家蠶毒理研究揭示――生物降解塑料或存生態風險

　　◎本報記者 江 耘 實習生 盧馨怡

　　日前，記者從浙江省農業科學院了解到，該院蠶桑與茶葉研究所工廠化養蠶研究室聯合蘇州科技大學、蘇州大學研究團隊，從係統生物學角度發現，過量攝入生物降解塑料會對家蠶消化係統（中腸組織、微生物區係）造成一定程度的損傷，進而影響家蠶生長發育，降低養蠶成績。相關研究論文近日發表於國際學術期刊《環境汙染》。

　　在家蠶飼料中加入生物降解塑料

　　作為傳統塑料的替代品，生物降解塑料指在自然界中依靠微生物（如細菌、黴菌和藻類等）的生命活動就能降解的塑料，包括聚乳酸、聚羥基烷酸酯等多個種類。生物降解塑料經降解後會成為碳素循環的一部分。

　　然而，若不具備合適的場景條件，生物降解塑料就發揮不了“綠色”特性，仍會對生態環境造成汙染。因此，生物降解塑料對生態係統的潛在影響值得進一步研究。

　　“家蠶作為陸地生態係統中鱗翅目代表性昆蟲之一，因其對有毒物質具有高靈敏度而成為毒性研究中理想的模式生物。”國家蠶桑產業技術體係杭州綜合試驗站站長、浙江省農科院蠶桑與茶葉研究所工廠化養蠶研究室主任周文林介紹。

　　2022年，南開大學科研團隊在《環境科學與技術》發文，定量測算出環境樣本聚乳酸含量為53.5―491納克/克幹重，考慮到93%的回收率，實際含量約為57.5―528納克/克幹重。

　　“經過換算，自然環境下聚乳酸濃度約是0.0527―0.528毫克/千克。我們這項研究在家蠶人工飼料組成原料中添加了濃度為1毫克/升的聚乳酸懸浮液。經過換算，聚乳酸在最終製備完成的家蠶人工飼料飼喂餌料中的實際濃度為0.526毫克/千克，接近聚乳酸在當前自然環境中的分布情況。”論文共同第一作者、浙江省農業科學院蠶桑與茶葉研究所博士武雪會介紹。

　　通過對照正常家蠶的中腸上皮組織結構和組織病理學檢驗結果，聯合團隊研究發現：食用添加了1毫克/升聚乳酸的人工飼料，家蠶中腸細胞內各種微細結構基本正常，未見明顯病變或損傷，家蠶的存活率、結繭量等亦未發生改變。

　　生物降解塑料對生態係統潛在影響需進一步研究

　　2022年，中國石化與清華大學聯合研究的《可降解塑料的環境影響評價與政策支撐研究報告》發布。該報告認為，目前可降解塑料製品使用存在結構性矛盾，可降解塑料製品使用後實際進入環境以及進入生物質處理設施發揮可降解優勢的比例極低。因此，人們需要正視可降解材料的應用場景及產能的有效布局。

　　以聚乳酸為例，已有研究表明，它對水生與陸生生態係統均構成風險，並可能通過營養轉移進入人體。

　　“本項研究中，家蠶的人工飼料由幹粉和水組成。我們將聚乳酸原料溶於水，經超聲波處理後再倒入飼料中攪拌均勻，這樣製備的家蠶人工飼料中含有一定濃度的聚乳酸，其濃度可根據實驗需要進行調節。”武雪會表示，考慮到聚乳酸生物降解塑料應用的增長趨勢以及養蠶配方飼料適口性等因素，此次研究還做了預判性實驗，即將聚乳酸濃度提高至5毫克/升和25毫克/升，持續觀察不同實驗條件下家蠶的健康狀況。

　　研究顯示，食用含有高濃度聚乳酸（5毫克/升和25毫克/升）的人工飼料後，家蠶的存活率和養蠶成績均顯著下降。家蠶過量攝入聚乳酸，會損害中腸上皮細胞，誘導氧化應激反應，改變中腸代謝以及中腸微生物群的豐富度和組成，從而導致其存活和生長受到威脅。

　　周文林表示，此次研究初步表明了生物降解塑料對蠶的影響，具體結論有待進一步驗證。此次研究為生物降解塑料在環境中的生態風險提供了新的思路。