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%.     

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.      

不同微塑料赋存环境对小麦萌发与幼苗生长影响研究

为揭示不同微塑料赋存环境对小麦（Triticum aestivum L.）种子萌发和幼苗生长的影响,选取聚丙烯（Polypropylene,PP）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚乳酸生物可降解塑料（PLA）3种微塑料,并分别设置3种微塑料粒径（150μm、1000μm和4000μm）和质量浓度（0.1g/kg、0.5g/kg和1g/kg）在自然环境条件下开展盆栽试验,通过统计分析和方差分析对不同微塑料组合处理下小麦种子的发芽率、发芽抑制率、生长特征及幼苗生长趋势进行分析.结果表明：不同微塑料胁迫下均降低了小麦种子平均发芽水平,小麦种子平均发芽抑制率呈现出HDPE>PLA>PP;微塑料的粒径和质量浓度处于中粒径和中浓度条件下对小麦种子的平均发芽抑制率最大分别为5.65%和4.55%,而处于低或高粒径和质量浓度条件下微塑料对小麦种子发芽的抑制作用有所减弱;微塑料粒径对小麦种子发芽率的影响作用较大,微塑料类型和质量浓度次之.与对照组相比微塑料HDPE和PLA对小麦种子生长特征指标（发芽势、发芽指数、活力指数和平均发芽时间）的影响作用比微塑料PP的影响作用更加显著,其中小麦种子活力指数受微塑料类型、粒径和质量浓度的影响最为显著.对照组和不同微塑料类型对小麦幼苗平均生长速率呈现出CK>PP>HDPE>PLA,而不同微塑料对小麦幼苗生长的抑制作用呈现为PLA>HDPE>PP,微塑料类型对小麦幼苗生长的影响作用最显著.     

哈尔滨新区不同下垫面悬浮大气微塑料污染特征及潜在生态风险评估

悬浮大气微塑料（Suspended atmospheric microplastics,SAMPs）已被确定为水、土壤等环境单元的重要污染来源之一,并构成一定的潜在生态风险.为了解SAMPs在不同环境中的差异,本研究以哈尔滨新区为研究区,使用便携式大气颗粒物采样器（Airmetrics,USA）对该区域6种不同下垫面的空气进行采集,经过立体显微镜观察和傅里叶红外光谱仪（VERTEX 80）分析后,证实SAMPs广泛存在并得出关于SAMPs丰度分布、类型、粒径、颜色和化学组成成分的数据信息.结果显示,碎片状SAMPs是耕地的优势类型,其他下垫面的优势类型为纤维状SAMPs;不同下垫面SAMPs的粒径组成结构相似,尺寸为1～35μm的SAMPs占总数的80.71%,其中,林地、草地和水域的小粒径SAMPs占比大于其他下垫面,并且未发现粒径大于100μm的SAMPs;透明微塑料是各下垫面SAMPs的主要颜色类型,其中,建设用地和水域SAMPs中彩色微塑料偏多,这与人类活动有直接关系;各下垫面SAMPs的聚合物组成包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（P...     

人体微塑料污染特征及健康风险研究进展

微塑料污染不仅是一个环境问题,更是一个社会问题.目前针对环境微塑料来源、丰度和分布,已开展了大量研究,但对人体微塑料暴露水平和潜在健康风险的认识仍非常有限.基于文献计量学方法,系统地梳理总结了当前人体微塑料的暴露途径,揭示了人体微塑料污染的赋存特征及潜在健康危害.结果表明,人体内微塑料主要以粒径小于50μm的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等人工合成聚合物为主.环境微塑料主要通过食物和呼吸途径进入人体,并在肺部和肠胃组织累积,其中小粒径微塑料可通过循环系统分布于各组织器官.基于实验的毒理学实验结果表明,微塑料不仅影响细胞膜完整性、免疫应激、肠道菌群和能量代谢,对生殖系统也具有潜在危害.为科学评估微塑料污染的健康风险,还需进一步加强微塑料毒理效应及其发生机制研究,构建微塑料健康风险评估框架,以科学依据支撑微塑料污染防治.     

