微塑料污染的水生生态毒性与载体作用

近年来微塑料的水生生态环境污染与生态毒害问题引起了科学界的广泛关注。在总结国内外相关研究的基础上,本文对水生态环境中微塑料的来源、形成与分布展开分析;对微塑料污染的生态毒性研究进展给予评述;并深入探讨了微塑料在生态系统中扮演的多重载体角色。鉴于微塑料污染的严峻现实,我国应尽快开展有关微塑料环境污染和生态毒理方面的系统研究,并辅以政策引导和经济支持。     

城镇污水厂微塑料赋存形态、组分及去除效率全流程分析与归趋行为

微塑料是污水处理厂最难去除的新型污染物之一. 为探究污水厂微塑料颗粒赋存形态、尺寸分布、组分、去除效率、泥水中的迁移规律及归趋行为特征,以呼和浩特市某污水处理厂为例,布置17个采样点,并对水厂按月取样对出水进行全年检测分析,借助LAS X软件对微塑料的形状、丰度和尺寸进行统计,并展开全流程分析. 结果表明,纤维状微塑料丰度最高且分布最广,是主要的存在形态,占总丰度的61.8%;微塑料尺寸主要介于0~1.00 mm之间,4种尺寸中0.25~0.50 mm的微塑料丰度最多,占比32.9%. 检测到的8种塑料成分中,以聚酯类物质（PET、PBT）、纤维素和聚丙烯（PP）成分为主,占比分别为25%、21%和17%. 污水厂进水丰度为（73 ±5）n·L^-1,出水丰度为（14 ±2）n·L^-1,整体去除率为（80.8 ±12.1）%. 污水厂3个处理阶段中,只有一级处理起到了去除作用,微塑料在二级处理中丰度出现了激增. 不同构筑物对微塑料起到主要去除作用的是细格栅（49.2 ±7.4）%和二沉池（92.4 ±13.9）%. 微塑料主要以纤维状、碎片状和薄膜状存在,纤维状占比在70%左右,碎片状尺寸主要集中在0.50~5.00 mm之间,占比从大于0.50 mm以后开始上升,尺寸在1.00~5.00 mm范围内最多,占比为50%,成为超过纤维状存在的主要形态. 薄膜状尺寸多集中在小于0.50 mm范围内,占比在10%以上. 因此,提高小尺寸纤维状与薄膜状微塑料与大尺寸碎片状微塑料颗粒的去除可以有效地降低污水处理厂排水对环境中微塑料的污染风险.     

海洋微塑料污染状况及其应对措施建议

海洋塑料垃圾污染是人类面临的最为急迫的全球海洋环境问题之一,已引起各国政府、公众、科学界、媒体及非政府组织等的广泛关注,并成为当前海洋生态与环境研究的热点问题之一,亟待应对和解决.从水体、沉积物及生物体内海洋塑料垃圾及微塑料污染特征、来源及归趋角度,阐述了海洋微塑料垃圾的分布特征、潜在生态风险和应对措施,以及国内外应对海洋塑料及微塑料污染所采取的管控措施,介绍了各国政府和非政府组织所提出的法律法规和公约倡议.鉴于当前鲜见典型区域塑料污染管控和生态风险评估体系研究,从科学研究和管理控制两个方面,进一步指出现阶段在海洋塑料垃圾及微塑料研究和管控方面存在的诸多问题,如方法学（采集、预处理和分析）的差异性,来源、输运与归趋尚不明确,生态风险评估体系未建立及相关管控的法律法规待健全等.在此基础上对我国海洋塑料和微塑料研究提出建议:①深入研究与国际接轨的标准化塑料及微塑料研究方法学（样本采集、预处理和分析）问题、准确估算入海通量、环境归趋及环境浓度下潜在的生态风险等;②支持开展海洋塑料垃圾和微塑料研究专题的大洋航次（太平洋和印度洋等）,系统地开展河流系统-深海海盆-极地等的海洋微塑料综合研究;③研发水环境中塑料和微塑料垃圾的拦截和处理技术,制定和强化塑料及微塑料管控的法律法规和政策措施;④建立完善的海洋塑料垃圾污染公共环境意识教育体系,以唤起公众对海洋污染的关注.      

微塑料的环境影响行为及其在我国的分布状况

微塑料是一种存在于不同环境介质中的新兴污染物,因其分布范围广、潜在环境危害大,近年来逐渐引起人们的广泛关注.主要分析了微塑料的环境影响行为及机制,以及微塑料在我国污水处理厂、土壤、地表水和海洋等环境介质中的分布特征及影响因素.结果表明,微塑料可通过物理、化学、载体等多重作用危害生态环境健康,甚至微塑料会随着食物链由低营养级向高营养级传递,对人类食品安全造成潜在威胁.我国污水处理系统、土壤及不同水体环境（河流、湖泊、海洋及饮用水等）均受到不同程度的微塑料污染,并且其污染水平总体高于国外,这可能与我国较大的人口密度相关.进一步分析发现,我国环境中微塑料的分布呈现一定的地域差异性,其分布特征不仅与人类活动、地区经济、工业结构与发展水平等因素密切相关,同时污水处理厂的处理处置工艺、环境容量也会影响环境中微塑料的污染水平.针对我国微塑料污染研究现状,建议后续从微塑料的生物毒性效应、时空分布特征及其在环境介质中的迁移转化规律等方面进一步深入研究,以便更加全面地了解我国微塑料污染现状及其潜在的环境生态风险,并为微塑料的污染防控提供指导.      

