可降解共混塑料在海水中的光降解研究

可降解共混塑料因价格低廉而得到广泛应用,然而共混塑料在海水中的光降解和微塑料的形成有待深入研究.因此,本文以聚乙烯/碳酸钙(PE/CaCO₃)和聚乙烯/热塑性淀粉(PE/TPS)共混塑料为研究对象,聚乙烯(PE)作为对照,通过机械研磨制备微塑料,研究微塑料在天然海水中阳光照射下的光降解.结果表明,相同风化条件下,共混塑料比PE更容易产生小粒径的颗粒.光降解后老化共混塑料表面的碎片、颗粒明显多于PE.光降解后PE的ATR-FTIR和C1s XPS光谱没有明显变化;PE/CaCO₃因光氧化形成含氧官能团C—O;PE/TPS的TPS特征峰减弱,表明TPS光降解.结合3种微塑料接触角、表面电势的变化可知,老化共混塑料对亲水性污染物的吸附能力可能比PE更强.综上所述,可降解共混塑料在海洋环境中的光降解程度高于PE,海洋环境风险可能更大,应谨慎推广.     

黄河三角洲湿地表层沉积物中微塑料的分布、来源和风险评价

河口湿地是陆海相互作用强烈的重要地球关键带,同时还受到人类活动的强烈影响.黄河三角洲湿地作为年轻的暖温带河口湿地,其微塑料污染状况尚未得到充分研究.因此对黄河三角洲湿地表层沉积物中微塑料的形态、丰度、粒径和成分组成进行了测定,并使用污染负荷指数（PLI）和潜在污染风险指数（PRI）评估了研究区域微塑料污染状况和生态风险.结果表明,黄河三角洲湿地微塑料丰度为20~520 n ·kg^-1,中值为150 n ·kg^-1.微塑料形貌以纤维和黑色为主,粒径在1 mm以上,成分多为人造丝、聚乙烯、聚酯纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯等.湿地中微塑料的PLI值介于0.04~0.96之间,PRI值介于0.00~171.60之间,表明黄河三角洲湿地微塑料污染处于轻微污染和低生态风险水平.     

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.     

宜昌市东山运河微塑料污染评估及年排放量估算

微塑料作为一种新兴的污染物受到世界的广泛关注.城市是微塑料污染产生的重点区域,而城市水体则是微塑料向其他淡水环境传输的重要载体.以宜昌市城区东山运河为研究对象,于2022年7月和10月分别通过现场采样、显微镜观察和傅里叶红外光谱测定等方法,鉴定和分析了东山运河水体中微塑料的赋存特征和潜在污染来源,并依据风险指数（H）、污染负荷指数（PLI）模型和比例流量法定量评估了水体中微塑料的生态风险和年排放量.结果表明,东山运河表层水中微塑料的平均丰度为（7 295±1 051） n·m^-3（7月）和（5 145±762.6） n·m^-3（10月）;其中,纤维状（27.63%~63.23%）、尺寸<0.5 mm（75.68%~96.2%）和彩色（22.73%~61.83%）的微塑料占据主导地位,材质以PE（30.1%）和PET（26.33%）为主;两种模型的评估结果显示,东山运河生态风险指数属于Ⅲ类,总体污染负荷属于Ⅰ类,部分点位污染负荷达Ⅱ类;通过估算得出东山运河每年向长江输送微塑料约3.37 t.总体而言,宜昌市东山运河微塑料污染程度属于中等,其污染来源可能是洗衣废水、个人护理产品和塑料废弃物等.     

土壤中微塑料对陆生植物的毒性及其降解机制研究进展

微塑料(MPs)作为一种新型环境污染物,自2004年被英国科学家提出以来受到广泛关注.土壤作为微塑料的重要聚集地,随农田灌水和翻耕等农业操作的进行,微塑料污染范围和积累量不断扩大并对陆生植物产生多种毒性,且由于其粒径小、难降解和吸附能力强的特点给土壤微塑料污染治理带来了较大挑战.从微塑料的直接和间接毒性及其与其他污染物结合时产生的联合毒性这3个方面综述了微塑料对陆生植物的毒性,主要表现为微塑料存在对植物造成机械损伤、诱导植物产生氧化应激、细胞毒性和基因毒性,导致植物生长和植物组织代谢受阻等一系列问题.进一步,基于当前研究阐述了微塑料的物理、化学和微生物降解机制：微塑料的物理和化学降解主要通过改变微塑料的粒径大小和表面性质并产生中间产物;而更小粒径微塑料及其中间产物可以在物理、化学和微生物这3种因素同步影响下最终转化为水和二氧化碳,但该过程极其复杂和缓慢.最后,对微塑料的进一步研究方向进行展望,可为未来微塑料的陆地生态系统领域研究重点和污染控制提供资料借鉴.     

