微塑料及其复合污染对水生生物的毒性与生态风险研究进展

近年来,微塑料已成为备受瞩目的新型污染物之一.微塑料在水生生态系统中广泛存在,且易与水中其它污染物形成复合污染.因此,微塑料及其复合污染对水生生物的影响以及水生生态系统的生态风险越来越受到关注.本文在总结国内外相关研究的基础上,概括了水生生态系统中微塑料污染的主要特点,归纳了微塑料及其复合污染对水生生态系统中藻类、浮游动物、鱼类等水生生物的影响,探讨了微塑料沿食物链的传递作用及其对水生生态系统生态风险的潜在影响,梳理了目前水域生态系统微塑料研究所面临的主要问题,并对未来的研究工作进行了展望,以期为评估微塑料及其复合污染对水生生物和水域生态系统的影响提供科学依据.     

水环境中微塑料的赋存特征及控制技术研究进展

近年来,新型污染物微塑料引起的环境问题日益严重,对其在水环境中的污染现状分析及控制已成为环境领域的研究热点.基于现有研究报道,该文章汇总了国内外水环境中微塑料污染的研究进展,分析了不同水体和沉积物中微塑料赋存差异的原因,阐述了微塑料对水环境造成的潜在生态风险,总结了目前处理微塑料的物理、化学、生物以及联合去除技术,比较了不同去除技术的优缺点,并对今后水环境中微塑料研究的方向进行了展望.     

淡水中微塑料的来源、迁移途径及生态毒理效应综述

目前,微塑料污染已成为全球性的环境问题。近年来针对微塑料的研究主要集中在海洋环境中,对于淡水环境中微塑料的研究相对匮乏。在综述淡水环境中微塑料的源-汇关系和迁移过程的基础上,探讨了淡水环境中水生生物摄入微塑料的途径和生态毒理效应及其作用机理。研究发现:水生生物摄入微塑料主要是通过误食、鳃呼吸或者食物链传递,微塑料进入生物体后可在腮、肠、肝、大脑和肌肉中迁移和累积。微塑料的生态毒性包括影响基因的表达、抑制酶的活性、导致代谢紊乱、器官组织病变和炎症反应、产生神经毒素、降低存活率和干扰正常行为等。此外,针对目前淡水环境中微塑料研究工作存在的问题进行了总结,并提出了相应的建议,为淡水环境中微塑料的生态效应和其他环境问题交互效应的研究提供科学指导。     

土壤微塑料污染现状、来源、环境命运及生态效应

微塑料作为一类新兴污染物广泛存在于全球环境中.目前,针对水生生态系统尤其是海洋环境的微塑料污染已得到广泛且深入的研究,但针对土壤微塑料污染近年才逐渐引起人们的关注.本文重点对土壤微塑料的污染现状、来源、环境命运及生态效应等方面的研究进展进行了综述.微塑料在不同土地利用类型的土壤中广泛存在,对土壤生态系统的健康及功能造成严重威胁.土壤中微塑料的主要来源路径包括塑料薄膜残留物分解、污泥堆肥及污水灌溉、有机肥施用和大气沉降等;进入土壤环境的微塑料会在外因作用下继续发生降解或迁移.此外,本文重点介绍了微塑料污染对土壤系统的生态效应,包括对土壤理化性质、土壤动物、土壤微生物以及植物的影响.为加强土壤微塑料污染研究、促进土地资源的可持续利用,本文提出了未来的研究方向.     

生物膜微塑料吸附重金属复合污染的研究进展

在水环境中大量存在的微塑料已经成为全球关注的重要环境问题。微塑料比表面积大、疏水性强,易吸附水环境中的重金属,表面被微生物定殖形成生物膜后,对重金属的吸附能力进一步增强,成为重金属的载体,形成复合污染物。复合污染物在水环境中广泛传播,造成更加严重的环境风险。该文对微塑料覆载生物膜吸附重金属所形成的复合污染的研究进展进行了深入的分析和总结,从微塑料覆载生物膜的基本特征、生物膜微塑料对重金属的吸附,以及作为重金属载体的作用等方面进行了综述,并提出生物膜微塑料与重金属相互作用研究中亟待解决的问题及未来的研究方向,为进一步评估微塑料覆载生物膜的环境行为和生态风险提供支撑。     

