南水北调丹江口库区土壤中微塑料分布特征及风险评估

为探究丹江口库区土壤中微塑料赋存特征及影响因素,通过对果园、旱地、水田和湿地进行土壤样品采集,利用密度分选、显微镜观察和拉曼光谱仪测定等方法对土壤中微塑料进行鉴定.结果表明,研究区采集的64个样本均有微塑料检出,丰度范围为645~15161 n·kg^-1.空间分布上,库尾高于库中和库首,且表层土壤（0~20 cm）中微塑料的丰度明显低于下层土壤（20~40 cm）.微塑料主要类型为聚丙烯（26.4%）和聚酰胺（20.2%）,粒径主要集中在50~500 μm之间（75%）,常见形状为碎片状（66.2%）.相关性分析显示,土壤微塑料丰度与土地利用、距水面和住宅的距离、人口密度和土壤性状密切相关.从微塑料污染风险来看,72.1%区域微塑料聚合物污染指数处于Ⅲ级和Ⅳ级,丹江口库区存在一定的微塑料污染风险.研究结果可为微塑料风险评估提供支撑.     

聚苯乙烯微塑料和纳米塑料对萼花臂尾轮虫有性生殖的毒性影响

为探索不同粒径聚苯乙烯微塑料和纳米塑料对轮虫繁殖的影响规律,以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试生物,探究了3种粒径(100 nm、0.5 μm和1 μm)聚苯乙烯塑料对轮虫有性生殖的影响. 结果表明:①暴露于粒径较小的聚苯乙烯纳米塑料对轮虫的急性毒性较大. ②与对照组相比,暴露于20 mg/L的100 nm聚苯乙烯纳米塑料和0.01、0.1、1、10和20 mg/L的1 μm聚苯乙烯微塑料均导致轮虫种群增长率显著降低(P<0.05). ③聚苯乙烯微塑料和纳米塑料暴露对萼花臂尾轮虫混交率和受精率均有显著影响. ④暴露于10和20 mg/L的100 nm聚苯乙烯纳米塑料均显著抑制萼花臂尾轮虫7 d休眠卵产量(P<0.05),而暴露于0.1 mg/L的1 μm聚苯乙烯微塑料以及0.01、0.1、1、10和20 mg/L的0.5 μm聚苯乙烯微塑料均显著增加轮虫7 d休眠卵产量(P<0.05). 研究显示,在评价聚苯乙烯微塑料和纳米塑料对萼花臂尾轮虫有性生殖影响时,轮虫混交率和休眠卵产量可以作为合适的毒性测试指标.      

基于显微拉曼面扫的小尺寸微塑料检测方法

由于检测方法的限制,小尺寸（<50 μm）微塑料的检测研究较少.提出一种无须挑选、能够较为准确高效识别小尺寸微塑料的方法.筛选出2种合适的过滤膜作为分离和分析微塑料所用基底,使用显微拉曼光谱的面扫模式对5种常见的微塑料进行定性和定量检测.结果表明,该方法能够将最小粒径为1μm的小尺寸微塑料从滤膜背景上识别出来,并作伪彩色图直观显示微塑料的尺寸、形状和种类.以石英砂颗粒模拟环境样品中的杂质,该方法也可排除杂质的影响,准确定位微塑料.在3种浓度梯度下,不同粒径（5~50μm）的聚苯乙烯微塑料回收率为33.3%~79.0%.     

饮用水中微纳塑料的“胶体泵效应”研究进展

微纳塑料是当今备受关注的新兴污染物,已被证实存在于饮用水流经的各个环节.饮用水中的微纳塑料比表面积大,能够吸附无机物、有机物和微生物,增加其对人体健康的风险危害.微纳塑料与典型污染物的吸附、团聚行为被称为"胶体泵效应".聚焦于饮用水中的微纳塑料,从微纳塑料的赋存情况、胶体泵效应、对人体的毒性作用和胶体泵效应对其去除影响这4个方面进行了总结和阐述.结果表明,微纳塑料广泛存在于水源水、出厂水、管网水和龙头水中,其胶体泵效应促进了与无机物、有机物和微生物的团聚,在加剧微纳塑料毒性的同时,也影响其去除效果.混凝沉淀对微纳塑料的去除效果存在争议,传统砂滤对其去除效果有限,深度处理是去除<5 μm微纳塑料的高效处理工艺.探明微纳塑料胶体泵效应的作用机制和引发条件可有效提高其去除率.最后,从饮用水处理工艺和胶体泵效应的角度,对饮用水中微纳塑料的控制进行了展望,以期为降低微纳塑料在饮用水中的赋存及毒性、保障饮用水质安全和人体健康提供借鉴和参考.     

