海洋塑料垃圾的环境行为与生态效应研究进展

海洋塑料污染是一个全球性问题.塑料垃圾作为海洋塑料污染物之一,对其研究和认识还不全面.本文在总结国内外相关研究基础上,综述了海洋塑料垃圾的来源与分布、降解、添加剂浸出、附着海洋生物和吸附污染物等环境行为,以及其生物效应(缠绕海洋动物和被海洋动物摄食).根据海洋塑料垃圾的研究现状,未来应加强测定方法、塑料浸出物的毒性效应...     

典型城市不同来源污水中MPs的分布特征差异

为了对比不同来源污水中微塑料的赋存分布及特征差异,文章选取哈尔滨市2个典型的城市污水处理厂为研究对象开展研究,结果表明：（1）工业废水和生活污水微塑料平均浓度的总去除率分别为86.73%和74.84%,可以看出工业废水的总去除率远远高于生活污水的去除率;（2）工业废水中微塑料的平均浓度为353.26个/L,生活污水中微塑料的平均浓度为290.87个/L,由此结果可得出工业废水进水中微塑料平均浓度含量比生活污水高（为1.21倍）;（3）生活污水和工业废水中微塑料的主要形态分别以微珠状（60.24%）和纤维状（48.26%）为主,工业废水和生活废水中微塑料类型均以聚丙烯、聚乙烯为主。该文初步对比了工业废水和生活污水中微塑料在浓度、颜色、形态和主要成分上的差异,为后续研究水环境中微塑料溯源问题奠定了基础。     

微塑料对剩余污泥-废油脂共发酵产酸的影响

基于剩余污泥-废油脂碱性共发酵,考察聚乙烯微塑料对产短链脂肪酸（SCFA）的影响。实验结果表明,微塑料对发酵液中的SCFA浓度影响明显,但对SCFA的组成影响较小。微塑料在低赋存水平下抑制产酸,高水平时反而促进。微塑料10个/(g TS)时产酸量最低,SCFA浓度较对照低245.6 mg COD/L。微塑料200个/(g TS)时产酸量最高,最大SCFA浓度和酸产率较对照分别提升了24.7%和37.13 mg COD/(g VS)。微塑料高含量时多糖和蛋白质的水解酸化减弱,废油脂水解产物LCFA的降解得到加强。进一步的高通量测序结果显示,微塑料改变了发酵体系的微生物群落结构,高含量时反应器中存在较多氢自养反硝化菌(Pseudomonas,Alcaligene)代谢消耗发酵体系中的氢气,改善了LCFA的降解状况,提高了共发酵体系SCFA尤其是乙酸的积累。     

聚乙烯微塑料对大型溞的摄食抑制

该研究以32μm粒径聚乙烯颗粒模拟微塑料污染环境,探究其对典型淡水水体初级消费者大型溞摄食行为的影响。首先确认了其对大型溞存在急性毒性,24 h急性毒性LC₅₀当量浓度为309.6 mg/L,证明在自然水体中微塑料污染的峰值暴露可能对浮游动物产生较严重的影响。然后进行了大型溞摄食实验和摄食恢复实验,在实验观测的染毒范围内,大型溞表现出了明显的摄食抑制。3 d蚤龄的较10 d蚤龄更为敏感,3 d蚤龄的8 h摄食抑制的EC₅₀当量浓度为97.0 mg/L。恢复实验显示,微塑料染毒后,大型溞如脱离污染环境,其摄食抑制将逐渐减轻,2 h后即达到恢复稳定,但高浓度染毒组的大型溞无法恢复至正常水平。     

微塑料老化对其在环境中的吸附行为及光敏行为的影响

微塑料来源广泛,老化后其物理化学性质会发生明显改变,表现出与原生微塑料不同的行为特征,对生态环境产生潜在的风险。该文概述了老化微塑料的来源及老化特征,综述了关于微塑料老化对其在环境中的吸附行为及光敏行为影响的研究进展。微塑料老化后表面形貌、官能团、结晶度的改变会影响其比表面积、内部高分子链排列、润湿性、表面电荷、与污染物间的静电相互作用等,进而影响其对环境中有机物、金属离子的吸附行为。同时,微塑料光老化产生的环境持久性自由基和活性氧化物会影响微塑料的自氧化过程,也会对有机物的光敏行为产生影响。最后该文着眼于当前相关研究的不足之处,对今后研究的重点方向进行展望,以期为未来老化微塑料的相关研究提供参考。     