微塑料对环境介质中氮循环的影响研究进展

微塑料作为一种新污染物,在全球范围内引发了广泛关注.微塑料在威胁生物体健康的同时,也会通过定殖微生物等途径影响氮素正常的循环过程,但相关研究仍相对匮乏.本文在简述当前微塑料污染现状的基础上,介绍了微塑料对污泥、水、沉积物和土壤4种环境介质中氮循环的影响研究进展,并重点分析了微塑料作用下不同环境介质中氮转化过程的响应及作用机制.结果表明:当前微塑料影响氮循环的研究主要集中于污泥和土壤,对水环境和沉积物中的研究相对较少;环境介质和微塑料的聚合物类型、浓度、粒径等因素都会导致微塑料对氮循环的影响产生明显差异.进一步分析发现,微塑料主要通过影响氮转化相关的微生物、酶活性和功能基因以及改变氧通量等来影响硝化和反硝化等过程,其中,微生物受塑料添加剂释放的影响较大,微塑料自身也可能作为有机底物促进相关功能菌的生长;硝化和反硝化过程中关键酶及功能基因也会对微塑料的影响产生响应,进而影响氮循环过程.此外,微塑料能够通过改变沉积物的孔隙度增加氧通量,增强硝化作用.在后续研究中应重点关注微塑料参与氮循环的环境驱动机制,阐述其在潜流带等地球关键带中的作用路径,为全面评估微塑料对生态环境健康的影响提供支持.      

微塑料与农田土壤中典型污染物的复合污染研究进展

作为一种新型环境持久性污染物,微塑料除自身能够对生态系统产生不良影响外,其也可与周围环境中的共存污染物形成复合污染,从而产生更高的生态风险和健康风险.基于农业生态系统视角,聚焦重金属、农药和抗生素这3种农田土壤典型污染物与微塑料的复合污染,综述了重金属、农药和抗生素在微塑料上的吸附-解吸行为,探讨了微塑料的结构与性质、污染物的理化性质以及环境条件对重金属、农药和抗生素在微塑料上吸附-解吸行为的影响,阐述了微塑料对农田土壤中重金属、农药和抗生素生物有效性的影响及内在机制,指出了当前研究存在的问题和不足并对未来研究方向进行了展望,可为微塑料与农田土壤典型污染物复合污染的生态风险评估提供科学参考.     

土壤环境中微塑料的污染现状及其影响研究进展

微塑料作为一种持久性污染物,对土壤生态系统具有严重影响,土壤中微塑料的污染已愈加受到国内外学者的广泛关注。当前关于土壤环境中微塑料的研究较少,针对当前土壤中微塑料的来源、分布、降解迁移、生态效应及污染防治等方面进行综述。主要包括以下几个方面:1）概括土壤生态系统中微塑料的来源、分布特点和迁移降解规律,确定了土壤环境中微塑料的赋存状态;2）总结土壤生态系统中微塑料与其他污染物的复合效应;3）分析了微塑料对土壤理化性质、动物、植物、微生物的影响,并揭示了微塑料对于土壤生态系统的影响;4）根据土壤微塑料的分布特点、降解迁移及生态效应提出污染防治措施。最后,对今后土壤微塑料的研究重点进行了展望。     

典型水环境因素对聚酯微塑料沉降的影响机制研究

以聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯,简称PET）微塑料为主要对象,研究电解质浓度,电解质类型及pH值等典型水环境因素对其沉降行为的影响机制.结果表明：水环境中PET微塑料的沉降随电解质浓度的升高而不断增强,其悬液标准化浓度（C/C₀）最低可降至0.64;同一类型电解质对水环境中PET微塑料沉降行为的影响程度相似,而与1-1型电解质（NaCl及KCl）相比,水环境中1-2型电解质（CaCl₂及MgCl₂）的存在能够显著促进PET微塑料的沉降;水环境中PET微塑料的沉降随pH值的增加而降低,随着pH值由10降至4,PET微塑料悬液的C/C₀由最高0.98下降至最高0.76.一阶动力学沉降模型能够较好的拟合水环境中PET微塑料的沉降行为.此外,DLVO （Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）理论能够反映出PET微塑料沉降行为的变化趋势,其计算结果与实验结果吻合度较高.本研究结果有助于提高对微塑料环境行为的认识程度,同时能够为评估微塑料环境风险提供理论依据.     

