南开新闻网讯（记者 李享 通讯员 李烨 摄影 宗琪琪）北京时间4月9日晚，国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）在线发表南开大学环境科学与工程学院汪磊教授课题组、孙红文教授课题组与美国麻省大学阿默斯特分校邢宝山教授课题组，以及中国科学院生态环境研究中心、东北大学和北京市农林科学院的联合研究进展。
该研究题为“Leaf absorption contributes to accumulation of microplastics in plants（叶片吸收促进植物对微塑料的富集）”。团队针对植物叶片对大气微塑料的潜在吸收行为缺乏有力证明这一问题，利用质谱、高光谱、原子力显微镜—红外光谱联用等检测技术，突破了环境样品中微塑料的粒径尺寸限制及生物富集水平难以定量表征的研究瓶颈，实现了真实环境中植物叶内被吸收微塑料颗粒的成功观测，揭示了叶内富集微塑料与大气微塑料的关联，并在模拟暴露实验中阐明了微塑料可由叶片气孔吸收、通过质外体途径进入维管束，且会在毛状体中积累的吸收和富集机制。
该研究首次明确提出叶片吸收大气微塑料是微塑料进入食物链和人体的重要途径，推动了微塑料污染研究领域的认知进步，是我国在新污染物研究领域取得的又一引领性成果，可为污染物的管理政策制定提供科学依据。
南开新污染物研究团队开展植物模拟暴露实验
植物吸收是很多污染物进入食物链的重要途径。植物可通过根系吸收土壤中的微塑料，但其向上运输效率较低，对地上可食部分的贡献有限。大气中的微塑料污染广泛存在，如能被植物叶片直接吸收，将导致更直接的污染生态风险。南开大学的新污染物研究团队立足环境科学学科，结合地学、生态学与分析化学的方法和前沿技术，针对植物叶片对大气环境中微塑料的潜在吸收行为开展野外调查与实验室模拟研究。
图1 天津地区树叶、蔬菜和大气中目标微塑料的浓度
研究团队选择涤纶生产企业与垃圾填埋场等典型区域，采用团队创建的“化学解聚—单体化合物质谱检测”等技术定量表征树叶中聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）微塑料及塑料低聚物的污染水平。发现部分植物叶片中PET和PS聚合物的浓度最高可达10^4 ng/g，且与叶片生长时间、叶片气体交换能力和大气污染水平具有显著相关性。采用高光谱成像（HSI）和原子力显微镜—红外光谱联用技术（AFM-IR），在现场植物叶片中观测到被吸收的PET、PS、PA（尼龙）以及PVC（聚氯乙烯）微塑料颗粒。
图2 现场调查的叶片和实验室模拟实验的玉米叶片中吸收的PET微塑料
图3 玉米叶片中吸收的荧光PS微塑料
研究团队还采用现场采集的微塑料粉尘与荧光标记、铕标记微塑料颗粒开展多种形式的暴露实验，利用HSI、激光共聚焦显微镜及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱表征手段，揭示了微塑料被玉米叶片的气孔吸收，通过质外体途径转运至维管组织，以及在叶片毛状体中积累的行为规律。
图4 PS塑料颗粒在玉米叶片中的分布及推测的运移路径
研究还报道了蔬菜中微塑料的浓度水平，提示了露天种植的叶菜类蔬菜对于微塑料人体暴露的重要贡献，揭示了植物对于环境微塑料进入食物链，进而引起生态系统与人体健康潜在风险的重要作用。
南开新污染物研究团队开发质谱分析方法
南开大学为第一通讯单位，汪磊教授、邢宝山教授、孙红文教授为该论文通讯作者。环境科学与工程学院2021级环境科学专业博士研究生李烨为该论文第一作者。
此研究工作得到了国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目和亚太气候组织（APN）国际合作项目的资助。
南开大学环境科学与工程学院拥有环境科学首批国家重点学科和环境污染过程与基准教育部重点实验室等科研平台，在新污染物研究方面起步较早、积淀深厚。学院承担多项国家重点研发计划项目、国家重点基金项目等重要科研项目，针对全多氟化合物、多溴联苯醚、有机磷酸酯、纳米污染物、抗生素抗性基因等重要新污染物开展了系统的前瞻性研究，成果在Nature Geoscience、Nature Communications、PNAS、EHP、ES&T 等权威期刊发表，先后获得教育部和天津市科学技术研究奖项十余项。本项研究成果是南开大学环境学科成立五十周年之际在新污染物研究方面取得的重要突破。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08831-4
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