在微塑料污染生态风险研究领域，无色微塑料（MPs）对微藻的毒性影响已得到广泛关注，但针对负载无机金属色素的彩色微塑料的毒性特征，相关研究仍较为匮乏。这一研究缺口使得水环境中彩色微塑料的潜在生态危害评估存在明显局限，因此亟需开展针对性研究以填补空白。本研究以含CdSSe色素的红色聚乙烯（PE）微塑料为研究对象，系统比较其与无色PE微塑料对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的毒性差异，旨在揭示彩色微塑料的特殊毒性效应及内在作用机制。
实验选用粒径约为181 μm、色素质量百分比达40%的红色PE微塑料，以75 mg/L的暴露浓度对铜绿微囊藻进行为期8天的毒性胁迫实验，并以相同浓度的无色PE微塑料作为对照。结果显示，红色微塑料对藻细胞生长的抑制效应显著高于无色微塑料：暴露结束后，红色微塑料组的细胞生长抑制率达53.0%，而无色微塑料组仅为23.0%，两组数据差异具有统计学意义（p<0.05），直观证实了含无机色素彩色微塑料更强的毒性潜力。
生理水平的检测进一步阐明了红色微塑料的毒性作用路径。光合作用相关指标分析表明，红色微塑料处理组的藻细胞光合效率显著下降，核心光合系统功能受到明显抑制，这直接影响了藻细胞的能量合成过程。同时，藻细胞的抗氧化应激系统被显著激活，提示细胞正处于严重的氧化损伤状态，这一应激反应是细胞应对外界毒性胁迫的重要生理响应。这些生理功能的异常还伴随明显的细胞形态改变，通过显微观察发现，红色微塑料暴露组的藻细胞出现显著的尺寸减小、表面皱缩等形态畸变，而无色微塑料组的细胞形态则相对完整。
为从分子代谢层面揭示毒性机制，本研究引入非靶向代谢组学分析技术。结果显示，与对照组及无色微塑料组相比，红色微塑料暴露显著干扰了铜绿微囊藻的核心代谢网络，其中嘌呤代谢、氨基酸代谢及磷脂代谢通路的紊乱最为突出。这些代谢通路的异常不仅影响细胞的物质合成与能量代谢，还可能导致细胞结构稳定性下降，进一步加剧细胞损伤。
深入的机制探究表明，红色微塑料在水环境中可通过光化学反应释放镉离子（Cd²⁺），这是其毒性显著高于无色微塑料的核心原因。Cd²⁺作为典型的重金属毒性物质，可通过多种途径对藻细胞产生复合毒性效应，与微塑料自身的物理胁迫形成协同作用。本研究不仅深化了人们对彩色微塑料中色素光化学行为的科学认知，更明确了彩色微塑料在水环境中可能带来的更高生态毒性风险，为完善微塑料污染风险评估体系、制定针对性的环境管控策略提供了重要的科学依据。
原文链接：Toxic effect and the mechanisms of colored microplastics containing inorganic pigments on Microcystis aeruginosa
