关键词： 湖泊   微塑料   有机污染物   吸附   模型  

摘要： 微塑料作为一种新兴的环境污染物,广泛存在于水环境不同介质中。由于具有来源广泛、环境存在周期长、易迁移、富集和转运有毒污染物、形体微小而易被生物吞食等特点,水环境中微塑料的存在状况及其带来的环境风险已日益引起人们的关注。目前,国内外关于微塑料污染的研究主要集中在海洋环境中。淡水系统是海洋塑料垃圾的重要来源和输送途径,其水环境微塑料污染状况却没有得到足够重视。中国是世界上最大的塑料生产国,其境内淡水体系微塑料污染调查数据严重不足。此外,由于具有巨大的比表面积,微塑料能够富集水环境中的疏水性有机污染物,从而对吞食生物造成毒害。研究微塑料与环境疏水性有机污染物的相互作用机制,能够为深入了解微塑料的环境风险提供重要信息。为此,本研究以武汉城市湖泊群和洞庭湖、洪湖等华中地区重要淡水湖泊为对象,从定性和定量的角度分析了微塑料在调查水域的存在状况。并采用室内模拟的方法,研究了微塑料与环境疏水性有机污染物的相互作用特征及潜在机制。主要研究结果如下:（1）武汉城区地表水微塑料丰度在1660.0±639.1—8925±1591 n/m3之间。湖泊微塑料丰度与湖泊距市中心距离呈极显著负相关（p<0.001）。与湖泊相比,长江和汉江武汉城区段的微塑料丰度相对较低。所检测到微塑料中,纤维是最主要的形式,占总数的52.9—95.6%,有颜色的微塑料占50.4—86.9%,80%以上的微塑料粒径小于2 mm。抽样定性检测结果显示,聚酯和聚丙烯是所选微塑料的主要成分。（2）洞庭湖和洪湖水体中微塑料浓度范围分别为900—2800和1250—4650n/m3。在两湖微塑料的主要形态中,塑料纤维所占比例达60%以上,有颜色的微塑料占比达70%以上,粒径小于330μm的微塑料占比20%以上。拉曼鉴定结果显示,聚乙烯和聚丙烯是主要的微塑料组分。（3）菲在聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和天然沉积物颗粒上的吸附动力学符合准二级动力学模型（R2>0.992）,而吸附等温线符合Langmuir等温线模型（R2>0.995）。与天然沉积物颗粒相比,微塑料对菲的吸附能力明显较高,并遵循聚乙烯>聚苯乙烯>聚氯乙烯的规律。随着液相中芘浓度的增加,菲在固相颗粒物上的分配系数（Kd）逐渐降低,尤其在天然沉积物上下降幅度最大。相对于天然沉积物颗粒,在解吸过程中微塑料对菲的解吸率较低,但由于具有较高的菲吸附量,从微塑料上解吸的菲的量较高。（4）通过吸附模型对比分析得出,芘在聚乙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯上的吸附过程符合准二级动力学模型（R2>0.99）,但吸附速率由颗粒内扩散过程控制。与聚苯乙烯和聚氯乙烯相比,聚乙烯对芘的亲和力最高。芘在微塑料上的吸附平衡可以用Langmuir等温线模型来描述（R2>0.99）。

