环境中微(纳米)塑料的来源及毒理学研究进展

微(纳米)塑料是环境中分布广泛的微小颗粒污染物,不同环境介质中微(纳米)塑料的污染状况及其对生物体的毒害效应受到越来越多研究者的关注.本文系统的综述了环境中微(纳米)塑料的来源和微(纳米)塑料对海洋生物的毒性效应,从转运吸收和毒性评价两个方面重点论述了微(纳米)塑料对人体健康潜在的影响,并介绍了由微(纳米)塑料带来的典型污染物毒性效应.研究结果表明,陆地环境中微纳米塑料的来源主要包括污泥的使用、农业上使用的塑料制品、被微纳米塑料污染的灌溉水以及大气沉降,海洋环境中微纳米塑料的来源主要包括陆源的输入、滨海旅游业、船舶运输业、海上养殖捕捞业以及大气沉降;微(纳米)塑料可被很多海洋生物摄取、并在生物体中积累,且可通过食物链层层富集到更高等的生物体中,从而对生物体正常的新陈代谢及繁殖造成影响;微(纳米)塑料的对人体的毒性,与其表面性质、尺寸大小息息相关,通常情况下,尺寸较小的纳米塑料颗粒更容易进入并积累到细胞和组织,而表面带正面的纳米塑料颗粒对细胞生理活动有较为明显的影响;微(纳米)塑料添加剂及表面吸附的污染物在生物体内的释放,对生物体造成的伤害远远超过微(纳米)塑料本身的影响.本研究结果将为系统地和进一步地开展微(纳米)塑料的风险评估及全面深入地研究其毒理学效应提供支持.     

环境样品中微塑料的分析方法研究进展

微塑料是尺寸介于0.2—5.0 mm不同形态塑料的统称.微塑料随海流漂流无国界,溯源追责困难.近年来,微塑料已成为全球海洋和海岸带环境中一种备受关注的新型污染物.微塑料在环境中的迁移、转化、归趋和生态毒理效应值得深入研究,因此建立准确、高效的微塑料分析方法十分必要.本文系统地综述了国内外环境样品微塑料的采集、预处理、定性定量分析方法,比较了各方法的优缺点及应用范围.针对现阶段微塑料分析方法存在的问题和不足,提出进一步研究的方向.     

环境样品中微塑料及其结合污染物鉴别分析研究进展

微塑料作为一种新型污染物,具有难以被彻底降解、在环境中分布广泛、易结合疏水性有机污染物和重金属等特性,已成为国内外学者研究的热点问题.近年来,微塑料在海水、淡水、沉积物、土壤和大气等环境介质中不断被报道,且数量不断增加,甚至在人口稀少的偏远地区均有微塑料的检出.微塑料尺寸较小极易被生物误食,微塑料及其结合的污染物对生态环境产生潜在风险.开展微塑料及其结合污染物鉴别分析技术是研究微塑料环境行为、生态毒理效应及风险防控的基础.本文梳理了微塑料的相关研究,总结和比较分析了不同介质(水体、土壤/沉积物、生物体、大气)中微塑料的采样、分离提取、定性(物理形态表征和化学组分鉴定)、定量(数量丰度和质量浓度)以及结合污染物的检测分析技术和方法,为相关领域的研究提供了方法学的参考.     

聚氯乙烯微塑料的原位光解老化及其对土壤微生物群落的影响

近年来,微塑料污染越来越受到大众和科研人员的关注.微塑料被报道在水体、土壤和大气中广泛分布,它们在环境中可能受到物理、化学或生物作用而发生老化现象.目前大部分关于微塑料老化的研究都是在水环境中进行的,同时,有关微塑料的老化研究主要采用离线技术进行表征,只能测定微塑料老化前后的结构变化,不能准确认识微塑料界面反应过程,因此,亟待开发微塑料老化过程的在线监测技术及研究其在非水相环境中的老化过程.研究污染物性质的目的 之一是为研究其环境影响提供理论依据,因此,本研究选择了聚氯乙烯(PVC)农业地膜在空气中老化后进入土壤的环境过程,搭建了单颗粒微塑料的显微-傅里叶变换红外光谱原位监测装置,从分子水平揭示了PVC微塑料的光化学转化过程,同时也探究了老化后PVC微塑料对土壤微生物群落所产生的影响.     