聚苯乙烯微塑料对杜氏盐藻生长及低分子量有机酸释放的影响研究

本文通过系列培养实验,研究了不同粒径(1μm、3μm、10μm)聚苯乙烯(polystyrene,PS)微塑料对杜氏盐藻(Dunaliella salina)的生长过程和低分子量有机酸释放的影响。结果表明,杜氏盐藻在生长过程中能够释放甲酸、乙酸和乳酸3种低分子量有机酸。PS微塑料的添加能够延后培养体系乙酸和乳酸的积累,降低培养体系乙酸的积累量,提高乳酸的积累量,并导致培养体系甲酸的明显积累。不同粒径PS微塑料对杜氏盐藻生长和低分子有机酸释放的影响有显著差异。粒径3μm的PS微塑料能在杜氏盐藻生长初期抑制其将海水中的NO₃-N转化为NO₂-N,对延后并降低培养体系乙酸积累有显著作用。粒径1μm的PS微塑料能够显著延长培养体系乳酸的积累时间。粒径1μm和3μm的PS微塑料均能显著影响杜氏盐藻甲酸的产生与消耗,使培养体系出现明显的甲酸积累。释放甲酸可能是海洋微藻普遍存在的过程。     

北京市通州区河流中微塑料组成的空间分布及潜在来源解析

微塑料既是一种新兴污染物,还能作为载体吸附污染物,对河流等生态系统构成了威胁.但目前针对我国北方河流中微塑料污染问题的研究鲜见.基于对北京市通州区内6条河流共19个点位的水样采集和分析,研究了微塑料的组成及空间分布特征,并揭示了微塑料的潜在来源.结果表明,微塑料在所有点位上的检出率为100%,其中小中河中微塑料的平均丰度是所有河流中最高的(3.50×10⁴ n·m^-3),是运潮减河中平均丰度的4.04倍.粒径上,90.49%微塑料的粒径小于2 000μm,且仅在2个点位上监测到了粒径大于4 000μm的微塑料.微塑料呈现出纤维状、薄膜状、碎片状和颗粒状等4种形态,其中纤维状的微塑料占比最高（90.23%）.微塑料以透明色和蓝色为主,共占比84.29%.人造丝的占比最高,且在各点位上的占比都在66.67%以上,而其他成分微塑料的分布在不同点位上存在较大的差异.无论是微塑料丰度还是成分种类,河流上游均高于下游.根据微塑料的形状、成分、颜色和丰度的空间特征,解析了不同类型微塑料的来源.对于河流中占比最高的纤维状微塑料,其主要来源可能为服装洗涤、渔具...     

基于摩擦纳米发电机的微塑料实时检测实验研究

采用基于自供电的摩擦纳米发电机(TENG)技术,设计开发了一种利用间断液柱检测水样内微塑料颗粒尺寸和丰度的实时快速检测方法和装置,并通过实验测试完成了对微塑料的尺寸形貌表征和化学元素组成的实时高效检测.研究发现,去离子水中加入微塑料颗粒时,溶液中zeta电位降低,改变了管壁表面的极化电场方向;随着水溶液中微塑料颗粒直径或丰度的增加,开路电压呈现减小趋势,50μm时减小了43.1%,0.250%浓度时减小了79.6%;微塑料颗粒对自来水的开路电压影响显著,以10μm微塑料颗粒为例,开路电压减小了20%,证明了TENG技术对海洋微塑料检测的可行性.     

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.      

微塑料在饮用水中的去除研究进展

一直以来,塑料制品因方便快捷在人们的生活中广泛使用。然而,随着在水环境中越来越多地检测到微塑料,人们开始对其越来越重视。特别是近年来,在饮用水中检测出微塑料,因其对人体健康有一定危害,如可能会作用于人体肠道部位而导致肠道发炎,引起人们的广泛关注。该文介绍了饮用水中微塑料的存在现状以及饮用水厂各工艺对微塑料的去除效率,分析了不同的水处理方法对微塑料去除的贡献,简述了饮用水处理对微塑料的去除效果。对饮用水处理方法及工艺研究发现,各方法对大于10μm的大尺寸微塑料有较好的去除效果,但不能完全去除小于10μm的小尺寸微塑料。因此,将来的研究应更多地放在对小尺寸微塑料的去除上。     