海洋微塑料污染状况及其应对措施建议

海洋塑料垃圾污染是人类面临的最为急迫的全球海洋环境问题之一,已引起各国政府、公众、科学界、媒体及非政府组织等的广泛关注,并成为当前海洋生态与环境研究的热点问题之一,亟待应对和解决.从水体、沉积物及生物体内海洋塑料垃圾及微塑料污染特征、来源及归趋角度,阐述了海洋微塑料垃圾的分布特征、潜在生态风险和应对措施,以及国内外应对海洋塑料及微塑料污染所采取的管控措施,介绍了各国政府和非政府组织所提出的法律法规和公约倡议.鉴于当前鲜见典型区域塑料污染管控和生态风险评估体系研究,从科学研究和管理控制两个方面,进一步指出现阶段在海洋塑料垃圾及微塑料研究和管控方面存在的诸多问题,如方法学（采集、预处理和分析）的差异性,来源、输运与归趋尚不明确,生态风险评估体系未建立及相关管控的法律法规待健全等.在此基础上对我国海洋塑料和微塑料研究提出建议:①深入研究与国际接轨的标准化塑料及微塑料研究方法学（样本采集、预处理和分析）问题、准确估算入海通量、环境归趋及环境浓度下潜在的生态风险等;②支持开展海洋塑料垃圾和微塑料研究专题的大洋航次（太平洋和印度洋等）,系统地开展河流系统-深海海盆-极地等的海洋微塑料综合研究;③研发水环境中塑料和微塑料垃圾的拦截和处理技术,制定和强化塑料及微塑料管控的法律法规和政策措施;④建立完善的海洋塑料垃圾污染公共环境意识教育体系,以唤起公众对海洋污染的关注.      

微塑料的环境影响行为及其在我国的分布状况

微塑料是一种存在于不同环境介质中的新兴污染物,因其分布范围广、潜在环境危害大,近年来逐渐引起人们的广泛关注.主要分析了微塑料的环境影响行为及机制,以及微塑料在我国污水处理厂、土壤、地表水和海洋等环境介质中的分布特征及影响因素.结果表明,微塑料可通过物理、化学、载体等多重作用危害生态环境健康,甚至微塑料会随着食物链由低营养级向高营养级传递,对人类食品安全造成潜在威胁.我国污水处理系统、土壤及不同水体环境（河流、湖泊、海洋及饮用水等）均受到不同程度的微塑料污染,并且其污染水平总体高于国外,这可能与我国较大的人口密度相关.进一步分析发现,我国环境中微塑料的分布呈现一定的地域差异性,其分布特征不仅与人类活动、地区经济、工业结构与发展水平等因素密切相关,同时污水处理厂的处理处置工艺、环境容量也会影响环境中微塑料的污染水平.针对我国微塑料污染研究现状,建议后续从微塑料的生物毒性效应、时空分布特征及其在环境介质中的迁移转化规律等方面进一步深入研究,以便更加全面地了解我国微塑料污染现状及其潜在的环境生态风险,并为微塑料的污染防控提供指导.      

我国海洋塑料垃圾和微塑料排放现状及对策

当前海洋塑料和微塑料污染问题是全球研究热点,随着我国陆源垃圾减量化处置率和生活污水处理覆盖率的提高,重新核算我国海洋塑料垃圾和微塑料排放量尤为重要,基于文献已报道的关于海洋塑料垃圾和微塑料排放量估算的方法并结合相关统计数据对我国相应排放量进行了核算.结果表明:2016年我国向海洋中排放塑料垃圾124×104~331×104 t,略低于2010年的132×104~353×104 t;生活污水处理厂向环境中排放塑料微珠约109.95×1012粒（折合131.78 t）,远低于2014年报道的209.7×1012粒（折合306.9 t）.此外,2016年我国生活污水处理厂向环境中排放合成化学纤维类微塑料约1 296.95×1012个（折合648.48 t）,轮胎与地面摩擦产生合成橡胶轮胎粉尘约78.85×104 t;合成化纤类微塑料和合成橡胶轮胎粉尘等已成为陆源微塑料的重要来源.通过与发达国家和地区在海洋垃圾和微塑料污染、陆源垃圾处置、海洋垃圾污染应对等方面进行比较,未来我国应通过完善"限塑令"和生活垃圾分类体系、尽早实施"塑料微珠"限令、明晰生活污水处理厂微塑料排放状况等手段从源头控制排放,此外需有效控制塑料垃圾和微塑料的输送途径,制定和完善相关法律法规和监测标准,提升我国应对海洋塑料垃圾和微塑料污染的能力和国际影响力.      