基于显微拉曼面扫的小尺寸微塑料检测方法

由于检测方法的限制,小尺寸（<50 μm）微塑料的检测研究较少.提出一种无须挑选、能够较为准确高效识别小尺寸微塑料的方法.筛选出2种合适的过滤膜作为分离和分析微塑料所用基底,使用显微拉曼光谱的面扫模式对5种常见的微塑料进行定性和定量检测.结果表明,该方法能够将最小粒径为1μm的小尺寸微塑料从滤膜背景上识别出来,并作伪彩色图直观显示微塑料的尺寸、形状和种类.以石英砂颗粒模拟环境样品中的杂质,该方法也可排除杂质的影响,准确定位微塑料.在3种浓度梯度下,不同粒径（5~50μm）的聚苯乙烯微塑料回收率为33.3%~79.0%.     

固原市农田土壤微塑料的分布特征及风险评估

为探明固原市农田土壤中微塑料分布特征,通过现场采集调查、显微镜观察和傅里叶变换红外光谱等方法分析了固原市农田土壤中微塑料的丰度、类型、颜色、大小和外形等特征,用污染负荷指数法（PLI）评估了微塑料污染风险.结果表明,固原市农田土壤（耕作层）微塑料丰度为186.32~1286.24 n ·kg^-1,设施农业土壤微塑料丰度分别较非设施农业有膜和无膜种植土壤显著增加35.56%和228.91%,耕作层微塑料丰度是犁底层的0.31倍.PE （26.42%~62.83%）和PP （27.64%~42.62%）为主要的微塑料类型,设施农业土壤微塑料种类数显著大于非设施农业.<100 μm微塑料占32.21%~42.52%,而>1000 μm只占0.28%~12.31%,耕作层微塑料粒径比犁底层高47.39%,设施农业土壤微塑料粒径最大,非设施无膜种植最小.微塑料形状主要为薄膜、纤维、碎片和微珠,其中纤维状丰度最大,薄膜状次之.共检测出7种颜色的微塑料,以白色和黑色为主.研究区污染风险总体为低风险,设施农业土壤微塑料污染风险最高.研究结果将为我国农田土壤微塑料污染评估及微塑料土壤环境行为提供数据参考.     

微塑料对大型溞摄食和抗氧化防御系统的影响

微塑料（Microplastics,MPs）作为一种新兴环境污染物,其环境效应已引起了广泛关注.为揭示不同粒径微塑料对淡水生物摄食和抗氧化防御系统的影响规律,以100 nm、5 μm、50 μm聚苯乙烯（Polystyrene,PS）微塑料为研究对象,以大型溞（Daphnia magna）为受试生物,研究微塑料在大型溞体内的积累量、停留量,以及对大型溞滤水率、摄食率以及抗氧化防御系统的影响.结果表明:3种粒径的微塑料均可被大型溞摄入,100 nm和5 μm的微塑料在大型溞体内的积累量和停留量均高于50 μm的微塑料,50 μm的微塑料主要黏附在胸肢处,而100 nm和5 μm的微塑料能在大型溞肠道中积累.暴露于3种粒径的微塑料后,大型溞的滤水率和摄食率较对照组分别降低了50.7%±9.5%和39.2%±10.7%.3种粒径的微塑料均能促进大型溞体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性的升高,并诱导丙二醛含量升高,导致大型溞氧化损伤.研究显示,微塑料损伤大型溞的食物过滤器,堵塞消化道,降低其滤水率、摄食率,造成大型溞氧化损伤,微塑料暴露对大型溞的摄食和抗氧化防御系统造成了不利影响.      

