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。     

海洋塑料和微塑料管理立法研究

近年来,海洋微塑料污染问题已成为全球关注的热点。加强微塑料及其次生来源塑料垃圾的控制,是减少海洋微塑料污染的根本手段。为完善我国塑料和微塑料管理的立法工作,对国内外海洋塑料和微塑料管理立法的现状进行了调查研究。目前涉及塑料垃圾管理的立法较多,但针对性较弱;而关于微塑料管理的立法较少,且主要侧重于对化妆品中的塑料微珠的限制性规定。借鉴国际经验,建议我国在立法中尽快出台个人护理品中微塑料的限制性规定,在环境税中补充塑料垃圾税,完善塑料垃圾回收处理体系,完善海洋微塑料监测和评价体系,建立公众参与制度等。     

海洋微塑料污染状况及其应对措施建议

海洋是生命的摇篮,人类的生存和发展同样离不开海洋。海洋微塑料污染的存在会在很大程度上影响人类对海洋生物资源、化学资源的开发,我国作为海岸线漫长的临海国家,正在积极的探索海洋的开发、利用方式,这也恰恰需要良好的海洋生态环境作前提保障。由此可见,保护海洋生态环境对我国的发展具有强烈的现实意义,我国应当将海洋微塑料污染为代表的海洋污染问题纳入议程,系统的提高我国对海洋环境的保护和治理能力。基于海洋微塑料污染严重的现状和海洋资源开发的迫切需要,文章将围绕海洋微塑料污染现状做出分析,在逐一了解海洋微塑料污染概况、污染影响和我国应对措施的前提下,总结现阶段海洋微塑料应对中存在的不足之处,并在此基础上提出相应的建议措施,以便为海洋微塑料污染治理提供一定的理论参考。     

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.      

海洋生物对微塑料迁移转化的调控作用

近年来,海洋微塑料污染已成为全球关注的重要环境问题。海洋中广泛存在的微塑料可被藻类吸附、微生物定植,亦可被海洋动物摄食并蓄积。生物与微塑料之间的相互作用必然会改变微塑料的物理、化学性质,及其在海洋中的迁移转化。因此,本文系统地阐述了海洋生物对微塑料的吸附、摄入、蓄积与排泄等关键过程;重点总结了微塑料在海洋生物过程(如排泄、与海洋雪团聚、形成生物膜以及生物扰动)影响下的沉降-埋藏等迁移过程;深入讨论了海洋动物对微塑料的摄食、消化过程以及微生物的分解作用导致的微塑料破碎、降解以及塑料添加剂和吸附污染物的释放过程及其机理。本文阐明了海洋生物对微塑料迁移转化的调控作用,为理解海洋微塑料的环境归趋提供理论依据。     

海洋塑料污染问题研究概况

世界各国，特别是发达国家，已对海洋的塑料污染问题进行了广泛研究。本文在广泛调研文献的基础上，综合评述了世界各地对海洋塑料废弃物污染状况，塑料废弃物对海洋动物、渔业经济和环境的影响，以及塑料放弃物污染的防治等问题研究的概况。详细讨论了有关研究方法、调查结果及影响因素。     

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.      

我国海洋塑料垃圾治理体系与成效

海洋塑料垃圾是人民群众身边突出的海洋生态环境问题,对海洋经济、生物多样性和海洋生态系统健康,构成了严重威胁。本文从塑料生产和使用的源头管控、陆源垃圾和入海河流垃圾防治、渔业垃圾和港口船舶垃圾防治、海洋塑料垃圾监管和清理等方面,对我国现有应对海洋塑料垃圾污染的全链条治理体系进行了介绍,从制度建立、科技创新、多元治理、公众参与等多角度介绍了我国海洋塑料垃圾治理成效,并对我国海洋塑料垃圾治理能力的提升进行了展望。     

构建海洋命运共同体理念下海洋塑料污染国际法律规制的完善

海洋塑料污染是国际社会共同面临的重大全球环境问题之一。关于海洋塑料污染规制的国际法包括《联合国海洋法公约》等国际条约以及相关国际软法与区域机制。但现有相关国际规则呈现碎片化特征,在专门立法与陆源海洋塑料污染规制等方面存在空白,在实施和遵约方面也存在困境。海洋塑料污染国际法律规制面临的困境需要通过加强国际合作与协调、推动相关国际立法以及促进相关规则的实施与各国的遵约来破解。在构建海洋命运共同体理念下,我国应积极参与和推动海洋塑料污染国际法律规制的完善,提升我国参与全球海洋治理的话语权。     