鄱阳湖流域水葫芦(Eichhornia crassipes)对水体微塑料的吸附截留效应

微塑料是环境中的新型污染物,随着人们对微塑料污染的认识,微塑料在河流和湖泊等淡水湿地环境中的迁移问题受到普遍关注.中国内陆最大淡水湖鄱阳湖湿地受五河流域及其地表径流的影响,湿地水环境中的微塑料污染问题也不容忽视.为了解鄱阳湖各流域水体中微塑料的分布现状及水生植物对微塑料的吸附截留效应,选择鄱阳湖流域的赣江、信江、抚河、修水和饶河这五河水系入湖段为研究区,以各流域水体及其普遍存在的漂浮植物水葫芦（Eichhornia crassipes）为研究对象,分析鄱阳湖五河流域水葫芦对水体微塑料的吸附截留特征,探讨水生植物对水体环境中的微塑料是否具有吸附或截留效应,阐明水葫芦对微塑料的吸附与水体赋存微塑料的相关性,解析微塑料在湿地环境中的迁移特性,为鄱阳湖湿地环境中微塑料的管控及污染治理提供一定的理论基础与依据.在鄱阳湖流域赣江、抚河、信江、饶河和修水的五河水系入湖区和湖口出湖区共设置18个采样点,分别采集水表漂浮的水葫芦整株样品和水深约1 m处的水样,采用HNO₃（65%）-H₂ O₂（30%）混合试剂消解水样后抽滤分离水体及水葫芦体表微塑料;采用显微鉴定方法观察微塑料的颜色、粒径和形态等特征,采用Nano Measurer 1.2软件统计各流域水体和水葫芦体表中分离出的微塑料丰度;采用傅立叶变换红外（FTIR）光谱仪鉴定不同形态微塑料的聚合物成分.鄱阳湖流域各水体微塑料丰度处于中度偏高水平,丰度范围为65.5~353 n ·L^-1,且以0~0.5 mm范围内的小粒径微塑料为主,占各流域水体中微塑料的80%以上;各流域水葫芦截留或吸附的微塑料丰度范围为36~204 n ·kg^-1,且以0~1.5 mm范围内的小粒径微塑料为主,所占比例达80%以上;水葫芦吸附0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度含量与水体中0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度间呈显著相关,水葫芦对水体中占比较高的小粒径微塑料具有明显的吸附效应.鄱阳湖五河流域水体微塑料的聚合物成分以聚乙烯和聚苯乙烯为主体;各流域水体微塑料的丰度处于较高水平,以0~0.5 mm的小粒径微塑料为主,对水体生物及水环境易构成生态风险.各流域水葫芦对水体微塑料具有显著的吸附效应,且以吸附0~1.5 mm的小粒径微塑料为主;水葫芦吸附0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度值与水体中0~0.5 mm粒径范围内的微塑料丰度间存在显著相关性;水葫芦对水体中的小粒径微塑料具有较强的吸附效应,可为水生植物吸附或截留水体环境中的微塑料提供一定的参考依据.     

南京城市污水处理厂中微塑料的赋存特征

以南京市某污水处理厂及下游入江口作为研究对象,对其中微塑料的赋存特征进行研究.结果表明,污水处理厂进水中微塑料以尼龙材质为主（71.43%）,颜色以黑色为主（54.76%）,形状以纤维状为主（38.10%）,尺寸以50~500μm为主（69.05%）,丰度为4.2n/L（个/L）,二级处理后污水中微塑料丰度为1.6n/L,出水微塑料丰度为0.9n/L,污水处理厂处理工艺对微塑料的去除效率为78.57%.入江口处污染负荷指数为50.99,处于较低水平,由于污水处理厂出水持续排入,微塑料造成的生态风险仍不可忽视.本文研究结果为改进污水处理厂中微塑料去除工艺设计提供了基础数据.     

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.      

