聚乙烯微塑料与镉联合暴露对赤子爱胜蚓的毒性效应及交互作用评估

杨晓霞; 张雪梅; 舒晓; 谢蔓莉; 龚久平; 杨俊英; 李必全; 柴勇; 刘剑飞; 《环境科学学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：将蚯蚓（赤子爱胜）分别暴露于不同浓度(0.5、2.5、10、20 g·kg^-1)的聚乙烯（PE）微塑料（30～50μm）与镉（Cd, 1、10 mg·kg-1）单独或复合污染土壤中28 d.以个体生长及繁殖、细胞色素P450亚酶（CYP1A2、CYP2B6、CYP2C9与CYP3A4）和小分子代谢标记物（代谢组学）多指标为受试终点，并采用生物标记物响应指数法（Biomarker response index, BRI）和联合效应加成指数法（Effect addition index, EAI），评估PE微塑料与Cd复合污染毒性效应及交互作用.暴露试验结果显示，联合胁迫能显著影响Cd的生物累积.联合暴露下，蚯蚓体内Cd的积累受微塑料浓度的影响显著.PE与Cd的交互作用随效应水平的增加由拮抗作用转变为协同作用.20 g·kg-1 PE与1 mg·kg（-1） Cd联合暴露，以及10～20 g·kg（-1） PE与10mg·kg-1 Cd联合暴露下，CYP2B6及CYP3A4活力显著低于对照水平，提示蚯蚓氧化损伤的产生.基于代谢组识别出的前10位重要的小分子代谢物分别为：十二羟基十二烷酸、3'-磷酸腺苷、肌苷、喹啉酸、亚麻酸衍生物（9Z,11E,13S,15Z）-13-羟基十八碳-9,11,15-三烯酸(13（S）-HOT)、硬脂酸、尿苷、L-胱硫醚、胸苷酸与亮氨酸. PE与Cd联合暴露下，上述小分子代谢物水平均发生显著平变化.PE与Cd联合暴露的毒性作用模式与蚯蚓自身解毒能力受损、脂质代谢、嘌呤、嘧啶代谢及氨基酸代谢紊乱有关.本研究结果有助于精准评估土壤PE微塑料与Cd的复合生态风险，为提升PE微塑料与Cd复合污染生态风险的认知提供科学依据.

关键词： 赤子爱胜蚓 聚乙烯(PE)微塑料 镉 细胞色素P450亚酶 代谢组学 变化水平 生物标记物响应指数法 效应加成指数法