随着人类对塑料制品依赖程度的不断加深，土壤生态系统中纳米塑料污染问题日益凸显。作为新兴环境污染物，纳米塑料的生态风险准确评估已成为当前环境科学领域的重要前沿课题和研究难点。现有研究多集中于理想化形态的球形纳米塑料，而实际环境中的纳米塑料普遍呈现不规则的非球形特征。刘丙申博士团队聚焦于更贴近真实污染情境的非球形聚乙烯纳米塑料，以豌豆根际微生态系统为研究对象，系统揭示了其特有的生态效应及作用机制。

研究团队通过整合宏基因组学与非靶向代谢组学等先进技术，发现非球形聚乙烯纳米塑料可显著抑制豌豆生长，并重塑其根际微生物群落结构。一个关键且值得警惕的发现是：非球形纳米塑料会显著促进抗生素抗性基因（ARGs）的增殖与传播，并使其宿主菌群向包含条件致病菌（例如铜绿假单胞菌）在内的潜在风险类群转变。进一步机制分析表明，纳米塑料胁迫所致的植物根际代谢物分泌紊乱，是驱动上述ARGs宿主群落结构变化的关键因素。

该研究揭示了纳米塑料的形态是决定其环境行为与生态风险的关键因素。结果表明，传统基于球形颗粒的风险评估方法可能显著低估真实环境中纳米塑料的生态危害，尤其是在促进ARGs传播等方面的潜在风险。

图1 非球形聚乙烯纳米塑料对豌豆-土壤系统影响机制的示意图

研究结果以论文形式发表于《Journal of Hazardous Materials》，题目为“Impacts of non-spherical polyethylene nanoplastics on microbial communities and antibiotic resistance genes in the rhizosphere of pea (Pisum sativum L.): An integrated metagenomic and metabolomic analysis”。

《Journal of Hazardous Materials》是由Elsevier出版的环境领域的权威期刊，主要发表以有毒有害物质为研究对象、与环境科学及毒理学相关的原创性与前瞻性研究成果，最新影响因子为11.3，为中科院一区TOP期刊。

该研究得到了山东省自然科学基金、国家自然科学基金以及山东航空学院博士科研启动基金项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140425