微塑料污染的水生生态毒性与载体作用

近年来,微塑料的水生生态环境污染与生态毒害问题引起了科学界的广泛关注。在总结国内外相关研究的基础上,本文对水生态环境中微塑料的来源、形成与分布展开分析;对微塑料污染的生态毒性研究进展给予评述;并深入探讨了微塑料在生态系统中扮演的多重载体角色。鉴于微塑料污染的严峻现实,我国应尽快开展有关微塑料环境污染和生态毒理方面的系统研究,并辅以政策引导和经济支持。     

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.      

青岛近岸表层海水和潮滩沉积物中微塑料的分布及其影响因素

微塑料（<5 mm）是一种备受关注的新兴污染物.目前微塑料在山东近岸的分布规律和影响因素尚不明确.本文选取青岛市红岛水产养殖区海域、李村河口附近海域、团岛污水处理厂海域、麦岛沙滩附近海域的表层海水和潮滩沉积物为研究对象,通过现场采样、密度浮选分离、显微镜观察、傅里叶红外测定等方法,揭示青岛近岸表层海水和潮滩沉积物中微塑料的分布规律及其影响因素.结果表明,4个区域表层海水中微塑料丰度从小到大为麦岛（1439个·m^-3）<李村河口（7209个·m^-3）<团岛（12785个·m^-3）<红岛（16869个·m^-3）,潮滩沉积物中微塑料的丰度从小到大为麦岛（1517个·m^-2）<团岛（1794个·m^-2）<红岛（2244个·m^-2）<李村河口（2789个·m^-2）.分析表明,青岛近岸小粒径微塑料（<1 mm）的含量最多;白色是青岛近岸微塑料的主要颜色;纤维在海水和潮滩沉积物中的含量最高,分别占海水和沉积物中微塑料的62.76%和59.92%;表层海水中聚对苯二甲酸乙二醇酯类塑料的比例最大,主要来自于海洋渔业和海洋运输业,潮滩沉积物中聚丙烯的比例最大,主要来自水产养殖业和旅游业.不同采样区域的主要人类活动的种类和强度不同,影响了微塑料的丰度和种类;不同环境介质（海水、潮滩沉积物）的自然条件不同（紫外线照射时间和强度、风化作用等）,影响了微塑料的颜色、粒径、形状和分布规律.     

滇池近岸水体微塑料污染与富营养化的相关性

内陆淡水湖泊微塑料污染受到广泛关注,但与水体富营养化的相关性尚不明晰.在滇池沿岸布设24个采样点,研究了近岸表层水体微塑料丰度、聚合物成分、粒径、颜色及形态,同步测定富营养化相关水质指标并计算富营养化状态指数.结果表明,滇池近岸水体微塑料丰度在800~6000 n·m^-3之间,平均为2867 n·m^-3,检出的聚合物类型主要是聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate,PET）、聚醚型聚氨酯（polyetherurethane,PEU）、聚丙烯（polypropylene,PP）、聚乙烯（polyethylene,PE）和聚醋酸乙烯酯（polyvinyl acetate,PVAc）.微塑料粒径以0.2~0.5 mm为主,纤维状微塑料是最主要的检出形态,其次为碎片和薄膜.24个监测点中,处于重度、中度、轻度富营养化和中营养水平的样点数分别占8.33%、58.33%、29.17%和4.17%,主要污染物为总氮（TN）.相关性分析发现滇池近岸水体微塑料丰度与TN质量浓度呈极显著正相关（P<0.01）,与叶绿素a（Chl-a）呈负相关,但未达到显著性水平（P>0.05）,靠近昆明市主城区的北岸水体中微塑料丰度和TN质量浓度均显著高于其他三岸,主要来源于污水处理厂尾水排放.     

