可降解塑料对淡水沉积物的长期影响研究

微塑料对环境的影响是目前环境研究的热点之一,可降解塑料必将取代大部分传统塑料,但是其自然降解过程对淡水沉积物的影响,目前鲜有报道。该研究在室内构建水柱反应器模拟淡水湖泊环境,考察不同时间段(90 d和365 d)内,聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)2种常用的可降解塑料对沉积物的影响。理化指标分析表明,2种可降解塑料在短期内(90 d)明显提高了间隙水总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量(P<0.05)。PLA和PBAT在长时间段内(365 d)对细菌群落的α多样性有显著促进作用,并且促进了变形菌门相对丰度的提高。PLA和PBAT在90 d时间段内,反硝化功能基因nirS数量分别为(2.33±0.33)×10^(8) copies/g沉积物和(2.16±0.09)×10^(8) copies/g沉积物,反硝化功能基因nirK基因数量分别为(1.24±0.18)×10^(7) copies/g沉积物和(1.37±0.23)×10^(7) copies/g沉积物,显著高于对照组(P<0.05)。然而在365 d时间内,可降解塑料的nirS和nirK基因以及厌氧氨氧化微生物的数量均显著低于对照组(P<0.05),且PBAT组数量明显低于PLA组。冗余分析发现反硝化nirS和nirK基因的数量与氨氮、TN和TOC呈正相关,与总磷呈负相关,厌氧氨氧化微生物与环境因子的相关性则与反硝化基因完全相反。该研究的结果初步揭示了不同可降解塑料在不同时间段内对沉积物的影响,对于进一步探究可生物降解塑料的环境效应及其影响机制具有重要作用。