污水厂中微塑料的污染及迁移特征研究进展

合成聚合物的广泛使用和持久性污染使得微塑料（<5mm）成为近年来受到广泛关注的一种新型污染物,污水的大量排放是淡水和海洋环境微塑料的主要来源之一,而污水处理厂也成为微塑料进入淡水与海洋环境的一个重要途径.通过系统调研,追溯污水处理厂中微塑料的来源,综述污水处理厂中微塑料的迁移和污染特征的研究进展,分析国内外污水处理厂中微塑料的特征和去除效果的差异性,为开展国内污水处理厂中微塑料污染研究与监督工作提供参考,并展望未来污水处理厂工艺的发展及改进方向.     

大连海岸带夏、秋季大气沉降(微)塑料的赋存特征及其表面生物膜特性

微塑料作为一种新污染物,在水体、土壤和大气环境介质中均有分布.相比于海洋和陆地环境中微塑料研究的广度和深度,大气微塑料的研究还处于起步阶段.目前,有关大气环境中微塑料研究较少,对其污染特征和潜在风险的认识还不足.因此,调查了大连海岸带夏、秋季大气沉降样品中微塑料的赋存特征,探索了大气沉降塑料碎片表面生物膜的群落结构与功能特征.结果表明,大连海岸带夏、秋季大气沉降微塑料类型以纤维类为主,颜色以透明、蓝色和黑色为主,粒径以小于1 mm为主,成分主要为聚对苯二甲酸乙二醇酯、赛璐玢和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物等(>90%).大连海岸带夏、秋季大气微塑料表面风化特征明显,且有微生物的定殖和生物膜的形成.变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)是构成大连海岸带夏、秋季大气沉降塑料碎片表面生物膜的优势菌群.基因功能预测结果表明,大连海岸带夏、秋季大气沉降塑料碎片附生生物膜中存在与人类疾病密切相关的功能基因.本研究结果可为大气微塑料及其附生生物膜的环境与健康风险评估提供科学依据.     

厦门市筼筜污水处理厂中微塑料的特征研究

滨海城市污水处理厂作为微塑料进入海洋的途径之一,对其微塑料污染物特征展开研究,有助于认识和了解人类活动对海洋环境的影响,但目前国内对该问题的研究还相对较少。本研究以厦门筼筜污水处理厂为例,设计改进采样装置和实验方法,对其进出水以及污泥中的微塑料污染物特征进行研究。结果表明,该污水处理厂进水中微塑料浓度为1.703个/L,初级处理出水为1.090个/L,二级处理出水为0.324个/L,去除率分别为35.99%、80.97%。初级处理污泥微塑料浓度为2.14×103个/kg,二级处理污泥为6.62×103个/kg。该污水处理厂污水中微塑料形态以纤维（43.89%）为主,颗粒（32.85%）次之;颜色以白色（34.95%）为主,透明（22.74%）次之;主要成分以PP（21.17%）为主,PS（18.39%）次之。污泥中微塑料形态以碎片（68.9%）为主,颗粒（34.78%）次之;颜色以黄色（39.13%）为主,黑色（17.39%）和白色（13.04%）次之;主要成分以PP（34.78%）为主,PE（26.09%）次之。每日经过该污水厂排入厦门西海域的微塑料数量约为9.72×104个,数量巨大不容忽视。本研究结果表明污水处理厂在减少城市微塑料污染物进入海洋方面发挥了重要作用,但仍具有较大的提升空间。     

哈尔滨城市污水处理厂不同处理工艺对微塑料的去除

城市污水处理厂出水作为微塑料（microplastics,MPs）进入自然水体的主要途径之一,对其微塑料污染物特征展开研究,有助于认识和了解人类活动对自然水体的影响.本文以哈尔滨市主城区的污水处理厂A和污水处理厂B中的3种工艺（曝气生物滤池工艺、多段AO-MBBR工艺、CASS-MBBR工艺）为研究对象,经体视显微镜观察并结合傅里叶变换红外光谱仪分析哈尔滨城市污水处理厂中MPs的浓度、颜色、粒径、类型分布特征及3种不同处理工艺对MPs的去除效果.结果表明,哈尔滨城市污水处理厂进水中MPs的最高浓度为290.87个·L^-1,颜色主要以白色和无色为主,组成成分主要为PP、PE和PS,粒径大的MPs更容易被去除;微塑料在曝气生物滤池工艺一级处理中的去除率为80.28%;多段AO-MBBR工艺与CASS-MBBR工艺的一级处理MP_S去除效率为78.39%,曝气生物滤池工艺、多段AO-MBBR工艺和CASS-MBBR工艺的二级处理去除效率分别为20.92%、13.11%和14.68%,实验结果表明MPs的去除主要依靠一级处理,二级处理中的MPs去除效果较小.研究结论可为城市污水处理厂中微塑料污染与防控研究提供科学依据.     

