Microplastic pollution in global aquatic environments has aroused increasing concern in recent years. In this study, the occurrence of microplastics in multiple environmental compartments was investigated in Poyang Lake, the largest freshwater lake of China. The abundance of microplastics was respectively 5-34 items/L for surface waters, 54-506 items/kg for sediments, and 0-18 items per individual for wild crucians (Carassius auratus). The distribution of microplastics in Poyang Lake varied heterogeneously in space, with the highest abundance being observed in the middle region of the lake for surface waters and in the northern region for sediments. Anthropogenic and topographic factors were speculated to be the major factors affecting the abundance and distribution of microplastics. The majority of the detected microplastics were found with a size of < 0.5 mm, with fibrous and coloured being the predominant characteristics. Polypropylene (PP) and polyethylene (PE) were the major polymer types of the selected plastic particles, indicating that domestic sewage and fishing activities might be the main sources of microplastics in the lake. No significant correlation was observed between microplastic abundance in surface water and sediment samples. Our results demonstrated the wide occurrence of microplastics in water, sediment and biota of the Poyang Lake, which may assist in extending our knowledge regarding microplastics pollution in inland freshwater systems.

Microplastics (MPs) are ubiquitous in the aquatic and terrestrial environment and can absorb other kinds of pollutants on surfaces due to strong hydrophobicity and higher specific surface area. This study investigated the occurrence and distribution of MPs and the interaction of MPs and heavy metals in three different land types of central China. Results showed that the abundance of MPs ranged from 2.2 × 104 to 6.9 × 105 particle·kg-1, and 81.7% of particles measured ranged from 10 to 100 μm. The smaller sized particles made up the greater proportion of MPs in the study area. In woodland, the abundance of MPs (4.1 × 105 particle·kg-1) was significantly higher than that in vegetable plots (1.6 × 105 particle·kg-1) and vacant land (1.2 × 105 particle·kg-1). The most prevalent form of MP particles was fragments (53%), followed by fiber (15.2%). Polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, and polyvinyl chloride were commonly found at each sampling site, with polyethylene as the dominant form (36.1%). It was inferred that industrial production activities, litter, and sewage sludge might be the main sources of the MPs pollution. Moreover, MP particles in the soil environment contained different levels of heavy metals, including Cd, Cr, Pb, Ag, Cu, Sb, Hg, Fe, and Mn. The concentration of heavy metals in MPs, particularly Cd, Pb, Mn, and Hg, was closely related to the extent of heavy metal contamination in the soil environment, inferring that MPs in the soil can be vectors for transporting heavy metals. The synergistic effect of MPs and heavy metals might pose greater risks to soil organisms and soil safety.

Municipal wastewater treatment plants (WWTP) are considered as a significant point source of microplastics (MPs) in the aquatic environment. The objective of this study was to investigate the transport and fate of MPs particles in one WWTP of China based on the conventional activated sludge process. The results exhibited that the abundance of MPs in wastewater declined sharply, from 79.9 n L−1 in the influent to 28.4 n L−1 in the effluent, with a removal rate of 64.4%. MPs removed were mostly transferred and stored into the sludge, and the abundance of MPs in dewatered sludge was 240.3 ± 31.4 n g−1 (dry sludge) with an average size of 222.6 μm. Larger size fraction of MPs in the effluent was reduced compared to that in the influent due to mechanical erosion and sedimentation into sludge. Fiber and fragment were main MPs particles in four wastewater sampling sites, with the average percentage ranged from 33.5 to 56.7% and 30.4 to 45.6%, respectively. An interesting finding is that the ellipses with the size ranged from 100 to 800 µm (average size of 348.1 µm), seldom reported before, were abundantly seen in the influent with a percentage of 4.4%, but not observed in the effluent. A higher fraction of microbead and foam in sludge (17.1% and 12.9%) indicates MPs with the smaller size (average size of 90.3 and 240.1 µm, respectively) in wastewater are prone to be adsorbed and transferred into sludge. Polyamide (nylon) was found to be the main plastic component in wastewater with 54.8% based on Raman spectra, indicating that the MPs particles are primarily originated from the wastewater discharged by washing clothes and polymer manufacturing and processing industries, followed by personal care products.

