关键词： 海洋污染   微塑料   大型藻类   指示生物   生态响应  

摘要： 微塑料是指粒径＜5mm的塑料颗粒，在海洋环境和海洋生物中广泛存在，引起国内外重视。本研究以南黄海为研究区域，通过在绿潮爆发期间跟踪漂浮浒苔的迁移过程，对微塑料的丰度变化进行追踪调查，研究绿潮爆发过程中微塑料的负载、转运和迁移作用。结果表明，漂浮和定生浒苔中微塑料的丰度为0.83±0.95个/g（鲜重）和0.49±0.53个/g（鲜重），同时受到生活方式（F3,85=3.014，P=0.034）和地区（F1,85=4.320，P=0.041）影响。在漂浮态的浒苔中，微塑料的丰度是海水的595~3917倍，沿着黄海从南到北的迁移路径增加。微塑料的形态主要为纤维类，最常见的材质是PE。此外，本研究发现了浒苔捕获微塑料的四种机制，即缠绕、吸附、嵌入和包裹。实验室培养实验表明，0.025~25mg/L的PE颗粒不会影响浒苔相对生长速率和光系统II（PSII）的有效光化学效率或饱和光强，直到达到极高浓度（100mgL-1），这表示浒苔对微塑料具有很高的耐受性。由于巨大的生物量和绿潮的覆盖范围以及频率的增加，漂浮浒苔对微塑料的捕获可以改变微塑料在海洋中的空间和时间分布。　　2020年金潮爆发期间，对海面上漂浮的铜藻和浒苔进行了跟踪监测，并在12个站位点采集藻类样品，对其中微塑料的丰度和污染特征进行分析。结果表明，铜藻和浒苔中微塑料丰度分别为0.04±0.03个/g和0.15±0.09个/g。在12个站位点中，位于海州湾的三个站位点S10~S12的海水和海藻中微塑料丰度明显高于其它站位，近岸站位海水和海藻中微塑料丰度高于远岸站位。经过分析，海藻中微塑料丰度与离岸距离存在负相关，与海水丰度存在正相关。铜藻和浒苔中最常见的形态是纤维类，最常见的颜色是黑色和蓝色。相比于铜藻，浒苔中微塑料的形态特征更接近于海水。经分析，金潮爆发过程中两种海藻内微塑料的丰度处于较低水平。不同藻类富集微塑料的能力有所差异，可能与海水中微塑料的丰度、海藻宏观特征和海藻的生物量等因素有关，具体机制有待进一步分析。本文认为可以考虑将大型海藻作为应对海洋微塑料污染的有效清除方式。　　本文在海州湾选取三个断面，在紫菜养殖时期和非养殖时期分别采集不同大型海藻（紫菜Pyropiayezoensis、浒苔Ulvaprolifera、铜藻Sargassumhorneri、刚毛藻Cladophorasp.、裙带菜Undariapinnatifida和孔石莼Ulvapertusa），调查其微塑料分布特征。研究发现，养殖期紫菜中的微塑料丰度（0.17±0.08个/g，鲜重）高于非养殖期其他大型海藻（0.12±0.09个/g，鲜重），尤其是在近岸区域。同时，所有分离得到的微塑料中，纤维类在养殖期紫菜中（90.43%）和非养殖期其它大型海藻中（84.46%）均为最常见的塑料形态。经过红外分析，大型海藻中的微塑料材质与养殖器具高度相似。经调查发现，紫菜养殖器具每年向环境释放约1037t塑料，在养殖和非养殖时期，海水中微塑料的丰度分别为1.04±0.32和1.86±0.49个/L。两个时期微塑料丰度的差距可归因于培养时期高生物量植物的捕获和非养殖时期连续的塑料释放。研究表明，紫菜的养殖器具可能是重要的微塑料来源。　　为进一步探究大型藻类中微塑料的生态响应，选择大型海藻资源丰富的海州湾作为研究区域，探究海州湾潮间带沉积物及典型沉积物生物——沙蚕中微塑料的积累效应。2018年7月于海州湾潮滩设置3个断面共9个站位，研究海州湾潮滩沉积物中以及沙蚕体内微塑料的丰度和形态特征，并探讨了沉积物和沙蚕体内微塑料的来源。结果表明，潮滩沉积物中微塑料的平均丰度为0.49±0.17个/g，最高比例的形态和颜色类型分别为纤维和黑灰色，材质以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚酯纤维（polyester，PET）和聚苯乙烯（polystyrene，PS）为主。沙蚕中微塑料检出率为77.78%~86.67%，平均丰度为6.68±2.21个/个体，形态以黑色或蓝色小纤维为主，主要材质同样为聚乙烯和聚酯纤维，与大型海藻和海水中高度相似。与非大藻养殖海滩相比，海州湾潮滩沉积物中的微塑料的重要来源之一是紫菜养殖，并且，养殖活动令该区域沉积物和沙蚕中微塑料表现为较高的积累效应。通过对0~3mm范围内的微塑料各项特征分析发现，沉积物与沙蚕中的微塑料丰度、形态组成和材质组成显著相关，表明沙蚕会摄取沉积环境中的微塑料，存在与沉积物之间的微塑料交换。　　此外，选择坛紫菜壳孢子作为样品，选择1μm和80nm两个粒级的PS（聚苯乙烯）微球并分别设置5个不同的浓度梯度：0.02，0.1，0.5，2.5和10mg/L，研究其对壳孢子萌发过程中萌发率、萌发率的绝对增长速率、幼苗总数、细胞总数、平均细胞数、幼苗存活率、幼苗生长速率和比生长速率的影响