汉江(丹江口坝下-兴隆段)水体中微塑料的赋存特征

河流作为内陆微塑料进入海洋的重要途径,其微塑料污染问题受到广泛关注. 为了解南水北调中线一期工程调水及梯级水利枢纽运行条件下,汉江(丹江口坝下-兴隆段)水体中微塑料的赋存状况,以该河段河道的表层水体以及王甫洲、崔家营、兴隆水利枢纽库区的表层、中层、底层水体为研究对象,通过野外采样调查,分析水体中微塑料的赋存特征. 结果表明:①汉江(丹江口坝下-兴隆段)表层水体中微塑料丰度的范围为4 467~8 400 n/m3,平均值为(6 260±1 431) n/m3,崔家营和兴隆水利枢纽库区中层水体中微塑料丰度均显著高于表层和底层水体. ②汉江(丹江口坝下-兴隆段)表层水体中微塑料粒径主要分布在[200, 500) μm,占比为42.5%;且随水深增加,微塑料粒径有增大趋势,崔家营水利枢纽库区底层水体、兴隆水利枢纽库区中层及底层水体中微塑料粒径均以[500, 1 000) μm为主. ③汉江(丹江口坝下-兴隆段)表层水体中观测到的微塑料以纤维状为主,占比为65.2%,但微塑料形状在水利枢纽库区随水深发生显著性变化,即随水深增加,纤维状的微塑料占比下降,碎片状的微塑料占比增加. ④汉江(丹江口坝下-兴隆段)表层水体中微塑料聚合物类型以尼龙为主,占比约为65.9%,但王甫洲、崔家营、兴隆水利枢纽库区中层及底层水体中尼龙的占比均有所下降,平均值分别为57.3%和43.1%. 研究显示,水利枢纽库区中的微塑料有在水体中层聚集的趋势,其粒径、形状和材质在不同水层的分布也有所不同,今后还需要对微塑料在水利枢纽库区中的沉降机制进行深入研究,以系统揭示微塑料在水利枢纽运行条件下的环境行为与输移规律.      

不同植物覆盖下黄河三角洲湿地土壤中微塑料的分布

为揭示黄河三角洲湿地地区土壤中微塑料分布与植物覆盖的相关性,选择低盐优势物种芦苇（Phragmites communis）和高盐优势物种盐地碱蓬（Suaeda salsa）为研究对象,探讨其生长土壤共计16个样点中微塑料的分布特征.结果表明,该地区植物覆盖土壤中微塑料丰度范围为80~4640 n·kg^-1,粒径范围为13 μm~5 mm,大粒径微塑料成分主要有聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）,其中PET含量为0.22~1.16 μg·kg^-1.芦苇相对盐地碱蓬对土壤中微塑料有更大的阻隔.芦苇生长点位上土壤微塑料丰度和PET含量均值分别为1423 n·kg^-1和0.62 μg·kg^-1,以50 μm以下粒径的小颗粒为主;盐地碱蓬生长点位上土壤微塑料丰度均值和PET含量分别为584 n·kg^-1和0.33 μg·kg^-1,以100~1000 μm粒径的碎片和纤维为主.微塑料丰度与植物生长状况具有显著相关性（P=0.001）.因此,同一区域不同植物覆盖下土壤中微塑料的分布可能会存在空间差异.     

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.      

农田土壤微塑料污染现状与进展

微塑料是一种新的土壤污染物,对土壤环境与健康有严重影响,已成为国内外研究的热点。系统分析了农田土壤微塑料的污染现状与分布特点,总结了不同农业生产方式对土壤微塑料污染丰度的影响,及其在土壤中分布和迁移特征,阐述了不同微塑料的污染来源及其对土壤环境的危害,提出地膜覆盖将成为农田土壤微塑料污染的重要来源,且微塑料因粒径、浓度及类型的不同对农田土壤理化性质和土壤生物会造成不同程度的影响;并比较分析了土壤微塑料的检测分析方法与手段,从土壤微塑料的溯源、迁移转化、污染危害以及检测分析手段层面,对未来需要解决的科学问题和研究方向进行了展望,以期为农田土壤微塑料的研究以及微塑料污染防控提供科学参考。     

