微塑料(Microplastics, MPs)作为一种难降解、易迁移的环境污染物,能通过食物链进入人体并威胁健康,已被生态环境部列为“四大新型污染物”之一。2026年是“十五五”规划的开局之年,中央经济工作会议将“强化新污染物治理”作为坚持“双碳”引领、推动全面绿色转型的一项重要任务。目前,新污染物治理仍存在亟待突破的科技难题,主要包括环境与健康风险评估模型基础薄弱,以及高效净化关键技术与装备供给不足。
针对上述“卡脖子”问题,生物工程学院王霞副教授团队建立了基于斑马鱼的微塑料毒性评估模型,并开发了真菌菌丝体改性的绿色无污染的微塑料去除技术。
微塑料毒性评估模型系统评估了10μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)与铜(Cu)联合暴露对斑马鱼幼鱼的急性毒性效应。结果证实,联合暴露会诱导斑马鱼产生发育毒性、免疫毒性、神经毒性,并引发氧化应激与代谢紊乱,且两者表现出显著的协同毒性效应。该研究首次揭示了微塑料与铜对斑马鱼幼鱼的急性联合毒作用机制,相关成果以题为《Polystyrene microplastics (PS-MPs) harness copper presence and promote impairments in early zebrafish (Danio rerio) larvae: Developmental, biochemical, transcriptomic approaches and nontargeted metabolomics approaches》的研究论文,发表于国际期刊《Environmental Research》(JCR一区,IF=7.7)。论文第一作者为生物工程学院硕士研究生张丽巧,青岛科技大学为第一单位,通讯作者为王霞副教授。

图1 聚苯乙烯微塑料和铜对斑马鱼幼鱼的毒性作用
针对水中微塑料的治理难题,团队创新性地提出了一种基于改性可食用真菌平菇的去除方法,选用绿色可食、经济易得的平菇菌丝体构建微塑料去除框架,以天然物质壳聚糖和柠檬酸对其改性,得到改性菌丝体(M-PM)海绵。1 g M-PM可去除412.42±9.14 mg MPs,常温下,其对自来水样品中MPs的去除率高达68.8%,对其他水样的去除率也可达60.1%~67.4%。该材料的优异性能主要源于内部的结构交联与表面的阳离子化修饰。此外,M-PM具备良好的生物相容性,整个制备和使用过程绿色无污染。相关研究成果以题为《Chitosan oligosaccharide-modified Pleurotus ostreatus mycelium for microplastic removal based on the green design concept》的论文,发表于国际期刊《Industrial Crops and Products》(JCR一区,IF=6.2)。论文第一作者为生物工程学院硕士研究生董新睿,青岛科技大学为第一单位,通讯作者为王霞副教授。

图2 改性菌丝体前后对比
上述工作融合生物学与材料学交叉优势,为环境污染物的评估与治理提供了新的研究思路和技术支撑,相关成果支撑了学校农业科学ESI学科建设和发展。