关键词： 海洋微塑料   多环芳烃   吸附规律   缢蛏   生理生态效应  

摘要： 随着工业化的快速发展，塑料产品的广泛使用，化石燃料的不充分燃烧，使微塑料与多环芳烃被大量释放到海洋中，最终导致它们出现在海洋环境中的每一个角落。同时由于他们自身的毒害效应，对海洋环境和海洋生物都会构成很大的威胁。近年来，微塑料的吸附特性逐渐被人们所了解，由于微塑料能吸附诸如多环芳烃等多种污染物，因此两者对海洋生物的联合毒害效应也成为一个新的研究方向，其具体毒害机制仍有待进一步去研究。我国是水产养殖大国，由于我国特有的集中海水养殖模式，使我们的养殖产业受到微塑料和多环芳烃的危害的可能性更大。为对海水养殖生物毒害进行风险评估，微塑料和多环芳烃对海水养殖生物联合毒害实验急需进行。缢蛏（Sinonovacula constricta）是中国沿海养殖区常见的养殖贝类，滤食性底栖生活，食用价值较高，也是沿海具有代表性的养殖品种之一，同时在其栖息的沉积物环境中同样发现了微塑料的存在，以缢蛏作为实验对象具有一定的代表性。本研究首先对微塑料的吸附行为进行探索，了解微塑料对多环芳烃的吸附规律，其次探究缢蛏对微塑料的摄食选择性及摄食规律，最后分析证明微塑料与多环芳烃对缢蛏的联合毒害机制。　　1.随着微塑料可以被各种海洋生物摄食报道的出现，并且由于研究者对其作为污染物载体作用的关注，微塑料对有机污染物（OCs）的吸附行为已成为更多研究的主题。在本研究中，优先使用在中国象山港养殖区被鉴定的微塑料，包括聚乙烯（PE）和尼龙纤维（如：来自新的渔绳和渔网），测试了它们的吸附行为。结果表明这两种塑料纤维对常见的目标疏水性有机物（HOC）菲（Phe）都呈现出线性吸附等温线，揭示了菲的分散机制特征。研究发现聚乙烯纤维的吸附能力比尼龙纤维高1-2数量级（由Freundlich参数log KF所评估），说明塑料官能团对材料的吸附能力也有重要影响（例如：有或没有亲水性的基团）。通过比较文献资料中碳的标准logKF值发现，作为载体，PE纤维的有机亲和性低于这个标准1-2个数量级，如含碳地质吸附剂(CG)，但比海洋沉积物高出1-2个数量级。同时研究显示塑料纤维尺寸变小和粗糙表面往往会增强其对菲的吸附性。此外，苯酚(Phenol)(log KOW:1.46)，低疏水性化合物，在两种纤维的吸附总量上与菲（log KOW:4.46）相比大约低了3个数量级，表明疏水性对吸附剂吸附能力的影响。这项研究的结果证明了与海洋沉淀物相比，分布在海水养殖区的大量塑料纤维可以导致更高的污染物转移效果，同时它们对养殖海鲜的影响（如蟹和鱼）需要进一步研究。　　2.作为海洋环境中的一类新型的持久性环境污染物，微塑料越来越受到关注。海洋中多数生物都可能误食微塑料，尤其是滤食性动物（如缢蛏）。为探究缢蛏对微塑料的摄食规律及微塑料对缢蛏摄食藻类的影响，在实验室条件下设计以下实验：①缢蛏对微塑料的摄食实验;②微塑料在缢蛏体内的滞留时间实验;③微塑料对缢蛏摄食藻类的影响实验。结果显示，缢蛏在微塑料悬浊液中暴露达到6h时，对微塑料的摄食量最大，体内含量分别达到平均1040.50个/只（不加藻类组）、1666.25个/只（加藻类组），即藻类对缢蛏摄食微塑料有促进作用;同时发现在此时刻，缢蛏体内各种尺寸塑料之间的比例与养殖水中投入的塑料尺寸比例相同，说明了缢蛏摄食并没有选择性。当缢蛏体内的塑料数量保持平衡的时候，且粒径小于40μm的微塑料颗粒量占到60%左右;滞留实验中显示大颗粒塑料首先被缢蛏排出体外，144h后水中颗粒几乎不可见，都是小与40μm的塑料;缢蛏对藻类的摄食在6h至1d时达到峰值，且微塑料存在时缢蛏对藻的摄食减少，水中小球藻浓度分别减少了116.25×104cell/mL和113.75×104cell/mL，差异值为2.5×104cell/mL，且在72h之后处理组“藻+缢蛏”与“藻+缢蛏+微塑料”之间出现显著差异(P＜0.05)。微塑料对缢蛏摄食抑制效果显著。　　3.微塑料和多环芳烃菲自身都带有毒性效应，尤其是多环芳烃菲，其致癌，致突变，致畸变的毒性对海洋生物（如缢蛏）有很大危害。由于微塑料能够吸附环境中的有机物染污，包括菲，因此两者对缢蛏的联合毒害效应值得我们研究。本研究分别进行了菲、微塑料、及两者结合之后对缢蛏毒性效应的研究，观察了各污染物对缢蛏肌肉组织中超氧化歧化酶(T-SOD)和过氧化氢酶(CAT)酶活性的影响。结果发现，菲对缢蛏体内两种酶(T-SOD)活性的影响显著(P＜0.05)，而微塑料对缢蛏酶活性影响不显著(P＞0.05)。同时发现，加入微塑料之后的菲溶液对缢蛏的毒害不但没有加强，反而起到了抑制的作用，以400μg/L的菲溶液的毒害效应为例，在培养72小时之后，测得在只加入菲的养殖框中培养的缢蛏两种酶的活性分别下降了38%(T-SOD)和34%(CAT)，而在加入了微塑料与菲的养殖框中

关键词： 可降解微塑料   有机污染物   吸附   粒径   生物有效性  

摘要： 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.