环境微纳塑料的分析方法进展

为探究环境中微纳塑料的含量、归趋和生态风险,发展可靠的检测方法是重要前提.目前,对微纳塑料的分析方法多种多样,国内外已有多篇综述归纳了各方法的优缺点,甚至提出了"统一"或"标准化"的方法.然而,由于研究目标和技术方法本身的成熟度不同等原因,很难笼统地提出一套适用于所有监测或研究的方法.微纳塑料的研究是基于颗粒性和尺寸效应的研究,笔者将其划分为大粒级微塑料（0.02~5 mm）、小粒级微塑料（1~20 μm）和纳米塑料（1~1 000 nm）3个类别,分别概述各粒级的分析方法进展和技术目标等.对于大粒级微塑料,已形成相对成熟的检测方案,适合开展常规监测和大规模基线数据的调查,但方法多样化,数据的质量不统一导致可比性差,提高方法的可行性和统一性是努力重点;对于20 μm以下的小粒级微塑料,检测的准确度有待提高,发展可靠的定性及定量方法是当前的目标;对于1 000 nm以下的塑料颗粒和可溶性聚合物,发展尚不成熟,需要研究更有效的前处理和分析方法.今后,应针对不同粒级微纳塑料所面临的问题开展方法学研究,加强对微纳塑料环境行为等的基础研究,并逐步发展微纳塑料的预测模型,在可靠数据的基础上进行全面的生态风险评估.      

微塑料对牟氏角毛藻的毒理效应

本文选取聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和聚苯乙烯（PS）微粒作为目标污染物,探讨其不同浓度（50 mg/L、100 mg/L和200 mg/L）和不同粒径（100 μm、175 μm和250 μm）对受试生物牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）的影响。结果表明,3种粒径和浓度的微塑料（PET 和 PS ）均对微藻细胞密度产生抑制作用,PET（100 μm,200 mg/L）和PS（100 μm,200 mg/L）对微藻产生的最大抑制率分别为 37.3% 和 32.5%。微塑料浓度越大,对藻细胞密度的抑制作用越强;而粒径变化对藻细胞密度的抑制作用未呈现明显规律。PET对牟氏角毛藻细胞干重的影响较小,与对照组相比无显著性差异（P>0.05）,PS则对牟氏角毛藻细胞干重无影响。微塑料对牟氏角毛藻叶绿素a（Chl a）的抑制作用与其类型和暴露时间有关。PET对Chl a起抑制作用,PS则起促进作用。     

大辽河沉积物中微塑料的污染特征

以大辽河为研究对象,选取8个典型区域的沉积物,采用密度浮选法,结合体视显微镜及μ-FTIR,进行大辽河沉积物中微塑料的组成及分布特征研究.结果表明,大辽河沉积物微塑料平均丰度为（66.67±79.93）个/kg;其中位于鞍山海城市的DL5丰度最高,为（193.33±172.43）个/kg,辽阳县柳壕镇的DL6丰度最低,为（20.00±34.64）个/kg;微塑料颜色以白色、黑色、黄色为主（83.75%）,形状以纤维、薄膜、碎片为主（91.25%）,粒径以（1000~2000）μm为主（33.75%）.通过红外光谱分析可得出,大辽河沉积物中薄膜类微塑料的主要成分是聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）,碎片类的主要成分是聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）,泡沫类和颗粒类的主要成分是聚苯乙烯（PS）,纤维类的主要成分是人造丝（RY）及聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）.总体上,该研究区域沉积物中微塑料的丰度处于中等偏低水平.本研究可为我国淡水河流沉积物中微塑料的污染分布研究提供基础科学数据.     

聚苯乙烯微塑料对糖尿病小鼠肾脏的影响

以糖尿病小鼠为模式生物,探究了100nm和5μφ的聚苯乙烯微塑料(PSMPs)(200μg/L)通过饮水暴露28d后对小鼠肾脏的毒性.结果表明,糖尿病小鼠对PSMPs的暴露更加敏感,100nm和5μm PSMPs暴露导致糖尿病小鼠肾脏出现明显的炎性细胞浸润和淤血等病理损伤,且 100nm PSMPs对肾脏造成的病理损伤...     

黄棕壤中不同粒径组分的提取分级与表征

以去离子水为分散剂,采用连续分级法,结合使用筛分、沉降、离心及错流超滤(CFF)等技术,将60目黄棕壤提取分级为细砂粒(50~250μm)、粉粒(5~50μm)、粗黏粒(1~5μm)、细黏粒(0.1~1μm)、纳米微粒(<0.1μm)5个组分;采用激光粒度仪、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法对分级结果进行了表征.激光衍射粒度分析所测得各组分实际粒径分布结果与划定的粒径分级范围均很好吻合,表明按上述方法对土壤颗粒进行分级是有效、可行的.TEM观察到的纳米粒级成分呈规则球形,绝大部分颗粒粒径在20~40nm之间,有少部分大颗粒团聚体存在.