双台子河与大辽河表层水体微塑料特征与分布研究

微塑料是全球新兴环境热点问题之一.据估算,80％的海洋微塑料来于陆源输入,而河流被认为是陆源微塑料输入海洋的主要路径之一.为揭示辽河流域水体微塑料污染特征、空间分布及其对渤海微塑料污染的潜在贡献,本文基于密度分离原理并利用傅里叶变换红外光谱方法,研究了双台子河与大辽河下游至入海口(盘锦段)河道表层水体微塑料丰度、材质组...     

环境中微塑料检测技术研究进展

微塑料是一类全球性的新型环境污染物,其对环境和食物链的影响已经引起研究者的高度重视。微塑料的结构特点使得对其的准确检测变得十分困难,可靠的检测方法是微塑料环境行为研究的关键。该文从微塑料研究现状、样品前处理方法和检测方法等方面综述环境中微塑料的研究进展,分析各种方法的利弊,并展望未来微塑料检测技术的发展方向,以期为未来环境中微塑料研究提供参考。     

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.     

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.     

全球微塑料研究现状及热点可视化剖析

为探究微塑料的研究现状、热点及研究趋势,本文以Web of Science核心数据库和中国知网数据库作为数据源,使用VOSviewer和CiteSpace软件对2004—2019年的微塑料领域研究文献进行关键词聚类和突现分析.结果表明,微塑料的国际研究热点主要集中在“微塑料的生物毒性作用”、“微塑料在水环境中的分布与丰度”、“微塑料的迁移和鉴定方法”、“微塑料的吸附作用”和“微塑料的归趋和降解行为”等5个方面. 2017年后外文文献的主要突现关键词为“地中海”、“空间分布”等,表明当前微塑料的国际研究趋势是探究微塑料在封闭或者半封闭的海域（主要是地中海）中的空间分布及其在底栖生物中的污染现状和生态毒性效应. 2019年中文文献共现较强的关键词主要为“检测方法”、“空间分布”、“控制对策”、“土壤生态系统”和“鄱阳湖”等,表明当前我国微塑料的研究热点可以概括为微塑料在环境（土壤和淡水）中的分布特征、鉴定和量化技术及其防控措施.未来的研究还需要完善微塑料毒性的测定方法,建立微塑料检测的标准体系并制定微塑料污染控制对策.     

大辽河流域土壤中微塑料的丰度与分布研究

微塑料在海洋生态系统中的分布特征已有不少研究,但人类活动强度较大的流域土壤中微塑料的污染研究仍存在较大空白。以大辽河流域为研究对象,采集附近8个土壤样品,采用密度浮选法,结合体视显微镜及显微红外光谱(μ-FTIR),进行了大辽河流域土壤中微塑料的组成及分布特征研究。结果表明,土壤中微塑料颜色以白、蓝和绿色为主(88.03%),形状以碎片、薄膜和泡沫为主(总占比为96.32%),土壤中粒径为500～1 000μm的微塑料最多(41.10%),其次依次为1 000～2 000μm(26.38%)、100～500μm(19.33%)和2 000～5 000μm(11.66%)。粒径为0～100μm的微塑料和>5 000μm的塑料碎片所占比例最小(均小于1.00%)。薄膜类和碎片类微塑料的主要成分分别是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),颗粒类和泡沫类的主要成分是聚苯乙烯(PS),纤维类微塑料的主要成分是聚酰胺(PA)。土壤中微塑料平均丰度为(273.33±327.65)个·kg~(-1)。总体上,该研究区域土壤中微塑料的污染程度处于中等偏低水平。     

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...     