基于油提取的土壤与沉积物中微塑料的分离方法

微塑料作为一种全球性新兴污染物受到学界与社会的广泛关注.由于土壤和沉积物中的微塑料难以分离提取,目前关于微塑料的研究主要集中于水体中,而关于土壤与沉积物中微塑料的丰度、分布与环境行为尚不清楚,迫切需要一种经济、快速、可靠的前处理手段将微塑料从土壤或沉积物中分离出来进而开展检测与监测工作.油提取法不同于传统密度浮选法,其利用塑料的亲油性,使用植物油代替密度液分离土壤与沉积物中的微塑料.通过油提取法在砂土（二长花岗岩风化层残坡积物）、壤土（菜地黄棕壤）、黏土（稻田水稻土）、泥质湖泊沉积物中获得的总加标回收率分别为88.3%±6.29%、88.3%±3.82%、90.0%±2.50%、90.8%±1.44%.其中,对于密度浮选法较难提取的聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）,其回收率分别为93.3%±11.6%（壤土）、96.7%±5.77%（壤土）.植物油的加入会对后续微塑料的光谱表征识别产生影响,但可通过无水乙醇冲洗去除,与拉曼光谱仍具有良好的兼容性.利用该方法开展的实地研究获得黄冈市残坡积物（砂土）、武汉市菜地（壤土）、武汉市水稻田（黏土）、武汉市东湖泥质湖泊沉积物中的微塑料丰度分别为1 679、1 612、1 766、7 629个/kg.研究显示,油提取是当下密度浮选技术的可替代方案.      

海水青鳉摄食微塑料的荧光和C-14同位素法示踪定量研究

微塑料已在多种海洋生物体内检出,造成不同程度的毒性效应,但由于技术限制,关于海洋鱼类对小粒径微塑料摄入和排出过程的定量研究仍比较缺乏.该研究针对生物体内小粒径微塑料定量示踪的技术难题,提出荧光和放射性同位素示踪法,并对比了两种方法的检测限、灵敏度和定性定量的方便程度等;同时以PS（聚苯乙烯,polystyrene）为微塑料代表,采用荧光法和C-14同位素法定量研究了PS微塑料（< 1 μm）在海水青鳉（marine medaka,Oryzias melastigma）成鱼和仔鱼中的摄入和排出情况,以及摄食行为对微塑料赋存状态的影响.结果表明:①荧光法适用于直观观察微塑料在生物体内的分布及高浓度暴露时的荧光定量,而C-14同位素法因具有更低的检测限和高的灵敏度,在复杂介质中的定量检测更具优势.②海水青鳉成鱼和仔鱼摄入微塑料的量随着培养时间而变化,且均在24 h摄入较多微塑料,成鱼（以鱼湿质量计）摄入的微塑料含量[（246.8±38.1）mg/g]显著（P < 0.05）高于仔鱼[（4.32±0.77）mg/g].③微塑料在海水青鳉体内主要分布部位为肠道（99.9%）,极少量在鱼鳃（0.07%）和体表（0.03%）中,表明摄食是微塑料进入鱼体的主要途径;在不喂食72 h后,微塑料在肠道内仍有一定量残留[（1.29±0.52）mg/g],鱼鳃中微塑料则完全排出至检测限以下.研究显示,海水青鳉通过对水中悬浮状态微塑料的摄入,将海水中的微塑料由初始悬浮分散态变成粪便团聚体沉入水底,在很大程度上改变了微塑料在环境中的赋存形态,由此对微塑料环境过程和生态效应产生的未知影响值得进一步关注.      

河流微塑料入海通量研究进展

目前微塑料污染已经造成全球性的环境问题,其中海洋环境的微塑料污染问题尤为突出,入海河流是陆地与海洋相互作用的重要通道,海洋的陆源物质大多经河流迁移入海,因此入海河流的水质状况及污染物输送量成为陆地对海洋影响的中心问题.该研究通过系统调研,综述了近年来全球范围内有关入海河流的微塑料入海通量与丰度的内容与方法研究;据最近研究估计,陆源的微塑料通量占海洋环境塑料碎片总量的64%~90%,全球河流每年向海洋运输的塑料碎片（微塑料和大塑料）总量为0.41×106~4×106 t,但全球模型是否适用于特定流域仍需校正和检验;从方法学角度而言,对微塑料丰度数据的采集是研究河流微塑料入海通量的基本前提,并且目前缺乏统一的监测和分析等研究方法,使得不同河流之间通量难以直观对比,加之实测数据不足,导致入海河流中微塑料的陆源分析及定量研究仍处于初步阶段;未来的研究中应注重将微塑料运输量与河流流量高度耦合的数据优化方式,以基于水动力模型阐明微塑料在河流入海过程中的迁移及转化机制.此外,应在全球范围内开展广泛密切的国际合作,建立统一的研究体系,不断完善全球微塑料研究的基础数据库信息,推动国际社会共同应对微塑料污染.      