海洋纳塑料的环境行为与毒性效应研究进展

海洋塑料污染成为与气候变化、臭氧耗竭和海洋酸化并列的全球重大环境问题,其中海洋微/纳塑料成为关注的重点。纳塑料与微塑料相比,粒径更小,比表面积更大,环境丰度更高,更容易被海洋生物所摄食,对海洋生物产生的毒性更强。因此,纳塑料的海洋环境效应研究成为近年来环境科学领域的研究热点。但迄今为止,关于海洋纳塑料的环境行为与生物效应仍缺乏系统性的研究和清晰的认知。基于此,本文综述了海洋纳塑料的检测分析方法,概述了纳塑料的海洋环境行为,分析了纳塑料对海洋生物的毒性效应及其致毒机制,并展望了海洋纳塑料环境效应的研究方向,以期为科学评估海洋纳塑料的生态风险及有效应对海洋纳塑料污染提供重要参考。     

海洋塑料垃圾污染国际治理进程与对策

海洋塑料垃圾污染是当前国际社会关注的热点,也是近期国际政府间谈判的重点.本文梳理了全球塑料垃圾产生和泄漏进入海洋的研究进展,回顾了海洋塑料垃圾国际治理进程,提出了我国应对海洋塑料垃圾污染的对策建议.研究显示,截止到2020年全球塑料累积生产量高达96×10⁸ t,但由于各国不完善的废弃物回收和处理体系,每年有5.7×10⁴～26.5×10⁴ t的陆源塑料垃圾通过河流进入海洋,严重危害海洋生物健康.为解决全球海洋塑料垃圾污染问题,各国政府和国际/区域组织积极推进海洋塑料垃圾治理进程.联合国环境大会连续四届通过海洋塑料垃圾治理相关决议,建立一个新的具有法律约束性的塑料污染全球公约已成为可能.为积极应对国际公约和未来履约谈判,提出我国应坚持预防原则、三方共治原则（政府、企业和消费者）和共同但有区别的责任原则积极参与全球海洋塑料垃圾污染治理进程,共建海洋命运共同体.     

海洋塑料垃圾污染国际治理进程与对策

海洋塑料垃圾污染是当前国际社会关注的热点,也是近期国际政府间谈判的重点.本文梳理了全球塑料垃圾产生和泄漏进入海洋的研究进展,回顾了海洋塑料垃圾国际治理进程,提出了我国应对海洋塑料垃圾污染的对策建议.研究显示,截止到2020年全球塑料累积生产量高达96×10⁸ t,但由于各国不完善的废弃物回收和处理体系,每年有5.7×10⁴～26.5×10⁴ t的陆源塑料垃圾通过河流进入海洋,严重危害海洋生物健康.为解决全球海洋塑料垃圾污染问题,各国政府和国际/区域组织积极推进海洋塑料垃圾治理进程.联合国环境大会连续四届通过海洋塑料垃圾治理相关决议,建立一个新的具有法律约束性的塑料污染全球公约已成为可能.为积极应对国际公约和未来履约谈判,提出我国应坚持预防原则、三方共治原则（政府、企业和消费者）和共同但有区别的责任原则积极参与全球海洋塑料垃圾污染治理进程,共建海洋命运共同体.     

海洋塑料微粒来源分布与生态影响研究综述

综述了海洋塑料微粒污染多元化来源,在全球海洋广泛分布,近海海域分布相对集中,塑料微粒已逐渐汇聚于深海的特点。其生态反应影响体现在"塑料微粒生物附着"、"生物摄入"、"毒理反应"和"塑料微粒与其它污染物复合毒性"3个方面。未来应加强我国海洋环境中塑料微粒的污染现状及生物摄入状况调查研究,塑料微粒与污染物作用机制和复合毒性研究和塑料微粒生态风险评估方法学研究。最后提出了防止塑料微粒污染需要经过制定法律法规以及各执行机关加大管理力度的有效建议。     

深圳大鹏半岛近岸微塑料季节分布特征及潜在影响因素

本文通过分析深圳大鹏半岛入海河流、近岸表层海水与沉积物的微塑料丰度、形状和成分,结合研究区域的用地空间规划、海洋活动类型、微塑料空间分布特征等信息,探究了大鹏半岛周边陆地和海洋活动对近岸海域次生微塑料季节性分布的复合影响。夏季,大鹏半岛周边入海河流截断面的微塑料丰度为0.30～12.95个/L,平均值为2.53个/L;表层海水的微塑料丰度变化范围为0.02～1.30个/L,平均值为0.27个/L。秋季,入海河流截断面的微塑料丰度为0.10～0.75个/L,平均值为0.36个/L;近岸表层海水的微塑料丰度为0.02～5.24个/L,平均值为0.70个/L。结果表明,夏季,近岸海域微塑料分布主要受到丰水期陆地人类活动的影响,沿河岸的微塑料排放归因于居住用地、物流仓储和工业用地等来源。而在秋季枯水期,陆地和海洋活动的复合影响变得更加突出。值得注意的是,除陆地人类活动影响外,在近岸海域表层水体和沉积物中观察到的微塑料丰度升高还与渔业和航运活动的排放有关。此外,这些微塑料更有可能在近岸沉积物中积累。     

