可生物降解微塑料驱动湖泊沉积物有机碳组分重构：PBAT的矿化-稳定双重动态及其碳气候反馈

《Water Research》：Microplastics-driven reconfiguration of organic carbon fractions in lake sediments: mineralization and stabilization dynamics of biodegradable polymers

　　本研究发现可生物降解微塑料（PBAT）在湖泊沉积物中具有双重作用：作为短期碳源显著促进温室气体（CO2/CH4）排放，同时通过促进腐殖化（SUVA254升高）和矿物结合作用驱动碳向稳定组分再分布。该研究揭示了生物降解性MPs对碳敏感湖泊生态系统的复杂生物地球化学干扰，对评估新型聚合物的环境安全性具有重要警示意义。

　　

Highlight

可生物降解微塑料调控碳可用性并刺激温室气体排放

我们的研究结果表明，微塑料（MPs）作为外源富碳污染物，主要通过调节有机碳组分（OCFs）的分布和可用性，成为沉积物碳循环的关键调节器。这种调节最直接地体现在对温室气体（GHG）排放的刺激作用上。聚乙烯（PE）和聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）处理中二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）通量的增加（见图1），特别是在前期至中期（第7-21天），与不稳定碳库的同步增加密切相关。PBAT的刺激效应尤为显著，这归因于其聚合物链的快速水解，释放出生物可利用的寡聚物和单体，为沉积物微生物群落提供了现成的碳源。

结论

本研究明确证实，微塑料（MPs）通过独特的、聚合物依赖的机制，从根本上重构了沉积物碳循环。传统的PE和可生物降解的PBAT均显著增加了不稳定碳库（如溶解性有机碳DOC、轻组有机碳LFOC），并刺激了温室气体（GHG）排放（CO₂峰值增加38.22%-63.22%；CH₄峰值增加31.04%-42.02%），其中PBAT因其快速释放生物可利用寡聚物而表现出更强效应。关键在于，PBAT独特地加速了碳转化路径。虽然它在短期内作为强效碳源显著提升了矿化潜力，但也通过促进腐殖化（表现为SUVA₂₅₄增加和类腐殖质荧光增强）、矿物结合以及胡敏素积累，推动了碳向稳定组分的净再分布。这揭示了一个重要的环境权衡：可生物降解MPs虽然物理持久性较低，但其作为重要的短期碳源并改变碳固存过程，引入了复杂的生物地球化学干扰。