土壤微塑料污染管控对策研究

塑料污染是当前全球重大环境问题,也是社会关注的热点。大块塑料在环境中不断降解破碎产生的微塑料造成了更加广泛的环境污染,特别是土壤环境微塑料污染。在分析土壤微塑料污染防治所面临问题的基础上,提出我国土壤微塑料污染防控对策建议,包括制定土壤微塑料监测方法标准、将微塑料纳入土壤环境质量标准体系、提高废弃农膜和农药包装回收率、加强活性污泥资源化利用监管和提升科技支撑能力,尤其是推动源头治理,预防土壤微塑料污染。这些可为我国土壤微塑料污染防治提供思路。     

热裂解-气质联用技术测试环境土壤中的微塑料

本文采用热裂解-气质联用技术分析环境土壤中4种微塑料（聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯）,优化微塑料的测试流程与定性定量分析流程.环境土壤通过密度分离法来分离微塑料,分离富集的微塑料样品通过热裂解气质联用仪测定.结果表明,不同塑料的化学组成和结构有着明显的差异,在高温裂解条件下会产生相应的特征热裂解产物.利用高温裂解产生的特征碎片信息经色谱分离和质谱鉴定,能够有效鉴别塑料成分和进行定量测定.本方法对4种微塑料的检出限为0.1—0.3μg·g^-1,线性范围为1.0—20.0μg·g^-1;1.0μg·g^-1样品加标回收率范围为81.6%—89.7%,定量重复性为8.9%—15.2%.本方案可以适用于环境中痕量微塑料的分析检测.     

1994-2020年中国农用薄膜使用量变化与农膜微塑料污染现状分析

农用薄膜的长期使用和低回收利用导致遗留在土壤中塑料碎片与微塑料明显增加,严重影响了农业土壤的可持续利用。重点阐述了中国1994-2020年农用地膜的增长规模、时空分布及地区差异,总结了农膜微塑料的赋存特征与生成途径,分析了中国农田土壤微塑料污染的潜在风险。数据表明：1994-2020年中国塑料薄膜用量呈大幅度上升态势,年增长率约为6.51%,农用薄膜使用量在2015年到达峰值,之后逐渐下降,地膜占总使用量的50.0%以上。地膜覆盖是农田土壤中微塑料的直接来源,区域分布来看,西北干旱绿洲区是中国地膜使用量最高的区域,使用强度最高达38.0 kg·hm^-2。农膜微塑料的生成是残留地膜在自然、农业和生物多种途径共同作用的结果,其速率主要取决于微生物和塑料类型及环境条件。西北长期种植区及华北、华东和西南集约农区是中国微塑料污染较严重区域,最高可达4.83×10⁴ind·kg^-1。土壤的多孔特性使小颗粒微塑料通过重力沉降和降水渗透发生迁移,造成土壤微塑料污染及其携带的其他污染物的迁移扩散,对土壤结构、土壤动植物、微生物群落及人体健...     

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.     

(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.     

土壤生态系统中微塑料的研究现状与进展

微塑料(Microplastics,MPs)作为一种新型污染物,给土壤生态系统带来了一系列负面影响.但是当前对微塑料的研究主要集中于水体生态系统,对于土壤生态系统的研究甚少.因此,通过详述土壤中微塑料的来源、分类、分离检测、分布特征以及微塑料给土壤生态系统带来的危害等问题,总结其对土壤微生物和农作物的影响机制.并且针对...     

可生物降解塑料袋膜在土壤中降解的纳米尺度特征

传统难降解塑料存在污染问题,因此可生物降解塑料的应用越来越广泛。但在许多自然环境条件下,可生物降解塑料降解速率依然缓慢,也存在一定生态环境风险。目前,在全球气温上升的背景下,可生物降解塑料在土壤环境中老化的纳米尺度机制和破碎化潜势研究还非常有限。因此,以聚乳酸(PLA)基生物降解塑料购物袋膜来源微塑料为研究对象,采用原子力显微镜-红外光谱联用系统(AFM-nanoIR)研究了不同土壤温度条件(常温25℃和高温50℃)下微塑料表面在纳米尺度上的老化特征。结果表明,两种温度条件下PLA表面粗糙度均随老化时间(7和14 d)增加而增加,且高温条件下粗糙度更高,表明高温土壤环境中PLA表面破碎化更快。纳米红外光谱(nanoIR)成像结果表明,与未老化样品相比,老化PLA表面C—O官能团信号明显增强且空间分布面积比例增加(由原始样品的21.1%提高到老化后的37.9%～50.8%);老化14 d时,高温条件下C—O信号比常温环境更强。相似地,老化PLA表面■信号增强,分布面积比例增加,表明PLA在老化过程中形成新的羰基化合键。洛伦兹接触共振技术(LCR)分析结果显示,常温土壤环境PLA表面第1振...     

