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Ecological risk of microplastics in soil ecosystem: Insights from nematodes
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Lab tests with roundworms (including C. elegans) and field studies of riverbank soils along the Yangtze examined how microplastics affect soil life. Microplastics harmed worms above certain levels, changed their behavior, and altered soil microbial activity and energy flow, with effects depending on plastic type, aging and environmental conditions.
Mikroplastik (MP) ist ein verbreiteter Schadstoff in Ökosystemen, die Risiken im Boden sind jedoch unklar. Es wurden Labor- und Feldstudien kombiniert, um die Auswirkungen von MPs auf Arten, Gemeinschaften und Mikronahrungsnetz zu bewerten. Untersucht wurden ein herkömmlicher Kunststoff (Polyethylen niedriger Dichte – LDPE) sowie eine Mischung aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (Polymilchsäure – PLA und Polybutylenadipat-co-terephthalat – PBAT). Die maßgeblichen Wirkfaktoren wurden in Tests mit dem Modellnematoden C. elegans mit verschiedenen Böden und MPs (Typ, Größe, Alterung) bestimmt. Generell traten negative Reaktionen bei Konzentrationen über umweltrelevanten Werten (0,01 %) auf. Insbesondere Alterung führte bei PLA/PBAT zu negativen Auswirkungen. Zur Berücksichtigung von Lebensstrategie und Artenmerkmalen wurden neben C. elegans drei Bodennematoden untersucht. Das Verhalten (Bewegung, Nahrungssuche, Nahrungsauswahl) variierte artspezifisch unter MP-Stress. Die Nahrungsauswahl im Boden bzw. Agar war nicht kohärent, mit geringeren MP Effekten im Boden, was auf komplexe Wechselwirkungen hindeutet. Um die ökologische Relevanz zu erweitern, wurden Ackerböden mit den endogenen Mikroorganismen und Nematoden mit MP inkubiert. MP stimulierte die mikrobielle Aktivität, reduzierte aber den Energiefluss; mikrobielle Produktion verstärkte nicht den Energietransfer zu höheren trophischen Ebenen. MPs erhöhten die Energieerhaltungskosten und verringerten die Gleichmäßigkeit des Flusses, was auf eine Abnahme der Nahrungsnetzstabilität hindeutet. Darüber hinaus zeigten Feldstudien entlang des Jangtse, dass Effekte des MP in Uferböden und Sedimenten mit Umweltfaktoren interagierten. Insgesamt zeigt diese Arbeit, dass die Auswirkungen von MP auf den Boden kontextabhängig sind. Die Ergebnisse sprechen für den Einsatz von Nematoden bei der Risikobewertung von MP und unterstreichen die Notwendigkeit, realistische Bedingungen und mehrere biologische Ebenen einzubeziehen.
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