随着塑料制品成为我们日常生活中不可或缺的一部分，它们带来的环境问题也日益受到全球关注。塑料生产过程中会存在大量添加剂的使用，这些添加剂本身的毒性效应使其成为塑料生态风险的重要组成。了解塑料中添加剂的环境行为是评估其生态风险的前提条件，而在真实环境中，塑料中添加剂的环境行为除了被各种理化参数控制外，还可能受到生物活动的影响。近日，中国科学院水生生物研究所（以下简称水生所）吴辰熙团队的一项研究，从塑料表面生物膜作用的角度出发，为塑料中邻苯二甲酸酯类添加剂的环境行为提供了新的见解。

邻苯二甲酸二异辛酯（DEHP）被认定为内分泌干扰物，虽然其存在严重的健康和生态风险，但至今仍能在大量塑料制品中被发现。有调查显示聚氯乙烯（PVC）塑料中DEHP的最大添加量能超过60%。塑料中DEHP的释放被认为是环境中DEHP的重要来源。而吴辰熙团队的研究发现，在进入水环境后，塑料表面形成的自然生物膜会作为一种新生界面对塑料中DEHP向外界迁移转化的过程产生重要影响。

研究团队发现，在30天的实验周期中，与无生物膜对照组相比，虽然表面生物膜的存在使水中的DEHP浓度降低了0.8到11.6倍，但却使水中DEHP的主要降解产物——邻苯二甲酸单乙基己酯（MEHP）——的浓度增加了2.3至57.3倍。同时，有大量的MEHP和DEHP残留在了生物膜中。若将水中和生物膜中的DEHP及MEHP总量相加，生物膜组的总DEHP释放量最高可达无生物膜组的73倍。大部分释放的DEHP都残留在了生物膜中，并被降解。此外，本研究还发现塑料中的DEHP含量以及塑料材料的厚度和制作工艺都会影响表面生物膜对DEHP释放的作用。

该研究表明，表面生物膜可以显著增加塑料中添加剂的释放，与此同时，表面生物膜作为塑料与周围环境间的新界面，又可以通过阻隔、吸附和降解等作用影响这些释放出来的塑料添加剂在环境中的迁移转化过程。由于进入水环境中的塑料不可避免的会被生物膜附着，因此这一新生界面的作用在真实环境中显得尤为重要。未来的研究应致力于探索塑料添加剂在不同生物膜组成下的迁移动力学和归宿，并评估生物膜富集塑料添加剂所带来的生态风险。

水生所吴辰熙团队常年致力于水环境中微塑料及其相关污染物的环境行为和生态风险研究。团队成员熊雄副研究员长期关注重要塑料添加剂邻苯二甲酸酯类塑化剂的环境行为，近年来评估了快递塑料袋（Xu et al.,2020）和儿童桌垫（Zhao et al.,2023）中的塑化剂污染情况和释放风险，研究了塑料微型化过程对塑化剂释放的影响（Zhao et al.,2022）。本研究的成果进一步丰富了对真实环境塑料中添加剂环境行为的认识，近期以《Effect of Biofilm Forming on the Migration of Di(2-ethylhexyl)phthalate from PVC Plastics》发表在了《Environmental Science & Technology》上。赵娥博士为论文的第一作者，熊雄副研究员为论文通讯作者，该研究得到国家自然科学基金面上项目（42377400 和52070190）以及中国科学院青年创新促进会（2021339）的资助。

图1 生物膜对塑料中DEHP释放的影响示意图

图2 对照组和生物膜生长组在体系中每克塑料DEHP和MEHP的累积迁移量

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c09021

参考文献：

Xu,Z. N.;Xiong,X.;Zhao,Y. H.;Xiang,W.;Wu,C. X. (2020). Pollutants delivered every day: Phthalates in plastic express packaging bags and their leaching potential. Journal of Hazardous Materials,384,121282.

Zhao,E.;Xu,Z. N.;Xiong,X.;Hu,H. J.;Wu,C. X. (2022). The impact of particle size and photoaging on the leaching of phthalates from plastic waste. Journal of Cleaner Production,367.

Zhao,E.,Xiong,X.,Hu,H.,Li,X.,& Wu,C. (2023). Phthalates in plastic stationery in China and their exposure risks to school-aged children. Chemosphere,339,139763.