污水处理厂中微塑料的去除效能与全流程分析——以北京某下沉式三级污水处理厂为例

污水处理厂排放是微塑料进入自然环境的重要途径之一,本研究对北京某下沉式三级污水处理厂八个工艺单元中微塑料的赋存特征和去除效能进行全流程分析.研究表明该厂赋存微塑料主要形态为纤维,主要成分为聚丙烯、聚酯和聚乙烯,尺寸≤500μm的微塑料影响最为显著.该厂对微塑料的整体去除率为91.7%,主要依靠沉淀和截留过滤去除.双层平流沉淀池（二沉池）的去除效能最高,而生化处理单元没有明显去除效果.整体上,微塑料呈现从污水向污泥迁移的趋势.该厂最终出水中微塑料浓度为1.3n/L,成分为聚酯纤维,出水排放没有引起周边受纳水体中微塑料浓度升高,但干扰了下游地表水体中微塑料的成分,深度处理单元是降低受纳水体微塑料污染风险的重要保障.     

连云港海州湾海域表层水体和沉积物中微塑料的分布特征

近年来,微塑料成为国内外广泛关注的新型海洋污染物,海湾作为人类在海岸环境中的主要活动地区,一直是海洋污染物聚集地,但我国对近岸大部分中小型海湾环境中微塑料的分布状况仍鲜见报道.为了解我国近岸中小型海湾的微塑料污染特征,本研究以江苏省海州湾海域表层海水和沉积物中采集的微塑料为样本,通过定性和定量方法研究了表层水和沉积物中微塑料主要类型和丰度及空间分布特征.结果表明,海州湾表层水体和沉积物中的微塑料丰度分别为(2.60±1.40)个·m~(-3)和(0.33±0.26)个·g~(-1),在国内近岸环境(表层水0.33～545.00个·m~(-3),沉积物0.07～2.58个·g~(-1))中,海州湾表层水中的微塑料丰度处于较低水平,但沉积物中的微塑料处于较高水平.塑料污染物的粒径大小在水体中分布范围为0.08～13.48 mm,其中,微塑料(粒径5 mm)占91.8%,塑料污染物在沉积物中粒径的分布范围为0.04～14.74 mm,微塑料占91.4%,水体和沉积物中60%以上的微塑料粒径小于2.00 mm.海州湾海域微塑料的形态以纤维状为主,占92%;颜色以蓝色和黑色为主,占70%;材质以人造纤维和PET为主,占79.4%.表层水中微塑料的分布与悬浮物浓度分布具有显著的相关性(P0.05),沉积物中微塑料的分布受多方面因素影响,其分布规律与表层水中微塑料的分布以及沉积物中粒径的分布都具有较大差异性.通过对微塑料的形态特征以及成分组成的分析表明,海州湾的微塑料主要来源于海水养殖和沿岸陆源输入.     

土壤中微塑料对陆生植物的毒性及其降解机制研究进展

微塑料(MPs)作为一种新型环境污染物,自2004年被英国科学家提出以来受到广泛关注.土壤作为微塑料的重要聚集地,随农田灌水和翻耕等农业操作的进行,微塑料污染范围和积累量不断扩大并对陆生植物产生多种毒性,且由于其粒径小、难降解和吸附能力强的特点给土壤微塑料污染治理带来了较大挑战.从微塑料的直接和间接毒性及其与其他污染物结合时产生的联合毒性这3个方面综述了微塑料对陆生植物的毒性,主要表现为微塑料存在对植物造成机械损伤、诱导植物产生氧化应激、细胞毒性和基因毒性,导致植物生长和植物组织代谢受阻等一系列问题.进一步,基于当前研究阐述了微塑料的物理、化学和微生物降解机制：微塑料的物理和化学降解主要通过改变微塑料的粒径大小和表面性质并产生中间产物;而更小粒径微塑料及其中间产物可以在物理、化学和微生物这3种因素同步影响下最终转化为水和二氧化碳,但该过程极其复杂和缓慢.最后,对微塑料的进一步研究方向进行展望,可为未来微塑料的陆地生态系统领域研究重点和污染控制提供资料借鉴.