
内容介绍
1 新污染物概述
1.1 类别
新污染物可分为持久性有机污染物(POPs)、内分泌干扰物(EDCs)、抗生素以及微塑料(MPs)4类。

1.2 危害
对生态而言,新污染物可通过食物链富集和跨介质迁移,对生态系统造成多维度、跨层次的复合性危害。例如,纳米塑料与邻苯二甲酸酯在食物链中富集,导致鱼类脂代谢紊乱和组织损伤[5]。2 新污染物的植物吸收与转运过程
新污染物可通过根吸收和叶吸收两大途径进入植物体内[11]。根吸收过程包括被动扩散和主动转运两种机制:被动扩散依赖于污染物在根际环境与植物组织间的浓度梯度,而主动转运则需借助载体蛋白或离子通道的协助,消耗能量实现污染物由外至内的跨膜运输。

2.1 根吸收与转运
植物根系不仅是吸收水分和矿物元素的器官,也是吸收药品和个人护理用品(PPCPs)、全氟和多氟烷基物质(PFAS)等新污染物的主要器官[21]。2.2 叶吸收与转运
植物叶片主要通过气孔和角质层吸收外界物质[18],其吸收途径可分为气体吸收和液体吸收[4]。气体吸收主要涉及气态污染物的吸收。2.3 影响新污染物植物吸收与转化的因素
2.3.1 植株差异
植物对不同新污染物的吸收与累积能力存在显著的种间及器官间差异,这一规律主要受植物自身的生理结构、物质运输途径与污染物的理化性质之间复杂耦合作用的调控。2.3.2 污染物的理化性质
污染物自身的理化性质,尤其是其极性与分子形态,是决定其在土壤-植物系统中环境行为的关键内在因素,深刻影响其生物有效性、迁移能力及在植物组织中的累积与分布格局。2.3.3 环境因素
土壤的物理化学组成(土壤有机碳、腐殖酸、生物碳等)是调控植物吸收新污染物的关键因素,它主要通过改变污染物在固-液两相的分配、赋存形态及生物有效性来施加影响,进而直接影响能被植物所吸收的污染物含量。3 新污染物的植物代谢过程
3.1 I 相代谢(转化)
I 相代谢是植物对外源污染物进行生物转化的起始阶段[41]。在该过程中,母体污染物通过一系列酶促反应(主要包括氧化、还原和水解)发生结构修饰,生成带有羟基、羧基、氨基等极性官能团或反应活性位点的中间代谢产物。
3.2 II 相代谢(缀合)
II 相代谢(又称缀合反应)是污染物在植物体内代谢转化的重要阶段。该过程主要将 I 相代谢(如氧化、还原和水解)所生成的中间代谢产物与内源性小分子进行偶联[48],从而进一步降低其生物毒性,并显著增强其水溶性,使其更容易通过气孔或根系分泌物等方式排出体外,减少在植物体内的积累。II 相代谢主要包括4种缀合机制(见表4)。
3.3 III 相代谢(区隔化)
植物的III相代谢是其在应对污染物胁迫后的一项重要解毒机制[43],其主要功能是将经过Ⅱ相代谢修饰的结合态代谢产物进行区室化隔离或排出体外,从而最大限度地降低这些物质对细胞正常生理过程的干扰。根据现有研究,植物通常通过以下4种主要机制实现污染物的区室化(表5)。
4 结论与展望
植物在新污染物从非生物圈进入生物圈的过程中扮演关键角色,其吸收与代谢机制表现出高度复杂性与多样性,受到植物物种特性、污染物理化性质以及环境条件等多重因素的调控。植物通过根或叶界面吸收新污染物后,借助多阶段的酶促代谢反应实现其转化、缀合与隔离,显著影响污染物在环境中的归趋与生态风险。然而,当前研究仍面临一些挑战,如实际环境中多因素(如光照、温度、土壤性质及微生物等)协同下的植物吸收与代谢机制待深入探究、新污染物的植物代谢产物毒性效应尚不明确。因此,未来研究需从实验室单一控制实验转向多因子正交实验和野外验证相结合,同时应重点关注植物代谢产物的种类、转化路径及其毒性效应,通过体外体内毒理实验评估其环境与健康风险。