多种微塑料提取方法在中国典型土壤中的应用

为探究我国典型区域土壤中微塑料的提取及成分鉴定方法,通过人工模拟微塑料的方法,评估了水+油（T1）、饱和NaCl溶液+油（T2）、饱和NaCl溶液（T3）这3种处理方法对4种典型区域土壤（黑土、黄土、红土和紫土）中4种类型微塑料[聚对苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate,PET）、聚丙烯（polypropylene,PP）、聚苯乙烯（polystyrene,PS）和聚乙烯（polyethylene,PE）]的检测效果.结果表明：①T3处理下土壤中微塑料提取率随微塑料密度的增大而降低,对PP、PE、PS的提取率均大于86.67%,而PET的提取率仅为0%~13.30%;②T1和T2处理下,黑土、黄土和紫土中4种微塑料的提取率均为86.67%~100.00%,但微塑料表层残留的油会影响傅里叶变换红外光谱（FTIR）对微塑料成分性质的鉴定,配合无水乙醇清洗后,PE和PS鉴定效果仍不佳;③T1和T2处理下红土中PET的提取率分别为56.60%和50.00%,T3处理下红土中PET、PE和PP的提取率分别为3.33%、10.00%和56.67%.结果表明,黄土、黑土和紫土中4种微塑料采用T1和T2提取效果均较好,但需配合无水乙醇进行清洗,T3处理会导致对密度>1 g·cm^-3微塑料PET的漏测;红土中微塑料的提取方法有待进一步探索研发.     

大理河流域微塑料空间分布及其来源

微塑料（直径<5 mm的塑料颗粒）作为一种新型环境污染物,对土壤及水生生态系统构成了严重威胁.本研究基于黄河中游大理河流域采集的21个沉积泥沙和12个农田土壤样品,分析了大理河流域不同介质中微塑料赋存特征和组成差异,揭示了不同介质中微塑料来源及 沉积泥沙中微塑料丰度的影响因素.结果表明,大理河流域沉积泥沙和农田土壤中都受到微塑料的严重污染,其丰度分别为440~1190个·kg^-1和1180~2930个·kg^-1,其中,小粒径微塑料（粒径<500 μm）为主要组成,分别占泥沙和土壤中微塑料颗粒总数的50.12%和72.5%.纤维是泥沙和土壤中微塑料最常见的形状,分别为66.95%和48.3%;薄膜和小球微塑料在农田土壤中较多,比沉积泥沙中高6.51%和13.83%.通过拉曼 光谱仪测试,沉积泥沙中微塑料聚合物组成主要为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚丙烯（PP）,农田土壤中主要微塑料聚合物组成为聚乙烯（PE）.农用地膜是农田土壤中主要微塑料来源,生活污水和固体废物是泥沙中微塑料的主要来源.此外,沉积泥沙中微塑料丰度的主要影响 因素为速效磷含量和径流流速.本研究结果可为深入了解黄河中游流域微塑料污染状况提供参考.     

可可西里特拉什湖中微塑料污染特征、来源和生态风险

微塑料作为一种新型污染物，近年来已成为环境科学的研究热点.为探究青藏高原无人环境中的微塑料污染，以可可西里自然保护区特拉什湖作为研究区域，分析了湖滨沉积物中微塑料的丰度分布、物理形貌和成分特征.在此基础上，讨论了微塑料的潜在来源，并利用污染负荷指数(PLI)模型和风险指数(H)模型评估了微塑料的生态风险.结果表明，特拉什湖沉积物中微塑料丰度范围为39.58～247.92 n·m^-2，平均丰度为(107.08±101.34) n·m^-2.这一结果可作为现阶段微塑料污染研究的自然背景参考值.纤维占微塑料总数的79.49%，透明和小粒径(<1 mm)的微塑料占很大比例，确定的主要聚合物是聚酯(51.28%).纺织品是特拉什湖微塑料的主要来源，可能来自特拉什湖以西，通过大气环流长距离运输至该区域.生态风险评估模型显示，特拉什湖的微塑料污染负荷较轻；尽管少数点位的生态风险指数较高，但总体上该区域的微塑料污染仍处于较低水平.     