微塑料对沉积物及其上覆水体氮循环的影响研究

海洋氮循环是海洋元素循环的重要组成部分,由不同材质类型的微生物所驱动,对评估海洋生态系统的结构和功能具有重要的意义。鉴于微塑料对海洋生态环境的胁迫,有必要厘清微塑料的存在对氮转化过程的影响,以提升对当代及未来海洋氮循环的理解。据此,本研究设置不同浓度（0.5%和0.05%）、不同粒径（500目、150目和16目）和不同材质类型（PA、PE、PVC、PP、PS）的微塑料暴露实验,评估微塑料的存在是否对海洋沉积物及周边水体氮转化过程存在影响。结果表明,微塑料的存在会改变氧化还原环境,继而对微生物所驱动的氮循环过程产生影响。另外,研究发现,微塑料的材质类型、浓度和粒径分别会对氮循环过程产生不同的影响,意味着微塑料的不同性质会改变海洋沉积物及周边水体的氮循环过程。微塑料会通过影响沉积物中微生物的组成和活性进而影响上覆水中氮素分布,对水体氮循环构成挑战。后续的研究需要深入探究微塑料影响下上覆水中氮循环的同位素动力学,以提升对氮循环的理解。     

浅析淡水河流中微塑料的研究进展

微塑料是一种存在于环境中的持久性有机污染物,最早发现于海洋环境中,目前的主要研究集中在海洋环境中微塑料的污染现状以及对生物的毒理学等方面。但是,微塑料在环境中迁移是通过淡水环境在陆地和海洋环境之间双向迁移的,即淡水河流是微塑料迁移到海洋中的主要途径,因此,研究淡水河流中微塑料的污染及环境行为具有重大意义。     

微塑料和其他新兴污染物相互作用研究进展

微塑料在环境中的广泛存在及潜在风险引起了研究者的关注。同时,环境中微塑料易和其他类型新兴污染物发生相互作用,从而对生态环境产生联合影响。文章首先综述了微塑料在海洋、土壤等环境介质中的赋存水平和特征,其次总结了微塑料和其他几种典型新兴污染物,如药品和个人护理品、抗生素抗性基因和纳米颗粒的相互作用及联合效应等方面的研究。文章亦归纳了影响微塑料和其他新兴污染物作用的因素,如微塑料种类、性质、pH和离子浓度等,并提出展望,未来应着重于研究长期条件下实际环境中多类型新兴污染物的联合环境行为,同时关注微塑料的溶出对新兴污染物相互作用的影响和多种新兴污染物共存对地球理化循环的联合风险。     

PS和PVC微塑料对小球藻的生长抑制效应及其影响途径

近年来海洋微塑料污染已成为不可忽略的全球性环境问题.海洋中的微塑料可能被海洋动物摄入,对其造成物理损伤或生化毒性;同时与浮游植物形成团聚物,影响其生长和光合作用等,从而对海洋生态系统构成威胁.海洋小球藻(Chlorella sp.)作为食物链中的重要生产者,是污染物在食物链中富集的起点.为了解微塑料对小球藻的毒性作用及...     

聚乙烯微塑料的微生物降解研究进展

现代工业的发展使得塑料制品的使用量急剧增加,由此产生的大量废旧塑料垃圾在环境中裂解形成粒径更小的微塑料（<5 mm）.由于微塑料结构稳定,分布广泛且生物可利用性低,在环境中长期存在,已经逐渐成为对海洋生态和环境造成巨大影响的重要污染物.近年的研究表明,自然环境中存在一些能降解这些难降解微塑料的微生物,微生物降解无二次污染且对环境扰动少,在微塑料的去除中具有很好地应用潜力,但亦有一些局限性.综述了环境中数量最多的聚乙烯微塑料的微生物降解研究现状,着重探讨了降解效果和量化方法.基于微塑料生物分解效率普遍较低的现状,开展进一步的研究还非常有必要.     

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.