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。     

聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应

微塑料污染已成为全球性环境问题,具有与环境中污染物相互作用的潜力。陆地环境中微塑料与重金属的复合污染日益受到关注,但二者对土壤生物的复合毒性效应研究仍较为缺乏。为探究微塑料和重金属对土壤生物蚯蚓的毒性效应,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过滤纸接触法(48 h)试验,探讨聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)存在下重金属镉(Cd)对蚯蚓的致死作用。随后采用人工土壤法(14 d)试验,研究PS-MPs与Cd复合污染土壤对蚯蚓生长和生理生化指标的影响。滤纸接触法结果表明,与0.008μg·cm^-2和0.160μg·cm^-2 PS-MPs复合作用时,Cd对赤子爱胜蚓的48 h半数致死剂量(48 h-LD₅₀)由13.55μg·cm^-2分别增至14.44μg·cm^-2和16.26μg·cm^-2,即PS-MPs在一定程度上缓解了Cd对蚯蚓的急性致死效应。人工土壤法结果显示,Cd和PS-MPs复合污染对蚯蚓生长具有一定抑制作用;过氧化氢酶活性降低,丙...     

聚苯乙烯纳米塑料暴露对小鼠肠道免疫的影响

纳米塑料(NPs)的生态风险评估和潜在毒性效应研究正在逐步成为全球公共卫生领域关注的热点。本研究探究聚苯乙烯纳米塑料(PS NPs)对小鼠肠道免疫的影响,将40只雌性BALB/c小鼠随机分为4组,每组10只,分别为对照组、0.5 mg·kg^-1(以体质量计)染毒组、5 mg·kg^-1染毒组和50 mg·kg^-1染毒组。采用灌胃的方式进行染毒,连续灌胃PS NPs悬液7 d,对照组小鼠灌胃超纯水。通过观察小鼠生长状况、免疫相关血生化指标、小肠组织形态和结肠黏液分泌情况的变化,探究了PS NPs暴露对小鼠肠道免疫的影响。结果表明,与对照组相比,随着染毒剂量的增加,小鼠体质量增长缓慢,补体C3含量下降(高剂量组,P<0.05),小肠结构受损,结肠黏液分泌减少。提示,PS NPs可能通过损伤肠道免疫屏障进而干扰机体免疫稳态,且其影响作用与PS NPs的含量呈正相关。研究结果将为NPs污染的潜在毒性效应评价提供基础数据。     

微塑料模拟老化及其对污染物吸附行为影响研究进展

微塑料在环境中被广泛检出,进入环境中的微塑料普遍发生着缓慢而复杂的老化过程,影响其与环境中其他污染物的相互作用。该文从微塑料的老化方法、理化性质变化、污染物吸附能力及相互作用机制等几个方面进行了归纳总结。微塑料的老化方法主要涉及物理方法、化学方法、生物方法等。物理老化方法有人为作用、光催化老化、侵蚀作用等;化学老化方法主要包括酸、碱、氧化处理等;生物老化方法主要是动植物、微生物、降解酶等对微塑料的作用。不同方法具有各自的特点和适用性。各种老化处理对微塑料表面物理性质都有不同程度的影响。老化后的微塑料表面出现更多褶皱,比表面积增加,孔隙度、结晶度等都发生变化;大多老化方法对微塑料的化学性质无明显影响,但UV（紫外光）老化、自然风化等对微塑料的性质影响较大,表面含氧官能团增加,促进了其对污染物的吸附作用。老化微塑料能与环境中的重金属、有机污染物发生吸附作用,微塑料性质、老化方法、污染物性质和环境因素等都会影响微塑料的吸附行为。老化后微塑料吸附性能普遍增强,主要通过疏水作用、静电作用、络合作用、氢键、范德华力、π–π相互作用吸附其他污染物。针对目前微塑料老化及其与污染物的相互作用研究中存在的...     

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。