湖泊盐分梯度下微塑料相关细菌群落变化：关乎生态与健康的重要研究

《Hydrobiologia》：Changes in microplastic-associated bacterial communities along a salinity gradient in Central Anatolian lakes of Türkiye

为探究湖泊盐分梯度下微塑料（MPs）相关细菌群落变化，研究人员开展调查，发现 MPs 影响细菌分布，对生态和健康有潜在影响。

　　

湖泊微塑料与细菌群落：生态与健康的深度探究

在现代生活中，塑料无处不在，从日常用品到医疗防护，它都发挥着重要作用。然而，随着塑料产量的急剧增加，大量塑料垃圾进入环境，其中微塑料（MPs，粒径小于 5mm 的塑料颗粒）成为了新兴的环境污染物。MPs 不仅会被各种生物误食，还因其特殊的表面性质，成为了有害化学物质和致病微生物的载体，对生态系统和人类健康构成潜在威胁。

目前，虽然对海洋环境中 MPs 的研究较多，但内陆水体中 MPs 的研究相对匮乏，尤其是在像土耳其这样的地区。而且，对于不同盐度湖泊中 MPs 相关细菌群落的变化规律，人们了解甚少。为填补这些知识空白，来自土耳其阿克德尼兹大学、恰纳卡莱卡拉特金大学、中东技术大学等多所机构的研究人员，开展了一项关于土耳其中部安纳托利亚湖泊中 MPs 相关细菌群落沿盐度梯度变化的研究，该研究成果发表在《Hydrobiologia》杂志上。

研究人员选取了土耳其科尼亚封闭盆地（KCB）和布尔杜尔封闭盆地（BCB）的 11 个湖泊，这些湖泊盐度范围为 0.25‰ - 192.69‰。在 2021 年 7 月，研究人员在每个采样点测量了温度、盐度、电导率（EC）、溶解氧（DO）浓度和 pH 等理化变量。同时，使用 5 升的 Ruttner 采样器采集深度积分水柱样本，用于分析 MPs 上的细菌生物膜；采集 500ml 水样用于测定水体中的细菌组成。所有样本在黑暗低温条件下保存，带回实验室分析。

在实验室中，研究人员将水样中的 MPs 根据类型分类，用无菌生理盐水冲洗后，通过机械涡旋使细菌细胞脱离 MPs。水样则通过无菌纤维素 0.22μm 孔径醋酸盐膜过滤，后续对 MPs 和水样进行一系列处理和培养，利用传统微生物学方法、MALDI - TOF（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）以及 Sanger DNA 测序方法，对细菌菌株进行分离、鉴定和分析。此外，研究人员还对 MPs 进行了单独分析，包括用 30% H2?O2?处理去除有机残留物、通过 GF/C Whatman 滤膜过滤、利用立体显微镜根据物理属性和结构对塑料颗粒分类等操作。

研究结果如下：

1. 微塑料的丰度和组成：11 个湖泊中 MPs 的丰度变化与盐度无关，平均丰度为 0.83 ± 0.05（SE）个 / L。其中，布尔杜尔湖、萨尔达湖和戈克戈尔湖的 MPs 浓度较高，而巴基湖和阿西戈尔湖的浓度较低。MPs 主要类型为纤维，占比 46.7%；颜色以黑色（52%）、蓝色（22%）和透明（13%）为主；粒径主要集中在 0.5 - 2mm，占比 52%。
2. MPs 表面和湖水的生物膜组成：可培养细菌菌株在不同湖泊中分布存在差异。在 MPs 和湖水周围，变形菌门（Proteobacteria，98.4 - 83.1%）和厚壁菌门（Firmicutes，1.6 - 16.9%）是最主要的菌门。MPs 表面最主要的细菌科为假单胞菌科（Pseudomonadaceae，94.7%），而湖水中为希瓦氏菌科（Shewanellaceae，40.3%）。此外，研究还发现一些致病细菌，如嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophyla）、水生丛毛单胞菌（Comamonas aquatica）等在所有 MPs 表面都有存在；不同盐度下，MPs 表面的细菌群落组成也有所不同，如嗜盐菌 Shewanella putrefaciens 在高碱性的萨尔达湖 MPs 表面浓度较高，耐盐的变形杆菌属（Proteus spp.）菌株在博卢克湖（95.7‰）MPs 表面占优势。

研究结论和讨论部分指出，该研究中湖泊 MPs 浓度与全球城市地区相比相对较低，但高于部分其他研究中的湖泊。MPs 浓度与旅游活动、工业和农业活动密切相关，如布尔杜尔湖、萨尔达湖等旅游胜地 MPs 浓度较高，而人口较少、工业和农业活动少的湖泊 MPs 浓度较低。MPs 作为细菌附着和生长的基质，在不同盐度环境下，其表面细菌群落组成差异明显，且存在多种潜在致病细菌。这不仅影响了细菌的分布和传播，还可能通过食物链传递，对水生生态系统和人类健康造成威胁。例如，在高盐度的图兹湖，MPs 上的细菌群落以克雷伯氏菌属（Klebsiella sp.）为主，这是一种可能导致医院感染的潜在病原体。此外，MPs 还可能改变水生生态系统的碳循环、促进抗生素耐药性的传播等。

总的来说，该研究揭示了不同盐度湖泊中 MPs 相关细菌群落的变化规律，强调了 MPs 在细菌传播和生态系统影响方面的重要作用。这为深入了解内陆水体中 MPs 的环境行为和生态效应提供了重要依据，也为相关环境保护和治理措施的制定提供了参考。未来，还需要进一步开展更多研究，以全面评估 MPs 对生态系统和人类健康的影响。