摘要： 美国明尼苏达大学等组成的研究团队日前调查发现,全球13个国家的自来水,欧美和亚洲产食盐、美国产啤酒中也广泛含有"微塑料"。其在全球造成的污染己成为一大问题。该调查分析了在美国、英国、古巴、印度等14个国家采集的159个自来水样本。除意大利以外的13个国家自来水中都发现了微塑料。美国的水样中检测出每升约60个微塑料,据各国之首,印度和黎巴嫩也数量

关键词： 微塑料   联合毒性   斜生栅藻   大型溞   风险评估  

摘要： 全球塑料产量不断增长,大量的塑料废弃物进入水体,由于塑料在环境中的难降解和持久性,其对生态环境及水生生物产生的影响不容忽视。在自然环境中,微塑料往往不是单独存在的,而是与其他的环境污染物相互作用,目前有很多研究发现微塑料表面附着疏水性有机污染物,然而这种复合体对它们各自环境行为、生物毒性的影响,鲜有报道,且无统一定论。本研究选取了三种使用最为广泛的微塑料:聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS),以斜生栅藻和大型溞作为受试生物,着重探究了微塑料对有机污染物毒性效应的影响,尝试通过微塑料对有机污染物的吸附作用,解释其联合毒性的作用机理,为评估微塑料在环境中的潜在风险提供科学依据。主要研究了微塑料对有机物的吸附作用;微塑料和有机物对斜生栅藻的单一和联合毒性效应;微塑料和有机物对大型溞的单一和联合急慢性毒性影响。研究发现,微塑料对三种有机物的等温吸附符合Freundlich吸附等温模型,属于非均相表面上的吸附平衡模式。吸附能力和微塑料本身的材质、粒径有关,也与有机物种类有关。处于相同粒径范围,不同材质的微塑料吸附性能由大到小为PVC>PE>PS。相同材质的PS,5.80 μm的PS对有机污染物吸附能力和吸附容量远大于200-250 μm的PS,微塑料的粒径越小吸附性能也越强。另外,有机污染物自身的结构也影响吸附性能,四种微塑料均表现为三氯卡班(TCC)>三氯生(TCS)>甲基三氯生(MTCS)。以绿藻为受试生物,研究结果表明单一的微塑料和有机污染物对斜生栅藻均表现出一定的剂量效应关系,微米范围内的塑料颗粒的毒性影响很小。微塑料和有机污染物联合后具有复杂的的毒性作用,微塑料的暴露既可能导致有机污染物的富集和毒性增强,也可能起到削减和毒性弱化的作用,虽然微塑料和有机物之间的吸附作用可以用于简单的机理解释,但是其根本的毒性机制还需要进一步探究。与绿藻不同的是,大型溞可以摄入微塑料,故选择粒径合适的PS(5.80μm)作为研究对象。PS(5.80μm)对大型溞的48h急性毒性属于低毒,TCS属于高毒,TCC和MTCS属于极高毒性。PS和有机物在1:5的毒性比时对大型溞的联合急性毒性表现为拮抗作用。慢性毒性实验中,单一的微塑料和有机污染物对大型溞的生长繁殖影响,随污染物浓度的增加而增加;微塑料和有机物的联合毒性对比单一有机物的毒性,与微塑料浓度有关,当微塑料浓度高于1 mg/L时,其慢性联合毒性开始表现为毒性增强。慢性联合毒性不同于急性联合毒性,更能全面的反应长期暴露条件下生物的生长繁殖。微塑料联合有机污染物的慢性联合毒性表现为增强时,水生生物由此面临更大的生态风险。

