近日，湖南农业大学环境与生态学院杨惠麟副教授团队在毒理学领域著名学术期刊Aquatic Toxicology上发表了题为“From plankton to fish: The multifaceted threat of microplastics in freshwater environments”的论文（文章链接：https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2025.107242）。本文系统回顾了淡水环境中微塑料（Microplastics，MPs）的来源以及污染状况和分布，全面分析了MP对淡水水生生物（浮游生物、底栖生物和鱼类）的毒性效应以及复合污染效应研究。这项研究为理解MP对淡水生态系统造成的潜在风险提供科学依据。

在水生生态系统中，MP通常遵循三条主要轨迹：它们广泛分布在整个水体中，在底栖沉积物中积累，并被过滤食物和底栖生物摄取，随后通过食物链内的营养转移进入人体。在自然条件下，MP 可以通过各种途径对这些生物产生负面影响，并通过食物链转移在高营养级生物体内生物累积，最终导致毒性效应(图 1)。随着 MP 向食物链上游移动，它们可以经历生物放大作用，从而影响更高营养级的生物，如鱼类和鸟类，最终对人类健康构成威胁。

图1 MPs对淡水生态系统中不同生态位水生生物的毒性作用

MP以各种方式进入水生生态系统，被水生生物摄取并沿食物链传播，对浮游生物，底栖生物和鱼类等各种营养水平造成毒性影响。此外，MP还可以作为其他污染物的重要载体，对水生生态系统造成复杂的污染。MP的毒性机制可以分为两个主要组成部分： 机械物理损伤和生化毒性(图 2)。物理机制涉及MP颗粒通过细胞壁和膜渗透到生物体中，导致机械损伤如细胞损伤和肠道阻塞。生化毒性的机制主要包括氧化应激，炎症反应，代谢紊乱，免疫应答，DNA损伤，细胞凋亡等。

图2 微塑料对水生生物毒性潜在机制示意图

由于塑料颗粒表面的吸附特性，MP可以作为载体携带和吸附其他污染物，包括有机污染物、重金属、纳米颗粒、药物残留等，最终导致复合污染效应。MP可以通过疏水作用和静电相互作用、氢键和卤素键、π-π相互作用、范德华力、表面络合和极性相互作用等机制吸附抗生素和有机污染物，而且吸附能力各不相同（图3）。因此，MP与环境污染物的联合毒性效应及机制具有复杂性和隐蔽性。论文还讨论了微塑料的风险商值问题。虽然生物塑料的风险商通常低于石油基塑料，但其降解过程仍然存在潜在危险。因此，估算MP的风险商需要动态考虑塑料物理化学性质，及其对水生生物的潜在生态影响。

图3 微塑料与重金属、抗生素等有机污染物的相互作用机理

我院杨惠麟副教授，水产学院许宝红副教授为通讯作者，2022级生态学硕士研究生高翠梅为第一作者。合作者包括我校龚小敏副教授。

作者简介

通讯作者：杨惠麟，湖南农业大学环境与生态学院副教授，硕士生导师。主要从事生态毒理学方向的研究，在农业重金属污染、稻田蜘蛛保护利用、农业环境微生物资源开发与利用等方面取得了创新性成果。在国内外相关领域的高水平期刊Environ Sci Technol, Chem Eng J, Sci Total Environ，Environmental Pollution等国际著名期刊上发表SCI收录论文20余篇，担任Journal of Hazardous Materials等多个期刊审稿人。出版专著4本。主持和参与国家自然科学基金、省自科基金、省教育厅科学研究重点项目等研究课题10余项。

通讯作者：许宝红，湖南农业大学水产学院副教授，水产养殖研究方向，主要在全基因组和转录组大数据的基础上，筛选鱼类抗性相关基因并进行功能验证，专注于鱼类疾病中补体因子的相关研究。教学上获得湖南农业大学课堂教学比赛二等奖。主持国家级、省级和校级教改科研项目10余项，参与国家及省部级科研项目多项，发表教改科研论文30余篇。副主编“十三五”规划教材1部，参编“十三五”规划教材2部；获授权国家发明专利1项。

第一作者：高翠梅，硕士研究生，主要研究方向为聚苯乙烯微塑料和镉及其复合污染对铜锈环棱螺的毒性效应研究，以第一作者在Aquatic Toxicology发表论文1篇。