Escherichia coli的散播不妨性很幼，但并不行幼看MPs动作多重耐药细菌载体的用意。是以，正在另日咨询中,除了拓展塑料圈中耐药危险的时空咨询鸿沟表,还应着重闭切MPs对付高危险ARB(如MARB、黏菌素抗性菌)散播的影响。

　　MPs与复合污染物(如重金属和有机物)之间的互相用意不妨会受到细菌(加倍是细菌生物膜)的影响。一方面是由于细菌本身及其EPS拥有吸附MPs复合污染物的技能，另一方面细菌可能代谢降解一面MPs复合污染物。少数咨询报道了生物膜可能深化MPs对重金属和抗生素的吸附用意。Richard等基于多变量分解说明，生物膜可推动河口水中Cu、Pb、Al、K、U、Co、Mg和Mn等金属吸附于MPs上。其它，Johansen等基于光谱学、显微镜和放射性示踪剂设施出现，生物膜可巩固MPs对放射性重金属Cs 和Sr的吸附技能:非风化、非生物膜PP MPs 对Cs和Sr的吸附量为表貌遮盖风化生物膜的MPs对Cs和Sr吸附量的1.0%～1.6%。再者，生物膜还被证明可能调换四环素和Cu正在PE MPs上的吸附作为:与原始MPs比拟,拥有生物膜的MPs可通过生物膜组分的络适用意和膜扩散用意吸附更多的四环素和Cu。是以，另日的咨询应进一步聚焦于MPs 表貌微生物群落构成和分别类型细菌奈何推动多种复合污染物吸附到MPs上。

　　著作综述总结了水处境中MPs表貌细菌的定殖纪律及对生态体系的伤害，结论与预测苛重搜罗以下实质。

　　(1)分别时空中水处境MPs上细菌的定殖特质存正在分别。另日应重心拓展MPs咨询区域跨度(如跨州、跨洋)与笔直空间标准(如从表层到深海)。

　　(2)影响细菌定殖的苛重身分搜罗MPs特质、表界处境因子和定殖细菌的心理特点3大方面，另日咨询应归纳多种新型表征权谋和生物新闻学总共区别观察MPs理化本质正在纷乱的细菌黏附进程的功绩，以进一步咨询MPs特点对细菌定殖的影响。

　　(3)MPs领导着病原菌、ARGs 和ARB，还能吸附并散播重金属和抗生素等污染物，从而对人类强壮组成潜正在威迫。仍应进一步探究细菌群落奈何推动多反复合污染物吸附到MPs上。其它,分别类型细菌对付MPs与复合污染物互相用意的影响也将成为另日咨询的要紧实质之一。

　　根源：中国科技重点期刊《清水技巧》2024年第11期“大师之言”，本篇实质正在原文根蒂上有删减，仅供分享交换不作贸易用处，版权归原作家和原作家根源。

　　《清水技巧》创刊于 1982年，由上海市科学技巧协会主管，上海市清水技巧学会和上海都会水资源开拓行使国度工程核心有限公司连合主办，上海市政工程安排咨询总院(集团) 有限公司和同济大学处境科学与工程学院供应学术援帮的中国科技重点期刊，华东区域突出期刊。《清水技巧》2023年复合影响因子为1.348，归纳影响因子为0.875。

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