关键词： 微塑料   密度浮选   青岛近海   分离鉴定   重金属吸附  

摘要： 微塑料是指粒径小于5毫米的塑料碎片,现在作为一类新型的影响全球海洋生态环境的污染物而备受关注。除自身含有的污染物外,微塑料对典型污染物还具有富集和迁移的作用,其携带的某些污染物会对海洋生物造成直接毒害,并且可以沿食物链进行传递富集。因此微塑料不仅影响沿海旅游业,还会威胁到海洋食品安全和质量甚至是人类健康。作为新的研究领域,如何从海洋环境介质中对微塑料进行分离分析并研究其复合污染特征是开展微塑料污染研究亟待解决的问题。本研究针对沉积物及表层水样品,建立了多种样品采集和分离体系并对基础浮选分离方法进行了改进,根据微塑料材质与密度特性,筛选不同悬浮溶液体系,建立不同密度微塑料样品预处理及分离技术,实现微塑料浮选分离的高效性和高回收率。将建立的分离方法应用于青岛典型海域采集的水样品,并对检测结果根据其形态特征进行分类和统计:按尺寸,发现粒径<1mm的微塑料占比最大,达到57.9%;按形状,主要检测到纤维状、薄膜状和颗粒状等代表性形状,其中以纤维和薄膜状为主,占总量的90%以上;按材质分类,表层海水拖网样品中检出的微塑料类型有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)。微塑料具有比表面积大、疏水性强、表面复杂等特有的物理化学性质,吸附环境中的污染物的能力较强。我们基于实验室模拟实验和现场模拟实验研究了重金属在微塑料表面上的吸附特性。室内模拟实验证明了聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)和聚甲醛(POM)五种微塑料对铅(Pb)、铜(Cu)和镉(Cd)三种重金属均具有吸附性,且PVC和PP表现出更高的吸附性。微塑料对金属的吸附受吸附时间、离子浓度、比表面积等因素的影响。非饱和情况下,吸附时间越长、离子浓度越高,比表面积越大,吸附的重金属越多。在Pb,Cu和Cd共存溶液体系中,四种材质(PVC、PP、PE和PA)的微塑料对三种重金属呈现选择性吸附。在现场模拟实验中,PP和PVC对Pb和Mn的吸附能力与海水中的金属浓度呈正相关关系。现场实验中通过扫描电子显微镜观察吸附前后颗粒表面的显微结构,发现吸附实验过程中微塑料表面形貌经过粗糙-平滑-粗糙的变化过程,而且不同材质的微塑料表面有较大差异,这可能也是造成微塑料颗粒对不同重金属元素吸附量不同的原因。

关键词： 微塑料   土壤   环境行为   复合污染   生态和食物链风险   监管和修复  

摘要： 海洋微塑料污染作为新型环境问题受到全球重视。相对地,土壤特别是农用地微塑料污染尚未引起广泛关切。文章综述了土壤中微塑料的来源、积累、降解、迁移及其生态环境和食物链的潜在风险等方面的研究进展,提出了相关的加强研究和监管对策建议。文章指出,农用地膜破碎、有机肥施用、污水灌溉、污泥农用、大气沉降以及地表径流等已成为土壤中微塑料的来源,可能导致土壤—食用性作物中微塑料积累和影响土壤生物行为。文章认为,对于进入土壤中的微塑料的存在形态、迁移、降解及其环境风险,在动植物中的积累及其生物生态、食物链的风险,进而对人体健康的风险等都还缺乏研究与了解;对如何加强土壤微塑料污染防控和修复,也缺乏探讨与意识。因而,文章提出要重视土壤中微塑料污染研究,以防范生态与食物链风险;并建议未来我国应加快土壤微塑料分析方法的建立,尽快部署开展土壤环境微塑料污染与治理研究,探明微塑料、添加物质及其降解产物在土壤环境中的积累、释放、转化及其生态环境效应,评估微塑料及其复合污染物对土壤生态系统、食物链和人体健康的风险,建立土壤微塑料污染的源头管控和修复技术体系,为土壤及陆地生态系统微塑料污染监管和治理提供科学依据和技术支撑。