武汉城市污水中微塑料的分离、鉴定及其微观特征分析

为研究武汉城市污水中微塑料的分布特点及其表面形貌特征,采用以连续浮选分离装置为基础进行改进设计的微塑料提取装置对污水中微塑料进行分离,通过用65%硝酸和30%过氧化氢混合液（体积比为1:3）对污水样品进行消解,并采用筛网（300、600、1 000目）（100目=0.147 mm）和滤膜（1 μm玻璃纤维滤膜和20 nm氧化铝滤膜）分离技术建立起对水体微塑料和纳米塑料的分离富集方法.通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜-X射能谱分析联用（SEM-EDS）等方法对所提取微塑料颗粒的组成成分、赋存特征、表面形貌特征进行分析.结果表明:①提取装置的平均回收率在92%以上.②污水中微塑料类型主要为碎片类、泡沫类、薄膜类和纤维类.③FTIR结果证实,该方法所提取的微塑料颗粒中有聚乙烯、聚丙烯等成分,且发现了羰基、聚酯类物质存在,说明提取到的微塑料中可能有可降解塑料颗粒.④SEM-EDS结果显示,各类微塑料表面粗糙、撕裂程度不同,存在不同程度的风化痕迹,并在其表面发现Si、Cu、O、Al、Na、Ca、Ba等元素的富集.研究显示:改进的微塑料分离方法能够实现对污水中微塑料的高效提取;同时,明确了武汉城市污水微塑料的表面形貌特征及赋存特征,为未来武汉城市污水中微塑料污染的针对性治理提供理论依据.      

黄海桑沟湾潮滩塑料垃圾与微塑料组成和来源研究

海岸带潮滩中微塑料来源复杂,大块塑料在物理、化学、生物等作用下的破碎是潮滩微塑料的主要来源之一。本研究调查了黄海桑沟湾7个潮滩中不同尺寸塑料垃圾的组成、丰度以及微塑料的形状、颜色、成分等,并通过定性和定量的方式研究塑料垃圾破碎与微塑料的关系以识别微塑料来源。结果表明,聚苯乙烯泡沫在5 mm～2.5 cm、1～5 mm与<1 mm尺寸范围的样品中分别占85%、97%和82%;在>2.5 cm的塑料样品中,与养殖相关的塑料占76%;塑料垃圾和微塑料的总体丰度随着尺寸的减小而增加2～4个数量级。1～5 mm的微塑料丰度与5 mm～2.5 cm的塑料垃圾丰度具有显著相关性。通过对比不同尺寸塑料垃圾与微塑料的形态和成分特征,识别出潮滩中的微塑料主要是由聚苯乙烯泡沫、聚乙烯浮子、黄色海绵、纤维渔绳以及聚丙烯绳等破碎形成,表明养殖活动是桑沟湾潮滩塑料垃圾及微塑料的重要来源。未来需进一步探索微塑料来源的鉴别方法,寻找识别微塑料来源的新证据。     

仪器分析技术在海洋微塑料研究中的应用

塑料在全球范围内广泛使用,粒级在5 mm以下的微塑料,其分布呈全球化趋势,近岸、大洋、深海和极地都有微塑料的存在,对海洋环境带来持久性污染。近海海洋环境中的微塑料主要分布在表层海水、海滩与岸滩以及近海沉积物中,其在洋流作用下长距离迁移,最终主要汇集在深海区域。目前海洋微塑料的检测以实验室分析为主,常规的操作流程一般依赖于手动操作,无法达到自动原位在线监测海洋微塑料的目标。本文全面综述了现国内外已采用的仪器分析技术在海洋微塑料采集、预处理与分析中的应用,系统梳理了各仪器分析方法的特点及应用条件,并提出了今后微塑料研究中亟待解决的关键性问题,以期为海洋微塑料长期自动化监测提供方向与理论支持。