微塑料污染现状及其毒性效应和机制研究进展

微塑料(microplastics,MPs)作为一种新型的环境污染物近年来逐渐引起全世界的关注,除了对生态环境的影响,微塑料对生物体的毒性效应及其潜在的健康风险也日益成为环境领域的研究热点.本文基于已有研究,阐述微塑料的污染现况,总结微塑料进入机体的分布,归纳微塑料的生物毒性作用和机制,分析微塑料毒性效应的影响因素,并展望了未来的研究方向,为进一步开展微塑料的生物毒性效应、机制研究和健康风险评估提供科学线索和参考.     

基于溶解度参数的计算检测沉积物中微塑料

目前,密度分离法广泛应用于各种环境介质中微塑料的提取.为了进一步准确测量沉积物中微塑料的质量浓度,本研究开发了一种基于溶解度参数(δ)计算的选择性检测方法,建立了加速溶剂萃取(ASE)-微塑料选择性析出-傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)检测的技术路线.6种微塑料[聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸...     

微塑料与有机污染物的相互作用研究进展

微塑料(粒径小于5 mm的塑料)作为海洋中一种新型的污染物正受到越来越多的关注。微塑料在全球多个海域均有检出,根据其来源分为原生微塑料和次生微塑料。原生微塑料由人工直接制造所得,常见于日常生活用品中;次生微塑料由大块塑料制品长期风化、磨损和光解形成。塑料自身含有多种有机添加剂,不断向环境中释放,污染海洋环境;微塑料表面还可吸附有机污染物,此吸附作用受两者的物理化学性质和环境条件影响,吸附污染物后的微塑料生物毒性增强。另外,聚合物复合光催化材料可加快有机污染物如染料的光降解反应速率,因而微塑料可能会促进有机污染物的光解。针对目前微塑料对有机物光降解的贡献、机理鲜见研究的问题,未来应加强以下3方面的研究:(1)微塑料对不同有机污染物光降解是否存在影响?(2)微塑料类型、尺寸以及反应条件对有机污染物光降解如何影响?(3)微塑料对有机污染物光降解影响的内在机制是什么?     

微塑料与有毒污染物相互作用及联合毒性作用研究进展

随着塑料产品的广泛应用,微塑料(microplastics,MPs)污染已经成为全球关注的重大环境问题.海洋中的MPs能够与有毒污染物(如有机污染物、重金属和纳米颗粒等)发生相互作用,对海洋生物产生复合效应.因此,MPs与环境中有毒污染物的联合毒性效应越来越引起人们的关注.本文首先概括总结出MPs对海洋生物的毒性效应及致毒机制,包括遮蔽效应、氧化应激、免疫毒性、生殖毒性、遗传毒性、神经毒性和行为毒性等方面:随后分别讨论了MPs和有机污染物、重金属以及人工纳米颗粒的联合毒性效应,从微塑料对污染物的吸附、富集和载体效应着手分析微塑料与污染物之间的相互作用,凝练得出MPs增强或抑制污染物毒性的作用机制,包括微塑料改变污染物的生物可利用性、微塑料改变生物体对污染物的胁迫响应、微塑料与污染物发生交互作用等;最后对微塑料与有毒污染物联合毒作用研究的发展方向进行了展望,建议在未来研究中重点关注环境特征的次生微塑料与有毒污染物相互作用的环境行为和生物效应,特别是通过食物链的传递作用.以期为准确评估和深入理解微塑料的海洋环境和人类健康风险提供理论依据.     