关键词： 微塑料   贻贝   指示生物   污染特征   野外调查   室内模拟   微塑料的环境特征谱库  

摘要： 塑料在海洋中通过破碎等过程可产生微塑料,由于其化学性质非常稳定,可在海洋环境中存在数百年甚至数千年。微塑料污染正日益成为世界范围内的重大环境问题。由于海洋环境中塑料污染的加剧,许多海洋生物体内都发现了微塑料的存在。很多室内暴露实验证明了进入生物体内的微塑料会对生物造成不良的影响。然而,探究有机体中微塑料与其生存环境之间关系的研究仍然相对较少,同时运用具有环境特征的微塑料进行室内模拟暴露的研究较少。本文针对上述问题开展研究,主要得到以下结论:通过对我国沿海25个站点中贻贝(紫贻贝和翡翠贻贝)及其生活水体中微塑料的丰度和特征进行调查,发现贻贝体内微塑料的丰度范围在1.52-5.36 items/g,水体中微塑料的丰度范围在0.68-6.44 items/L,贻贝与水体中的微塑料在丰度上存在较强的线性相关关系(p<0.05),证明贻贝可以作为监测微塑料污染的指示生物。水体和贻贝中最常见的微塑料类型均为纤维,最常见的化学组成均为聚酯。然而,水体和贻贝中的微塑料在尺寸分布上有所差异(p<0.001),贻贝更易于摄入小尺寸的微塑料。根据上述野外调查的结果,采用具有环境特征的微塑料进行室内暴露实验,尝试模拟真实环境中微塑料的尺寸、形状和化学组成等特征及其比例。实验表明,贻贝摄入量最高的微塑料形状和化学组成分别为纤维和聚酯,该结果与野外调查一致,同时尺寸上室内暴露的结果也与野外调查呈现相同的规律。然而,暴露实验中贻贝与水体中微塑料的丰度关系并不符合野外调查中发现的相关性。因此,本文建议选用环境特征而非环境浓度的微塑料进行室内暴露实验。为了更直观的描述微塑料的特征,进一步分析水体和贻贝中的微塑料在综合特征上的相关性,本文建立了微塑料的环境特征谱库。通过借鉴基因进化树的逻辑和聚类分析的思想,利用R语言来建立微塑料的环境特征谱库。发现在贻贝和水体中微塑料的两两比较中,有69.30%的相关性大于0.5,贻贝和水体在微塑料的特征方面具有较好的相关性。证明贻贝可以从微塑料综合特征的角度反映水体中微塑料的污染情况,进一步说明贻贝可以作为微塑料污染的指示生物。通过以上研究和讨论,证明贻贝可以作为海洋微塑料污染的指示生物,不仅能从丰度的角度反映环境中微塑料的污染情况,也能从微塑料的尺寸、形状、颜色和化学组成等方面反映环境微塑料污染的特征。运用具有环境特征的微塑料对贻贝进行暴露,能一定程度上模拟野外的情况,例如微塑料尺寸方面得到了和野外相同的规律,但是尚不能完全模拟和解释野外的现象和规律,需要进一步的摸索和探究。

关键词： 塑料   海洋   南极   太平洋海域   科学考察   大型设备   作业   采样器  

摘要： 中国第34次南极科学考察队队员11月19日在西太平洋海域进行海洋微蠼料取样作业，这是科考队出征以来首次在航线上开展调查作业。当日下午，为实施科考作业，科考队乘坐的“雪龙”号科考船航速降为每小时3海里。队员们冒着细雨，用船上后甲板的绞车和A型架等大型设备将微塑料采样器缓缓放人海中，约15分钟后拖网收回，成功完成取洋。整个过程近1小时。

关键词： 微塑料   海洋环境   生物毒性   生物传递   联合毒性  

摘要： 微塑料一般指直径小于5 mm的微小型塑料颗粒或碎片,海洋中常见的微塑料类型主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由于形状、颜色多变,分子量大,结构稳定,粒径范围与浮游植物相近,海洋中的微塑料很容易对浮游植物、浮游动物和其他海洋动物等产生影响。微塑料还可以为病毒、细菌提供附着载体,影响浮游植物分布,进入海洋生物消化道或进一步转移到组织中对机体产生毒性效应,甚至通过捕食作用沿食物链传递,对高等动物及人类健康造成威胁。此外,微塑料可以作为海水中痕量化学物质的吸附载体,对生物产生联合毒性。根据目前对微塑料的研究进展情况,未来应加强对海洋微塑料分离、鉴定技术的研发以及海洋微塑料的生物毒性效应和生物传递效应机制等问题的研究。