土壤中微塑料对重金属吸附作用的研究进展

微塑料可以改变土壤的物理性质,影响土壤功能,吸附重金属形成复合污染物。通过研究归纳土壤中微塑料吸附重金属的吸附机制,并分析了微塑料对重金属吸附能力的影响因素。微塑料对重金属的吸附机制主要是微塑料的表面性质、络合作用、官能团和分子作用力等多种机制并存。影响微塑料吸附重金属能力的因素主要有土壤中重金属性质、微塑料本身性质、土壤环境的pH和盐度、温度及滞留时间等。同时,分析土壤环境中微塑料吸附重金属的吸附机制及其相关影响因素,并展望土壤中微塑料—重金属复合污染物的联合效应,及实际环境条件的复杂特性等,从而为探索土壤中微塑料—重金属的复合污染机理提供参考,以及为农田土壤中风险防控和治理提供依据。     

应用物种敏感性分布评估微(纳米)塑料对水生生物的生态风险

水环境中的微(纳米)塑料对水生生物具有潜在的危害。为了评估微(纳米)塑料对水生生物的毒性效应及生态风险,本研究在广泛查阅并分析微(纳米)塑料相关毒理学研究数据的基础上,利用物种敏感性分布(Species Sensitivity Distributions,SSD)方法对其中5门10科11种水生生物的急性毒理数据进行曲线拟合;计算对应的5%危害浓度(the hazardous concentration for 5%of the species, HC_5)和潜在影响比例(potential affected fractions, PAF);计算了相应的急性生态效应阀值(predicted no effect concentration, PNEC_(acute)),并比较了各类水生生物对微(纳米)塑料的敏感性及其所受生态风险。结果表明,目前已有数据中微(纳米)塑料对费氏弧菌(Vibrio fischeri)的生态风险最大,对朱氏四爿藻(Tetraselmis chuii)的生态风险最小;基于Reweibull模型对水生生物数据所推导的PNEC_(acute)为0.185μg·L~(-1),约为当前微(纳米)塑料在水体环境中浓度的30%。利用SSD来预测微(纳米)塑料不同暴露浓度下对水生生物的PAF,发现当微(纳米)塑料暴露浓度小于10μg·L~(-1)时,水生生物所受的影响在可接受范围内;当暴露浓度达到1 000μg·L~(-1)时,将有26%的物种受到微(纳米)塑料的危害。此外,利用Rurrlioz软件估算了世界典型淡水与海水水域表层水体中微塑料对水生生物的PAF值,发现其PAF预测值都为0;将各水域微塑料浓度与急性生态效应阀值PNEC_(acute)比较后发现,除太湖外,其他水体环境中微塑料浓度都低于PNEC_(acute),说明如果只考虑微塑料本身的影响,目前世界典型水域表层水中微塑料对水生生物的危害程度大部分都在可接受的范围之内。     

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。     

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.     

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).     

微塑料对环境中有机污染物吸附解吸的研究进展

微塑料已成为新的全球性环境污染问题。作为强吸附剂,微塑料可以吸附共存的有机污染物,进而改变其环境行为和毒性;也可以通过解吸作用促进污染物在不同介质中的迁移。因而,微塑料与有机污染物的相互作用强度和机理是全面评估两者的环境风险和深度研究微塑料毒性机制的必要信息。目前微塑料研究处于快速发展的起始阶段,加之微塑料本身成分、粒径、表面风化情况的复杂性及共存有机污染物的多样性使两者的相互作用十分复杂,亟需理清微塑料吸附解吸作用的影响因素和相关机制。因而,本文详细综述了微塑料对有机污染物吸附解吸作用的研究进展,并着重从微塑料性质(成分、粒径和表面风化)、有机污染物性质和水环境介质性质方面探讨了吸附的影响因素和相互作用机制,希望为微塑料吸附有机污染物及吸附的后续影响研究提供借鉴与参考。