海洋多孔介质中微塑料和富勒烯的共迁移

采用海水和天然海砂，模拟构建了一维柱状的海洋多孔介质体系，研究了粒径1μm的聚苯乙烯微塑料（PS）与富勒烯（C₆₀）在海水饱和砂柱中的共迁移行为.结果发现：单体系下，15mg/L PS的穿透率（M_eff）和最大穿透浓度（MEC）可分别达到36.8%和0.42；而15mg/L的C₆₀团聚明显，其M_eff和MEC值仅分别为16.8%和0.22.当15mg/L PS与15mg/L C₆₀ 1：1共存时，PS能与部分C₆₀形成稳定共团聚体，促进C₆₀迁移；但反之C₆₀却抑制了PS迁移.如果将双体系下PS的浓度由15mg/L增至45mg/L，PS对C₆₀的迁移促进则转变为迁移抑制，这主要源于PS-C₆₀共团聚体体积的增大和数量的增加.     

聚乙烯微塑料对海洋微藻生长和卤代烃释放的影响

挥发性卤代烃（VHCs）是一类重要的痕量温室气体和臭氧破坏物质,在全球气候变化中发挥重要作用.微藻释放VHCs受海洋环境因素的影响.微塑料作为海洋中一种重要新型污染物其对海洋微藻释放VHCs的影响研究比较少见.基于小新月菱形藻（Nitzschia closterium f.minutissima）和东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）的室内单种培养实验,通过测定其藻细胞密度、最大光量子效率（F_v/F_m）、活性氧（ROS）和VHCs浓度,研究聚乙烯（PE）微塑料长期暴露对小新月菱形藻和东海原甲藻生长和VHCs释放的影响.结果表明,PE微塑料胁迫对小新月菱形藻生长主要表现抑制作用,而对东海原甲藻生长表现出促进作用.50 μm的PE微塑料的添加对小新月菱形藻和东海原甲藻的光合作用起到遮蔽作用,导致二者的F_v/F_m受到抑制,且其对东海原甲藻的抑制作用更显著.与对照组相比,PE微塑料胁迫刺激藻细胞的ROS产生量增加,引起小新月菱形藻和东海原甲藻的氧化应激反应,从而促进两种微藻3种溴代烃的释放.     

覆膜年限和有机肥施用对花生田耕层土壤微塑料赋存特征的影响

地膜和有机肥料的大量投入已导致我国农田土壤微塑料污染日趋严重.为研究调查山东德州花生农田微塑料污染状况,分析了该区域不同覆膜年限（0、3、5和8 a）和有机肥施用对农田土壤中微塑料的丰度、粒径、颜色和形状等赋存特征的影响.结果表明,覆膜0、3、5和8 a后花生耕层土壤微塑料丰度的平均值分别为65.33、316.00、1 098.67和1 346.34 n·kg^-1.随着土层深度的增加微塑料丰度降低,0～10、10～20和20～30 cm耕层中的土壤微塑料丰度分别为1 076.00、603.50和440.25 n·kg^-1,并且增加覆膜年限和施加有机肥都显著增加了微塑料的丰度（P<0.05）.粒径<1 mm微塑料占总量的77.30%,且随着覆膜年限的增加,小粒径（<1 mm）微塑料占比显著升高（P<0.05）,随着土层深度的增加,其占比亦逐渐增加,施加有机肥对微塑料粒径没有显著影响.微塑料颜色组成以透明（49.77%）为主,其次是黑色（16.35%）和白色（16.27%）,覆膜年限和有机肥施加对土壤中微塑料的颜色影响不显著（P>0.05）,但覆膜年限显著增加了透明微塑料的占比.微塑料类型主要包括纤维类、薄膜类、碎片类、泡沫类和颗粒类,其占比分别为： 49.77%、25.41%、19.15%、3.26%和2.41%.耕层土壤微塑料的主要聚合物类型包含聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）,分别占总量的21.37%、18.57%和19.77%.由此,山东德州花生田耕层土壤中普遍存在微塑料,且地膜和有机肥施用是其主要来源,这可为花生田耕层土壤微塑料污染物防控提供重要依据.