气候因子作用下土壤中微/纳塑料的污染特征及生态效应研究进展

塑料制品的广泛使用导致陆地生态系统积累大量塑料垃圾,其风化破碎后形成微/纳塑料残存于环境中,对土壤生态系统造成威胁。目前全球气候变化导致高温、干旱、强降雨等特殊天气发生愈加频繁,直接影响土壤生态环境。温度、降水等气候环境因子对土壤中微/纳塑料的赋存状态、迁移转化和生态毒性等能够产生不同程度的影响。该文综述了不同气候因子对土壤中微/纳塑料污染与迁移的影响以及各气候因子与微/纳塑料两者的联合效应,发现升温、干旱、冻融与洪涝现象均能在一定程度上提高土壤微/纳塑料丰度,加速微/纳塑料的老化;两者联合效应体现于土壤性质、养分循环和植物生长等方面;其中升温与干旱联合微/纳塑料对土壤碳氮循环存在显著影响。未来研究重点应从不同气候因子对土壤微/纳塑料的老化特征与环境行为的影响,以及对土壤中关键生物地球化学循环过程的影响机制等方面深入开展。     

土壤中微/纳塑料的生物健康效应和食物链传递风险

微/纳塑料污染已成为亟待解决的全球性环境问题。微/纳塑料进入土壤后会长期累积在土壤中,并对土壤生态系统健康产生不良影响。该文从土壤生物健康效应和食物链传递风险角度综述了近年来国内外土壤微/纳塑料调查研究进展,分类介绍了土壤中微/纳塑料对植物、动物和微生物的影响及在陆地生物和食物链中的传递,并展望了土壤中微/纳塑料的未来研究方向。该文指出,微/纳塑料广泛存在于不同功能的土壤中,可以被植物吸收和动物摄食,通过食物链传递进入人体。未来需要加强土壤中微/纳塑料污染过程与生物健康效应研究,加强对微/纳塑料在土壤生态系统和食物链中传递的风险评估,为土壤中微/纳塑料的监测、管控和治理提供科学指导和技术方法参考。     

环境浓度氧四环素与聚苯乙烯微塑料对黄颡鱼幼鱼肠道的联合毒性效应

近年来,氧四环素(oxytetracycline, OTC)和聚苯乙烯微塑料(polystyrene microplastics, PS-MPs)在水环境中被广泛检出。为了探究PS-MPs与OTC对鱼类的联合毒性效应,选取黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)幼鱼为研究对象,将其暴露于CON(对照)组、环境浓度OTC(500 ng·L^-1)单独组、MPs-L(100 μg·L^-1PS-MPs)单独组、MPs-L+OTC(100 μg·L^-1PS-MPs+500 ng·L^-1OTC)复合组、MPs-H(1 000 μg·L^-1PS-MPs)单独组和MPs-H+OTC(1 000 μg·L^-1PS-MPs+500 ng·L^-1OTC)复合组中28 d,研究了OTC和PS-MPs单独以及联合暴露对幼鱼生长、肠道结构和肠道菌群的影响。研究结果表明,与对照组相比,OTC单独暴露和MPs-L单独暴露对黄颡鱼幼鱼体长、体质量及体质...     

环境中微塑料的污染现状及潜在生物效应研究进展

微塑料（MPS）作为一类新兴污染物广泛分布于全球环境介质中,近年来引起了人们的关注。介绍了微塑料的来源、分类,以及其在我国河流、湖泊、海洋、土壤、大气等环境介质中的赋存现状和分布特征研究进展。此外,微塑料因其粒径小、比表面积大、难降解、具有生物富集效应及可能缓慢释放有毒单体化合物等性质而具有潜在的环境危害,可经呼吸道、消化道及皮肤进入生物体内并累积在组织器官中,产生毒性反应,对生命体健康造成威胁,其潜在环境效应已成为国内外研究的热点对象之一。梳理了微塑料对动植物和微生物产生的潜在生态毒性效应和环境危害,提出加强微塑料污染的应对措施和建议,旨在提高人们对环境微塑料污染危害的认识。     

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。     

3种微塑料与头孢拉定吸附作用的理论研究

微塑料(microplastics,MPs)和抗生素是海洋环境中的两类污染物,微塑料吸附水体中的抗生素后可作为其迁移的载体,对海洋环境及海洋生物产生更大的危害。不同微塑料对抗生素不仅相互吸附作用存在差异,而且吸附能力和机理均尚未取得深入明确的结论。本研究以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚酰胺(polyamide,PA)、紫外线老化聚酰胺(PA^UV)以及紫外线和H₂O₂共同老化聚酰胺(PA^UV+H)为对象,通过密度泛函方法(DFT)的计算探究其对头孢拉定(cefradine,CE)的吸附能力和吸附稳定性。结果表明：CE在PE、PP、PA、PA^UV和PA^UV+H上的吸附属于物理吸附,其中PA、PA^UV和PA^UV+H的吸附稳定性强于PE和PP。静电作用在这3种PAs与CE之间的吸附机理方面发挥了重要的作用,使得它们对CE的吸附更加稳定。另外,根据热力学性质的计算结...     

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.     

典型水处理氧化过程中微塑料老化及有机物释放特征研究

地表水所含微塑料(MPs)的老化破碎过程可导致溶解性有机物(DOM)释放,进而对水环境及水处理过程造成潜在风险.为探索MPs在典型水处理氧化过程中的老化和有机物释放特性,本研究选取聚酰胺66 (PA66)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为研究对象,探究了典型工业级MPs在模拟水处理氧化(UV、UV/H₂O₂、O₃)过程中的DOM析出规律.结果表明：(1)3种典型氧化过程均加速了MPs-DOM的溶出,PA66的DOM生成量[以溶解性有机碳(DOC)计]相对于PET更高.(2)在对照组、UV氧化、O₃氧化下,PA66-DOM和PET-DOM的DOC值均随反应时间及氧化剂浓度的增加呈上涨趋势,而在UV/H₂O₂氧化下呈先增加后减小的规律,且3类氧化中O₃技术对2类MPs的氧化效果相对更好.(3)MPs表层的官能团在氧化处理前后未有较大差异,其羰基指数(CI)均有一定程度的升高.(4)PA66与PET所产生的DOM在官能团构成及荧光组分上较为...     

不同消解方法对微塑料质量及其表面特征的影响

为提高微塑料检测的准确性,以10种不同材质的微塑料作为研究对象,使用7种常用的消解液,通过室内实验的方法对消解前后微塑料的质量、荧光强度、表面形态等进行了研究。结果表明:在7种不同的消解方法中,经H_2O_2(30%,25℃)消解后,微塑料质量减少了2%～5%,消解后微塑料表面荧光强度略有减弱,表面形态和元素组成变化轻微;在FT-IR红外图谱中,微塑料颗粒的特征峰仍存在,对于微塑料识别无显著影响;而其他6种消解方法均在不同程度上降低了微塑料的质量,并对微塑料表面造成了划痕、深裂缝和鳞状裂片等破坏。以上结果可为环境中微塑料的检测和定量分析提供参考。     

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...