长江口微塑料时空分布及风险评价

2017年春季、夏季在长江口附近海域进行采样,并对表层沉积物中微塑料的空间与时间分布规律进行了定性与定量的分析,利用污染负荷指数评价微塑料污染的风险程度.结果表明微塑料的浓度分布在季节变化上表现出明显的差异,在降水量丰富的夏季,微塑料的含量普遍更高;相同季节不同站点之间无明显的浓度分布差异,降水量对海洋微塑料的时空分布具有明显的影响.杭州湾海域在夏季期间微塑料浓度最高,为（39.33±14.34）particles/kg（DW）.微塑料的长度多在0.07~1.0mm之间,颜色丰富,形态主要为纤维状.傅里叶显微红外光谱仪检测出样品中含有的微塑料种类有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺,其中聚乙烯是主要的微塑料多聚物类型.运用污染负荷指数对微塑料的污染程度进行评价,长江口-杭州湾及其邻近海域的微塑料污染较轻.     

岱海冰封期微塑料与环境因子的关系及风险评价

为探究内陆湖冰封期冰盖中微塑料的污染情况及其潜在风险,在岱海冰封期进行取样,采用显微镜观察、冗余性分析和污染物风险指数评价等方法,分析冰封期冰盖中微塑料的赋存特征以及与环境因子的关系,并进行风险评价.结果表明,岱海冰盖中微塑料丰度为283～1055n/L,主要检出形态与颜色分别为纤维状与黑色,粒径以＜0.5mm为主;垂...     

老化前后微塑料对富里酸的吸附

由于微塑料(MPs)在地表水环境中的广泛存在以及对水中有机污染物的较强吸附能力,其与地表水中天然有机物间的相互作用不容忽视.为深入了解微塑料对天然有机物的影响,开展了老化前后聚酰胺66(PA66)和聚丙烯(PP)两种微塑料吸附富里酸(FA)的研究.结果表明,老化前后的微塑料吸附富里酸的试验数据较好地拟合了准二级动力学模...     

微塑料在土壤-地下水中的环境行为及其生态毒性研究进展

微塑料已成为一类新型污染物遍布全球各个角落,由此产生的环境问题日趋严峻。第二届联合国环境大会上将微塑料污染列为环境与生态科学研究领域的第二大科学问题。目前大多数研究集中在海洋环境方面,有关土壤-地下水系统中微塑料的环境行为及生态毒性相关研究还较为薄弱。本文基于大量文献调研,较系统地回顾梳理了有关土壤-地下水中微塑料的来源、迁移归趋及其生态毒理效应的研究成果,并对未来研究做出评述和展望,旨在促进土壤-地下水系统中微塑料污染的相关研究。     

水体微塑料丰度与氮代谢功能微生物及基因的响应关系

微塑料（MPs）作为新型污染物对水体的污染影响已成为研究热点.为探究淡水环境中MPs丰度与氮代谢功能之间的响应关系,以乌梁素海为研究对象,借助蔡司显微镜检测水体中MPs丰度,并利用宏基因测序分析水体中氮代谢功能菌群及功能基因的分布特征,使用相关性分析法对MPs丰度与氮代谢功能微生物和氮代谢功能基因之间的作用关系进行探讨分析.结果表明,淡水环境中MPs对优势菌门中蓝细菌门和厚壁菌门的影响更高,MPs的存在会促进其富集和生长;优势菌属中对分枝杆菌属的促进和对Candidatus_Planktophila的抑制更明显,进一步说明在淡水环境中MPs会通过影响微生物群落而影响氮正常代谢,并且碳氮固定和反硝化等途径是MPs影响氮代谢的重要途径.从氮代谢功能基因角度分析,发现MPs丰度对硝化（pmoA-amoA、pmoB-amoB、pmoC-amoC）、反硝化（nirK、napA）和异化硝酸盐还原（nrfA）过程中部分功能基因存在显著影响（P < 0.05）,并且MPs丰度对氮代谢相同途径不同功能基因的影响存在差异性,因此MPs在水环境中的影响非常复杂,对水环境的危害不容忽视.     

聚苯乙烯微塑料对污水中胞外耐药基因的影响及其机制

微塑料（MPs）和抗生素耐药基因（ARGs）是共存于污水处理厂中的典型新污染物.MPs已被证明能够改变污泥中ARGs的分布模式,但其对污水中胞外ARGs（feARGs）的影响及机制仍不清楚.采用荧光定量PCR技术探究了典型MPs（聚苯乙烯PS）暴露60 d后污水中feARGs（包括tetC、tetO、sul1和sul2）的动态变化特征及机制.结果表明,四环素类feARGs绝对丰度在nm级和mm级PS暴露下分别降低了28.4 %~76.0 %和35.2 %~96.2 %,在μm级PS暴露下变化了-55.4 %~122.4 %.PS对磺胺类sul1的促进效果呈nm级 > μm级 > mm级趋势,且ρ（PS）为50 mg·L^-1 对sul1丰度扰动幅度更大.磺胺类sul2的相对丰度在μm级和mm级PS暴露后分别削减了25.4 %~42.6 %和46.1 %~90.3 %,在nm级PS暴露后增加了1.9~3.9倍;ρ（PS）为50 mg·L^-1对sul2的削减作用高于ρ（PS）为0.5 mg·L^-1.Pearson相关性分析显示,PS暴露下feARGs相对丰度与细胞膜通透性和典型可移动遗传元件（intI1）丰度成正相关,与活性氧水平成负相关.研究结果阐明了PS对污水中feARGs的影响及其机制,可为污水中MPs与ARGs复合污染的防治提供科学依据.