GIST揭示一次性口罩对土壤生态系统污染影响
有研究结果显示，新冠肺炎疫情期间在全球范围内被使用和丢弃的数十亿只一次性口罩，可能也会对土壤生态系统造成严重影响。
光州科学技术院（GIST）30日表示，环境·能源工学系教授 Kim Taeyoung 研究团队与德国柏林自由大学等机构开展的国际联合研究，从科学层面证实，被丢弃的一次性口罩可能对土壤生态系统产生严重影响。
研究结果显示，废弃口罩产生的微塑料和化学添加剂会干扰土壤生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的生殖能力和代谢系统。
秀丽隐杆线虫是一种广泛栖息于土壤中的小型生物，长度约1毫米，在为农作物提供营养、维持土壤生态系统方面发挥着极其重要的作用。
在疫情期间，全球每年使用的一次性口罩多达数百亿只，由此产生了庞大的废弃物。大多数口罩由聚丙烯（PP）等合成纤维制成，可能释放微塑料，这不仅会影响水环境，也可能对土壤生态系统产生潜在影响，但相关研究一直十分有限。
研究团队通过本次研究首次在分子水平上证实，废弃口罩释放的微塑料并非单纯的塑料颗粒，而是与生产过程中添加的特定化学物质结合后，可能诱发生物学毒性。
尤其是，像秀丽隐杆线虫这类土壤生物繁殖功能的下降，可能威胁整个生态系统的结构稳定性，这表明亟需对废弃口罩的生态危害性进行综合评估。
研究团队将三种一次性口罩（KF94、医用、防尘用）以及对比用聚丙烯（PP）原料分别与标准土壤混合，实验评估其对秀丽隐杆线虫生殖能力和代谢的影响。
实验浓度（微塑料在土壤中的比例）设定为0.1%和0.3%，并对各组线虫的繁殖能力（孵化幼虫数量）进行了定量测定。随后通过液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）精密分析线虫的代谢变化以及在口罩中检出的化学添加剂。
液相色谱-质谱联用技术是一种精密分析技术，可在复杂混合物中分离出各个化学物质，并通过精确测量其分子量来确定具体成分。
实验结果显示，在0.3%浓度下，暴露于KF94及防尘口罩微塑料的线虫繁殖力分别下降33%和46%，这一结果具有统计学意义。相反，医用口罩和聚丙烯（PP）原料纤维在生殖毒性方面未表现出显著影响。
通过代谢组学（metabolomics）分析，还确认了线虫代谢途径发生了变化。KF94口罩和防尘口罩产生的微塑料共同干扰了多胺（polyamine）生物合成途径，而由于推测所使用的添加剂各不相同，对代谢物的影响也呈现差异。
高分辨率质谱分析结果显示，在口罩中检出了邻苯二甲酸酯（phthalates）等化学添加剂，这类物质被认为是会引发生殖毒性的内分泌干扰物。研究团队分析认为，这些添加剂极有可能是导致代谢紊乱和生殖力下降的主要原因。
Kim Taeyoung 教授表示：“本研究从科学上揭示了由一次性口罩释放的微塑料以及口罩生产过程中使用的化学添加剂，对土壤生物产生的复合生物学毒性”，并强调“有必要尽快评估口罩废弃物的长期环境影响，同时制定环保型口罩材料的开发和废弃处理方案”。
本研究在韩国研究财团基础研究事业（中坚研究）的支持下开展，由GIST环境·能源工学系教授 Kim Taeyoung 和博士后研究员 Kim Jonghyun 主导。作为共同研究者，柏林自由大学博士后研究员 Kim Shinoong、教授 Matthias C. Rillig，巴西圣卡洛斯联邦大学（Universidade Federal de São Carlos）教授 Walter R. Waldman，以及庆北大学教授 Kim Sunghwan 研究团队参与其中。
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