微塑料的人群暴露途径及其健康危害

微塑料污染是近几年来出现的新环境问题,但目前对人群的微塑料暴露途径及其可能的健康危害并不清楚.本文基于现有微塑料研究的相关文献,重点分析了人类通过食物摄取、饮水以及空气接触的微塑料暴露途径,估算了中国人通过海鲜和食盐可能摄取的微塑料量,并对微塑料的多种潜在生理毒性进行了综述.进一步提出了今后需要系统研究微塑料的人体暴露途径、探索自然环境微塑料浓度下的人体健康风险、关注微塑料对人体肠道微生物的影响等优先研究方向,为正确评价微塑料的人体健康风险提供了理论依据.     

微塑料在哺乳动物的暴露途径、毒性效应和毒性机制浅述

微塑料广泛存在于大气、土壤和水体环境中,其对人体的危害正受到广泛关注.本文阐述了当前对微塑料在哺乳动物的暴露途径、毒性作用和毒性机制的认识.空气-呼吸系统、食物/饮水-消化系统以及洗漱/护肤产品-皮肤等都是目前最常见的微塑料人体暴露途径,其中消化系统暴露是最主要的方式.目前的研究显示肠道、肝脏和肾脏是主要的微塑料富集部...     

淡水环境中微塑料的赋存、来源和生态毒理效应研究进展

塑料制品在当今社会中被大量生产和使用,导致其不断进入水环境。环境中的塑料垃圾会进一步分解为很多粒径小于5 mm的塑料残片,即微塑料。微塑料作为一类新型污染物,已受到国内外学者和公众的广泛关注。然而,现阶段有关微塑料污染的研究主要集中在海洋环境,而内陆淡水环境与人类接触频繁,其微塑料污染应受到更多重视。为全面了解淡水环境中微塑料污染现状,加强对微塑料污染的风险监控,文章总结了近些年的相关研究,综述了淡水环境中微塑料的赋存、来源和生态毒理效应。有关研究表明,微塑料污染可能在全世界淡水环境中普遍存在,其在淡水水体、沉积物和淡水生物中均有赋存;而中国内陆淡水环境中微塑料的污染可能尤为严重。淡水环境中微塑料的来源尚不明确,主要直接来源可能包括污水处理厂的尾水排放、水环境中塑料垃圾的风化降解以及水土流失或地表径流形成的陆源输入;而初始源头可能包括了个人护理品、合成纺织品、工业原料以及城镇、农业、旅游、工业区塑料垃圾的不当处置。另外,微塑料会对淡水生物造成物理性损伤和生化水平胁迫,并有可能与其他污染物形成复合污染,对淡水生物产生交互效应。因此,对淡水环境中微塑料污染的深入研究已刻不容缓。今后可在环境因素对微塑料污染特征的影响、微塑料污染的源解析、微塑料与污染物的生态交互效应这三方面加强研究。文章可为淡水环境中微塑料的污染和生态风险研究提供理论参考。     

环境微塑料与有机污染物的相互作用及联合毒性效应研究进展

环境微塑料可吸附有机污染物,并与有机污染物进行相互作用从而改变其毒性效应,增加微塑料的治理难度.本文就全球范围内微塑料与有机污染物的相互作用及毒性效应的研究进展进行综述,分析不同介质中微塑料与有机污染物的共存水平、吸附机理、影响因素以及联合毒性效应等.研究表明,微塑料可作为多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、六...     

土壤中微塑料污染现状与检测技术研究进展

微塑料一般是指粒径小于5 mm的塑料碎片,作为一种新污染物已经成为全球环境领域的研究热点.土壤作为环境中微塑料的最大储库,土壤中微塑料的污染逐渐引起重视并取得了一定的研究进展.本文系统了梳理了国内外土壤中微塑料的污染现状和污染特征,介绍了土壤中微塑料检测技术研究进展,重点探讨各类样品采集、前处理和和定性定量方法的优缺点以及对土壤中微塑料检测的适用性,分析了土壤中微塑料检测技术研究面临的主要挑战,提出未来土壤中微塑料污染调查与检测技术的研究方向,以期为科学开展土壤中微塑料污染风险治理与管控提供技术支撑.     

