典型微塑料生物膜上病原菌的富集特征与生态风险预测

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：王帆,胡志勋,王万军,肖咏茵,麦渭聪,李桂英,安太成

单位：广东工业大学环境健康与污染控制研究院, 广东省环境催化与健康风险控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境科学与工程学院, 广州市环境催化与污染控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境健康与污染控制研究院, 广东省环境催化与健康风险控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境科学与工程学院, 广州市环境催化与污染控制重点实验室, 广州 510006,深圳市环境水务集团有限公司, 深圳 518031,广东工业大学环境健康与污染控制研究院, 广东省环境催化与健康风险控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境科学与工程学院, 广州市环境催化与污染控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境健康与污染控制研究院, 广东省环境催化与健康风险控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境科学与工程学院, 广州市环境催化与污染控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境健康与污染控制研究院, 广东省环境催化与健康风险控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境科学与工程学院, 广州市环境催化与污染控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境健康与污染控制研究院, 广东省环境催化与健康风险控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境科学与工程学院, 广州市环境催化与污染控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境健康与污染控制研究院, 广东省环境催化与健康风险控制重点实验室, 广州 510006,广东工业大学环境科学与工程学院, 广州市环境催化与污染控制重点实验室, 广州 510006

摘要：微塑料作为水体环境中微生物定殖的新兴生态位可能会选择性富集病原菌,从而导致严重的生态风险和对公众健康的潜在威胁,然而不同微塑料生物膜上病原菌的富集特征及其生态风险尚不明晰. 通过野外原位孵育试验,使用16S rRNA高通量测序技术探究了聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氯乙烯（PVC）这5种典型微塑料生物膜上细菌群落结构的差异、人类病原菌的赋存特征以及生态风险的预测. 结果显示,经过28 d原位孵育后所有微塑料表面均形成了明显的生物膜,并且所有微塑料生物膜上细菌群落的多样性和丰富度均高于周围水体,表明微塑料对周围水体中的微生物具有显著的富集作用. 每种类型微塑料生物膜上均形成了独特的细菌群落结构,特别是PVC更倾向于选择性富集变形菌门（Proteobacteria）的细菌. 使用HPB数据库共注释出47种人类病原菌,有6种被识别为Ⅰ类重点控制的抗生素耐药性病原菌. 微塑料生物膜上人类病原菌的检出种类和相对丰度均高于周围水体,巴尔通氏体（Bartonella）、伯克霍尔德氏菌属（Burkholderia）和布鲁氏菌属（Brucella）等优势病原菌均选择性富集在微塑料生物膜上. 基于BugBase的微生物功能表型预测结果显示,微塑料生物膜上生物膜形成、移动元件和潜在致病性3种功能表型的占比分别增加了2.38%~5.57%、0.82%~7.13%和3.04%~8.30%,主要是由属于α-变形菌纲（α-Proteobacteria）和γ-变形菌纲（γ-Proteobacteria）的细菌贡献. 研究结果不仅揭示了微塑料生物膜上选择性富集的机会性病原菌可能会导致水体环境中致病性和抗生素耐药性传播风险的加剧,也为正确评估水体环境中微塑料污染带来的生态风险提供参考依据.

关键词：微塑料（MPs）,生物膜,细菌群落结构,人类病原菌,生态风险,