家蚕毒理研究揭示：生物降解塑料或存生态风险
◎本报记者 江 耘 实习生 卢馨怡
日前，记者从浙江省农业科学院了解到，该院蚕桑与茶叶研究所工厂化养蚕研究室联合苏州科技大学、苏州大学研究团队，从系统生物学角度发现，过量摄入生物降解塑料会对家蚕消化系统（中肠组织、微生物区系）造成一定程度的损伤，进而影响家蚕生长发育，降低养蚕成绩。相关研究论文近日发表于国际学术期刊《环境污染》。
在家蚕饲料中加入生物降解塑料
作为传统塑料的替代品，生物降解塑料指在自然界中依靠微生物（如细菌、霉菌和藻类等）的生命活动就能降解的塑料，包括聚乳酸、聚羟基烷酸酯等多个种类。生物降解塑料经降解后会成为碳素循环的一部分。
然而，若不具备合适的场景条件，生物降解塑料就发挥不了“绿色”特性，仍会对生态环境造成污染。因此，生物降解塑料对生态系统的潜在影响值得进一步研究。
“家蚕作为陆地生态系统中鳞翅目代表性昆虫之一，因其对有毒物质具有高灵敏度而成为毒性研究中理想的模式生物。”国家蚕桑产业技术体系杭州综合试验站站长、浙江省农科院蚕桑与茶叶研究所工厂化养蚕研究室主任周文林介绍。
2022年，南开大学科研团队在《环境科学与技术》发文，定量测算出环境样本聚乳酸含量为53.5—491纳克/克干重，考虑到93%的回收率，实际含量约为57.5—528纳克/克干重。
“经过换算，自然环境下聚乳酸浓度约是0.0527—0.528毫克/千克。我们这项研究在家蚕人工饲料组成原料中添加了浓度为1毫克/升的聚乳酸悬浮液。经过换算，聚乳酸在最终制备完成的家蚕人工饲料饲喂饵料中的实际浓度为0.526毫克/千克，接近聚乳酸在当前自然环境中的分布情况。”论文共同第一作者、浙江省农业科学院蚕桑与茶叶研究所博士武雪会介绍。
通过对照正常家蚕的中肠上皮组织结构和组织病理学检验结果，联合团队研究发现：食用添加了1毫克/升聚乳酸的人工饲料，家蚕中肠细胞内各种微细结构基本正常，未见明显病变或损伤，家蚕的存活率、结茧量等亦未发生改变。
生物降解塑料对生态系统潜在影响需进一步研究
2022年，中国石化与清华大学联合研究的《可降解塑料的环境影响评价与政策支撑研究报告》发布。该报告认为，目前可降解塑料制品使用存在结构性矛盾，可降解塑料制品使用后实际进入环境以及进入生物质处理设施发挥可降解优势的比例极低。因此，人们需要正视可降解材料的应用场景及产能的有效布局。
以聚乳酸为例，已有研究表明，它对水生与陆生生态系统均构成风险，并可能通过营养转移进入人体。
“本项研究中，家蚕的人工饲料由干粉和水组成。我们将聚乳酸原料溶于水，经超声波处理后再倒入饲料中搅拌均匀，这样制备的家蚕人工饲料中含有一定浓度的聚乳酸，其浓度可根据实验需要进行调节。”武雪会表示，考虑到聚乳酸生物降解塑料应用的增长趋势以及养蚕配方饲料适口性等因素，此次研究还做了预判性实验，即将聚乳酸浓度提高至5毫克/升和25毫克/升，持续观察不同实验条件下家蚕的健康状况。
研究显示，食用含有高浓度聚乳酸（5毫克/升和25毫克/升）的人工饲料后，家蚕的存活率和养蚕成绩均显著下降。家蚕过量摄入聚乳酸，会损害中肠上皮细胞，诱导氧化应激反应，改变中肠代谢以及中肠微生物群的丰富度和组成，从而导致其存活和生长受到威胁。
周文林表示，此次研究初步表明了生物降解塑料对蚕的影响，具体结论有待进一步验证。此次研究为生物降解塑料在环境中的生态风险提供了新的思路。