典型雌激素在微塑料上的吸附特征及位点能量分布

微塑料(MPs)和雌激素是目前备受关注的新型污染物,MPs可作为环境中雌激素的载体而产生复合污染.为了解聚乙烯(PE)为代表的MPs对典型雌激素的吸附特性,采用批平衡吸附实验法,借助X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FTIR)等研究不同体系下PE对6种典型雌激素的吸附行为和位点能量分布情况.结果表明,在不同初始浓度(100μg·L^-1和1000μg·L^-1),PE对目标雌激素的吸附过程更符合准二级动力学模型,初始浓度的增加会影响吸附平衡时间和雌激素吸附量占比.在单一体系(单一雌激素)和复合体系(6种雌激素共存)中,雌激素在PE上的吸附更符合Freundlich模型(R²>0.94).等温吸附实验结果及XPS和FTIR表征结果表明,吸附过程主要受范德华力和疏水分配作用影响;单一己烯雌酚(DES)体系中出现的C—O—C官能团和单一炔雌醇(17α-EE2)体系中出现的C—O—C及■官能团,表明化学键合作用对合成雌激素在MPs上的吸附有一定的影响,而对天然雌激素基本没有影响.与单一体系相比,复合体系中各雌激素的吸...     

微塑料及金属在黄浦江地表水环境的赋存特征及与金属抗性基因的相关性分析

城市河流是微塑料(MPs)及重金属污染的“热点”区域,在污染迁移中起到重要作用.然而同样作为抗性基因赋存及释放的重要媒介,鲜有研究考察了流域MPs、金属与金属抗性基因(MRGs)的关联.为此,调研了10个黄浦江站点水样的金属及MPs的污染特征,并基于宏基因组学对水样及提取的MPs上的MRGs及可移动遗传元件(MGEs)进行分析.结果显示,表层水中ρ[锑(Sb)]平均值最高,为(3.16±0.419)μg·L^-1. MPs的丰度平均值为(1.78±0.84)n·L^-1,位于工业区和人口密集区的MPs丰度显著高于农业区和低人口密度的区域.纤维状、“小粒径”(<0.5 mm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是最主要的MPs类型.所有样本中共检出18类MRGs,其中水样中MRGs的相对丰度为1.68±0.21.最主要的MRGs亚型是merR和ruvB,分别为汞和多重金属抗性基因的亚型.相关性分析表明,水中的铬和镍与MRG-Cr、MRG-Ni和多重金属抗性基因之间存在显著正相关.MPs上MRGs的相对丰度为1.63±0.53,最主要的MRGs亚型...     

微塑料诱导下污泥造粒潜能变化及微生物富集特征

微塑料(MPs)是污水处理厂中普遍检出的新兴污染物之一,目前研究主要集中于传统污水处理系统的污染水平及分布特征,但有关微塑料暴露对污泥颗粒化过程的研究鲜见报道.为探究微塑料对污泥颗粒化的诱导影响,选用环境中广泛检出的聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料(PET-MPs)作为研究对象,通过微塑料暴露试验研究PET-MPs对污泥造粒过程中系统潜能、胞外聚合物(EPS)组成和菌群富集特征的影响.结果表明,PET-MPs暴露显著加快污泥颗粒化进程,同时以蛋白质(PN)为主导的EPS含量上升会增强污泥表面疏水性,造粒速度和EPS分泌量与暴露粒径成正比,微塑料和EPS协同促进颗粒污泥的形成.然而微塑料持续暴露会导致系统除污性能恶化,250μm PET-MPs暴露下亚硝酸盐氮积累的负面影响最严重,浓度高达(5.08±0.24)mg·L^-1.高通量测序结果进一步表明,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)是促进颗粒污泥形成的主要优势门;红环菌科(Rhodocyclaceae)、鞘氨醇杆菌科(Sphingomonadaceae)、黄杆菌科(Flavob...     

微塑料对变形杆菌生物膜生长发育的影响

微塑料对生物膜的影响现阶段主要集中于对成熟生物膜群落组成结构变化的研究,缺乏对不同发育阶段生物膜的研究.为探究微塑料对不同发育阶段生物膜的影响,选用环境中广泛存在的变形杆菌和1 μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)作为研究对象,通过暴露实验研究PS-MPs对生物膜生物量、胞外聚合物(EPS)组成和胞外酶活性的影响.结果表...     

农田土壤微塑料分布、来源和行为特征

微塑料(MPs)作为一种新型污染物广泛存在于农田土壤中.针对农田土壤中微塑料可能发生的污染问题,对全球农田土壤中微塑料的分布、丰度、来源、形状、聚合物组成、尺寸和迁移等方面特征的研究进展进行了综述,提出了研究展望.全球各地所调查农田土壤均有微塑料检出,其来源主要包括农用塑料薄膜、有机肥、污泥、地表径流与农业灌溉、大气沉降和轮胎磨损颗粒.土壤中微塑料形状以碎片、纤维和薄膜为主,微塑料聚合物组成以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)为主.农田土地利用方式显著影响土壤中微塑料的丰度,农田土壤中微塑料丰度随颗粒变小而增加.土壤中微塑料可在耕作、淋溶、生物扰动和重力作用下发生迁移.今后应加强土壤微塑料检测方法、数据库建立、安全阈值、迁移转化规律、潜在生态健康风险评价和防控技术体系构建等方面的研究,为农田土壤微塑料污染的风险管控与治理提供参考.     