生物和非生物因素对蚯蚓驱动土壤中微塑料垂向迁移的影响研究

微塑料作为一种新污染物,其污染已成为全球广泛关注的热点环境问题。农田土壤中微塑料污染对食物链和陆生生态系统构成了潜在威胁。本文通过中宇宙试验装置,模拟了农田土壤中不同生物因素(跳虫、蚯蚓密度、植物根系)和非生物因素(微塑料的类型和老化、暴露时间、淹水)的变化,探索了上述变化对蚯蚓驱动土壤中微塑料垂向迁移的影响。结果表明,微塑料的垂向迁移量随土壤深度的增加而减少;跳虫的存在和蚯蚓密度的增大对土壤中微塑料垂向迁移产生积极影响;植物根系的生长则倾向于将微塑料保留在表层土壤,从而减少蚯蚓对微塑料的垂向迁移;不同微塑料类型对其在土壤中的垂向迁移影响由大到小依次为聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);短期老化未影响蚯蚓垂向迁移土壤中微塑料;随着暴露时间的增加,更多的微塑料垂向迁移到深层土壤中;淹水可促进土壤中微塑料的垂向迁移。该研究揭示了蚯蚓驱动土壤中微塑料的垂向迁移规律与影响因素,为认识农田土壤中微塑料的迁移规律提供了科学依据。     

不同温湿度条件下微塑料对小麦幼苗生长和生理的影响

微塑料污染作为全球性环境问题,仍有诸多具有挑战性的前沿科学问题有待解决。植物对微塑料的吸收和响应方面研究已有诸多报道,但关于影响植物吸收微塑料的环境因素研究仍非常有限。基于室内水培条件,研究了不同温湿度条件(高温低湿,30℃、相对湿度55%;低温高湿,10℃、相对湿度85%)下,小麦幼苗(Triticum aestivum)对亚微米级(0.2μm)聚苯乙烯(polystyrene, PS)微球吸收的量化特征。进一步基于形态学指标、光合作用指标和生化指标,分析小麦吸收微球后生长与生理状态的变化。结果表明,随着PS微球暴露浓度的增加,其在小麦体内的积累量成比例地显著增加。在高温低湿环境中,PS微球会抑制小麦根系生长和小麦茎叶中的过氧化氢酶活性,高浓度(200 mg·L^-1)PS微球可显著降低叶绿素b含量,并显著增加小麦茎叶中超氧化物歧化酶活性和小麦根中丙二醛含量;而在低温高湿环境中,高浓度PS微球可显著增加小麦茎叶丙二醛含量,但对小麦光合作用和抗氧化酶活性无显著影响。综上,研究结果证实小麦对微塑料的吸收及微塑料的植物毒性效应与小麦生长环境和PS微球暴露浓度密切相关。研...     

(可降解)微塑料颗粒吸附有机污染物及对其生物有效性的影响

微塑料是环境中一类不断增加的新兴污染物,工业生产活动以及日常生活是环境中微塑料的主要来源,同时农用塑料薄膜的残留对其也有贡献.鉴于不可降解塑料在环境中的持久性,作为传统塑料的替代品,可降解塑料的应用越来越多.然而,当前针对陆地系统微塑料的研究主要集中于不可降解材质的微塑料,针对可降解塑料作为微塑料来源的研究则十分匮乏.由于微塑料的憎水性和较大比表面积,进入环境中的微塑料能够通过分配作用和表面吸附作用大量吸附环境中的有机污染物从而改变被吸附物质的生物有效性;同时随着塑料的风化,生产过程中添加的大量助剂也会逐渐进入环境中.与不可降解微塑料相比,可降解微塑料的性质有很大不同,可降解微塑料与污染物的相互作用及对其生物有效性的影响也与不可降解微塑料不同.另外,可降解微塑料进入环境后,粒径及表面性质可在较短时间内产生变化,这些变化对可降解微塑料与有机污染物的相互作用及对所吸附有机污染物的生物有效性的影响有待研究.     

