可生物降解聚乳酸微塑料促进东北水稻田甲基汞生成与稻米汞积累

《Journal of Hazardous Materials》：Biodegradable polylactic acid microplastics enhance methylmercury production in soils and promote mercury accumulation in rice grains in Northeastern China

本文揭示可生物降解聚乳酸微塑料（PLA-MPs）在汞污染稻田中显著促进甲基汞（MeHg）生成，使稻米汞含量提升约6倍。研究通过土壤-水稻系统实验证实PLA-MPs上调汞甲基化基因（hgcA/hgcB）表达，强调需重新评估可降解塑料在汞污染区的食品安全风险。

　　

重点发现

可生物降解聚乳酸（PLA）微塑料在土壤中显著提升甲基汞（MeHg）产量，促进水稻籽粒汞积累。PLA处理组籽粒平均汞浓度达130.46 μg·kg^-1，较对照组升高约6倍。微塑料添加虽降低细菌α多样性（香农指数），但未显著改变整体微生物群落结构。值得注意的是，PLA微塑料特异性上调汞甲基化基因（hgcA和hgcB）表达，且土壤pH与hgcA表达呈显著负相关。脱硫菌门（Desulfobacterota）是所有处理中主导汞甲基化的类群。hgcA/hgcB表达水平与稻米汞积累呈强正相关，提示基因调控是汞迁移的关键驱动因素。

讨论

PLA的降解虽被视为环境友好，但本研究首次发现其强化汞甲基化的风险：PLA微塑料通过酸化土壤（pH显著降低）、提供微生物碳源，激活硫酸盐还原菌等汞甲基化微生物功能。相较于传统聚氯乙烯（PVC），PLA更易促进汞在稻米中的富集，这对可降解塑料的农业应用提出重要安全警示。

结论

可生物降解PLA微塑料可能延长汞在稻田土壤中的滞留时间，并通过调控酸杆菌门（Acidobacteriota）等关键菌群加剧甲基汞生成。研究强调需全面评估可降解塑料在富汞农田的生态风险，特别是在水稻食品安全层面的潜在威胁。