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.      

微塑料的形成机制及其环境分布特征研究进展

塑料制品的广泛应用使塑料废弃物对生态环境的危害日益显著,也是全球环境问题关注的热点,由于缺乏完善的塑料废弃物管理体系,大部分塑料废弃物仍按传统模式处理或滞留在环境中,回收利用效率低,尚未形成塑料生命周期循环.环境中的塑料在长期受到物理、化学和生物等多种因素作用后会发生老化降解,形成微(纳)米塑料;由于它们粒径小、比表面积大且带有电荷等特性,除本身具有毒性外,还能作为重金属、持久性有机污染物等其他污染物的载体或被载体,经径流、污水排放和水文气象等多种途径在环境中迁移,造成生态环境污染.微塑料(MPs)分布范围广,全球的水体(淡水、海洋)、土壤和大气环境中均存在不同程度的MPs污染,近些年甚至在人体胎盘、母乳、活人肺部和血液中也发现了MPs的踪迹.因此对国内外MPs在物理、化学和微生物作用下的形成机制及其在水体、土壤和大气环境中的丰度水平、迁移特征进行全面地综述,为监测环境中MPs的污染水平、探究其在环境中的运移规律、提出MPs污染环境治理策略和揭示MPs在不同作用下的降解机制提供资料参考.     

废旧塑料处置地沉积物中邻苯二甲酸酯污染特征及其生态风险

为了解废旧塑料处置活动对区域水体的影响,采用气相质谱联用仪(GC-MS),对河北省某废旧塑料处置地沉积物中16种PAEs(phthalate esters,邻苯二甲酸酯)的污染特征和生态风险进行了研究. 结果表明:研究样地的w(∑₁₆PAEs)为0.527~102 μg/g, 平均值为18.9 μg/g,其中,DEHP〔邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯〕是PAEs最主要的污染单体,平均占w(∑PAEs)的66.6%. 对该处置地的污染物源分析表明,沉积物中PAEs主要来源于废旧塑料回收利用过程中的环境排放. 沉积物中w(DEHP)(14.2 μg/g)和w(DBP)(1.41 μg/g)(DBP为邻苯二甲酸二正丁酯)均超过各自环境风险限值(ERLs),w(DIBP)(DIBP为邻苯二甲酸二异丁酯)超过了美国华盛顿州颁布的沉积物质量警戒限值(0.610 μg/g). 研究显示,沉积物中DBP对鱼类的生态风险及DEHP对藻类和鱼类的生态风险水平不可接受,应引起足够重视.      

酰胺咪嗪光降解效能与机制及其影响因素研究

以氙灯为模拟光源,研究了酰胺咪嗪（carbamazepine,CBZ）在纯水中的光降解效能与机制,并考察了硝酸根离子（NO3-）、碳酸氢根离子（HCO3-）和腐殖酸（HA）对其光降解速率的影响.结果表明,纯水中CBZ的光降解符合假一级反应动力学;在光强为1 200 mW.cm-2、CBZ初始浓度为200μg·L-1时,CBZ的光降解速率常数为0.028 7 min-1,半衰期为24.15min;纯水中CBZ的去除是以自敏化光降解反应为主,其中单线态氧（1O2）参与的自敏化光氧化反应贡献率较大,为75.3%,而羟基自由基（.OH）的贡献率较小,为5.6%;在本试验条件下,NO3-、HCO3-以及HA浓度的增加都会对CBZ的光降解过程产生抑制,其中NO3-的抑制作用最为明显,当加入的NO3-浓度为0.5 mmol·L-1时,CBZ的半衰期延长为433.22 min,约为不加NO3-时的18倍.     

不同环境介质轮胎微塑料老化及小粒径微粒释放特征

为了探究轮胎微塑料在不同环境介质中的老化和小粒径微粒释放特征,于实验室条件下模拟了汽车和电动自行车两种不同的轮胎微塑料在干燥和水环境中的老化过程.结果表明,轮胎微塑料经过30 d的紫外光照后会发生一定程度的老化,具体表现为表面变得粗糙,出现裂纹和剥落等现象.通过傅里叶红外光谱得知,其表面羰基指数也有所上升.此外,轮胎微塑料在紫外光照和水力作用的影响下会释放大量的亚微米级小粒子,水环境中的汽车轮胎微塑料在光照条件下第30 d时每mL溶液中释放粒子数量达到了69 480万个,其中粒径小于1 μm的有69 460万个,是黑暗条件下的100倍左右.研究表明,水环境中的轮胎微塑料在光照条件下更易发生老化并释放更多的小粒子,且汽车轮胎微塑料较电动自行车轮胎微塑料释放的小粒子更多,具有潜在的生态环境风险.