微塑料和纳米塑料对胃肠道及肝脏的毒性效应机制研究进展

由于塑料制品的大量生产和使用,其废弃物降解产生的微塑料(microplastics, MPs)作为一种新型的环境污染物近年来逐渐引起全世界的关注。持续的老化会使微塑料降解为纳米塑料(nano-plastics, NPs),在进入人体后增加对细胞的危害,因此微塑料和纳米塑料对人体产生的毒性效应及健康危害也日益成为环境领域的研究热点。本文基于已有研究,重点阐述了人体内微塑料和纳米塑料沉积对胃肠道产生氧化应激、炎症及细胞凋亡相关毒性效应的机制,以及造成肝脏糖脂代谢紊乱的潜在机制,为进一步开展微塑料和纳米塑料的毒性效应机制研究和人体健康风险评估提供理论依据。     

水环境中微塑料表面细菌群落特征研究进展

微塑料因其比表面积大、难降解等特点,在水环境中长期存在,可作为水环境中微生物的独特栖息地。以细菌群落为主的微生物可定殖在微塑料表面,对生态系统和人类健康产生潜在风险。本文综述了国内外海水、淡水环境中微塑料表面细菌群落特征的研究进展,阐述了微塑料表面细菌群落的研究方法和结构多样性,分析了暴露时间、地点及塑料理化性质对微塑料表面细菌群落多样性的影响,探讨了水环境中微塑料表面细菌群落的生态效应和健康风险。后续研究应采用宏基因组学全面地探究水环境中的“微塑料圈”,并关注远洋、入海口和内陆地表水微塑料表面微生物群落,从全球尺度上探索水环境中微塑料表面微生物群落的定殖规律及其生态效应。此外,鉴于微塑料表面存在降解菌,需进一步明确定殖在微塑料表面的微生物参与微塑料降解的效率及其机制,可为了解微塑料在水环境中的归宿问题提供科学依据。     

微塑料的提取分离方法研究进展

微塑料作为海洋环境和陆生生态系统中的新型污染物,引起了广泛关注.然而目前微塑料的分析方法尚未标准化,不同研究结果间可比性较低.如何准确、高效地提取分离样品中的微塑料,是探究微塑料的环境行为及生态毒理学效应的关键前提.本文系统地综述了环境样品和水生生物样品中微塑料的前处理分析方法,包括筛分过滤法、密度分离法、消解法以及文...     

鄱阳湖五河流域入湖口沉积物中微塑料的赋存特征

微塑料是指直径小于5 mm的塑料颗粒,因其性质稳定,在环境中易大量积累,已成为新型环境污染物.本研究在鄱阳湖流域重点区域设置6个样点,于3月、7月、12月等3个不同水期采集底泥沉积物样品,利用连续流动分离浮选装置分离得到微塑料,借助金相显微镜进行鉴定,按照形态特征划分微塑料类型,分析微塑料的赋存特征.结果表明,依据不同样点微塑料的形态特征可将鄱阳湖流域的微塑料主要类型划分为碎片、薄膜、纤维和发泡类等4种类型,且4种不同类型的微塑料在各样点中均有分布,但不同类型微塑料的丰度存在差异,以碎片类微塑料占主体.鄱阳湖流域的微塑料丰度值在不同时段存在显著差异,枯水期微塑料的平均丰度值最高,达1105.0 ng·kg~(-1);平水期的平均丰度值为729.5 ng·kg~(-1);而丰水期的平均丰度值为599.0 ng·kg~(-1).鄱阳湖流域不同区域微塑料的丰度值也存在显著差异,以赣江中支微塑料的平均丰度值最高,达到1455 ng·kg~(-1);以南矶山自然保护区内的微塑料丰度最低,仅54.6 ng·kg~(-1).