Microplastic pollution has become an emergency issue in the global environment. However, little is known about the occurrence and distribution of microplastics in agroecological system. In this study, we investigated the pollution of microplastics in vegetable farmlands in suburb of Wuhan, central China. Results showed that the abundance of microplastics ranged from 320 to 12,560 items/kgdw. Microplastic pollution adjacent to the suburban roads was about 1.8 times as serious as that in the residential areas. Microplastics with size less than 0.2 mm were dominated, reaching 70% in total. The main types of microplastics were fibers and microbeads. Moreover, polyamide (32.5%) and polypropylene (28.8%) were the main types of polymer. This study proclaims the occurrence and characteristics of microplastic pollution in typical farmland soils of suburb land. It may provide significant basis for subsequent research about microplastics contaminant in the terrestrial ecosystem.

Rice was collected over the entire grain filling period (about 40 days) to explore the multi-structure evolution and gelatinization behavior changes of starch. During the early stage (DAA 6–14), the significant reduction in lamellar repeat distance (10.04 to 9.68 nm) and relative crystallinity (26.6 % to 22.7 %) was due to initial rapid accumulation of amylose (from 9.38 % to 14.05 %) and short amylopectin chains. Meanwhile, the decreased proportion of aggregation structure resulted in a decrease in the gelatinization temperature and a narrowed range of gelatinization temperature also indicated an increase in homogeneity as starch matured. Gelatinization enthalpy was mainly controlled by aggregation structure, which was negatively and positively related to the amylose content and the degree of order respectively. Peak viscosity of starch pasting increased and reached a maximum (924 cP) at DAA-21 due to larger granule size. Amylose and short amylopectin chains with degree of polymerization 6–12 showed positive and negative correlation with short-term retrogradation ability (setback value) respectively. The dynamics of different scale structure during grain filling had varying degrees of impact on gelatinization properties.

Microplastics (MPs), as a ubiquitous environmental contaminant in marine and freshwater systems, produced a significant influence on the physiological characteristics of aquatic organisms, and inevitably posed unknown effects on their swimming capacity. Herein, we evaluated the MPs accumulation in potamodromous fish, Ctenopharyngodon idellus, and their potential effects on oxidative stress, neurotoxicity, gut microbial diversity, and swimming capability through a toxic-control experiment. Juvenile fish were exposed to 5 µm polystyrene-MPs (PS-MPs) for 6 days at concentrations of 0.1, 1, and 10 mg/L. Exposure to PS-MPs resulted in significant inhibition of acetylcholinesterase (AChE) in the brain of fish, with significant increases in superoxide dismutase (SOD) activity and malondialdehyde (MDA) levels at 1 and 10 mg/L exposures. Meanwhile, MPs altered grass carp gut microbiota and reduced the Shannon diversity index. In addition, MPs significantly increased induced swimming speed by observing the flow rate at which grass carp happened to produce a reverse current behavioral response. The 1 and 10 mg/L of MPs treatments can significantly reduce the critical swimming speed of grass carp, meaning that the completion of the life history of grass carp may be delayed. Furthermore, there were significant correlations between biomarkers and indicators of swimming capacity. Therefore, the present study suggests that MPs produced a negative effect on the physiological properties of fish, reducing the swimming capacity of migratory fish.

Starch granule surface and channel proteins (GSCP) or starch granule channel proteins (GCP) were respectively removed from waxy and non-waxy rice starches. The effects of α-amylase hydrolysis on the lamellar structure changes of rice starches were examined by small-angle X-ray scattering (SAXS). SAXS revealed that the scattering peaks of hydrolyzed starch granules were broadened. The result was also evidenced by the decreased peak areas (A) and increased peak width at half-maximum (W). The α-amylase hydrolysis of starches could induce a transformation from a mass to a surface fractal and increase the compactness of starches. Moreover, the thickness of amorphous lamellae (da) decreased and that of crystalline lamellae (dc) increased for starches after hydrolysis. Hydrolyzed starches exhibited a higher proportion of short-branch chains (fa) and long-branch chains (fb3) compared to their native form, indicating that α-amylase mainly attacked the long molecular chain of amylopectin with branch points in the amorphous lamellae. Removal of GSCP accelerated and exacerbated the decrease in da and the increase in dc. Further, GSCP removal brought on the formation of less compact starch during long-time hydrolysis. Overall, the results demonstrated that GSCP removal had significant impacts on structural changes during α-amylase hydrolysis from lamellar to molecular scales.