关键词： 微塑料   傅里叶变换红外光谱(FTIR)   表面增强拉曼光谱(SERS)   滇池水   玉米种子   萌发  

摘要： 微塑料作为一类新型的全球性环境污染物,近年来引起了广泛关注。对微塑料在水环境及土壤环境中的污染研究,以及对生物生长生存影响研究具有重要的意义。本文采用傅里叶红外光谱(FTIR)与表面增强拉曼光谱(SERS)对微塑料进行研究,探索一种识别滇池水体微塑料污染的有效方法,研究了微塑料对种子萌发的影响。主要工作如下:1.为获得有较好SERS性能的基底,金纳米粒子(AuNPs)是将柠檬酸钠作为还原剂和保护剂还原制得,并通过改变柠檬酸钠的量得到4种不同粒径大小的AuNPs。考察了4种AuNPs的形貌、UV-vis、SERS活性、重现性、稳定性之间的差异,其中45 nm AuNPs测试拉曼增强效果最好。探讨了PH条件对AuNPs SERS增强效果的影响,以R6G探针分子实验,发现PH由小变大过程中R6G探针分子从以开环形式存在的质子化到以闭环形式的去质子化,分子于AuNPs表面的夹角逐渐变大,致使与苯环连接的C-N键及芳香环C-C键伸缩振动受到干扰,且酸性条件下与C-C和C-N频率之间存在线性关系。2.选用Na Cl作聚合剂,AuNPs作为增强基底,利用SERS可以有效的检测微米级微塑料,对拉曼信号有一定的增强作用,对荧光有较好的抑制作用。通过SERS检测发现添加适量浓度聚合剂以及保持样品与聚合剂1:1比例下可有效检测水环境中低浓度微塑料,SERS光谱特征峰强度在一定范围内随微塑料浓度呈现线性变化。这为今后低浓度微塑料和纳米塑料的快速检测提供了更多可能性。滇池湖泊微塑料丰度大约为1.88±0.27 n/L;滇池湖泊水中微塑料主要体现出颗粒、碎片,透明,小尺寸的特点;聚乙烯及聚丙烯为水体微塑料污染成分的主体。证明水体微塑料确实吸附多种物质,颗粒状与纤维状吸附能力较薄膜强。3.研究了微塑料对玉米种子生长的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对聚乙烯微塑料(m PE)、聚苯乙烯微塑料(m PS)进行了表征,并对复合微塑料的种子进行了研究。采用曲线拟合和主成分分析相结合的方法对贮藏物质的动员情况进行了分析。结果显示,玉米种子在PE、PS暴露下的发芽率、抑制率和芽长整体出现“低浓度促进,高浓度抑制”的趋势;m PE对玉米种子活力指数抑制程度更强;红外光谱检测反映出玉米种子的主要贮藏物质为淀粉、蛋白质和脂肪;二维相关红外光谱(2D-IR)研究表明不同微塑料复合污染后萌发种子的自动峰和交叉峰数目、位置和强度存在明显差异,说明萌发过程中不同营养物质动用不同。通过拟合多糖及蛋白质光谱范围,发现糖原、直链淀粉和支链淀粉是影响种子萌发的主要因素,其中高浓度微塑料和m PE复合条件下对这些贮藏物质的影响显著,在对玉米种子生长影响中营养物质蛋白质β-折叠结构部分起到主导作用;主成分分析(PCA)可以识别暴露不同类型、不同浓度微塑料的萌发种子。

关键词： 微塑料   双壳贝类   毒理效应   组学   脂质代谢  

摘要： 微塑料在海洋环境中无处不在,且由于其体积较小,可被多种海洋生物摄取,从而对海洋生物造成不利影响。因此,微塑料污染已引起世界各国越来越多的关注。据以往研究报道,我国沿海地区微塑料污染较严重,其中渤海尤为突出。然而,渤海区域微塑料污染特征尚未完全揭示。莱州湾是渤海的一个典型海湾,湾内河流众多,包括中国第二大河——黄河等20余条河流。莱州湾周边快速的城市化和工业化发展,以及大规模筏式水产养殖和温室蔬菜种植基地,导致各种污染物大量输入。由于微塑料体积小且可获得性高,因此会与海洋生物发生相互作用。目前,有很多室内暴露实验研究海洋环境中微塑料的生物可利用性,探讨微塑料对海洋生物的潜在影响。然而,多数暴露实验使用球形、单一聚合物和尺寸精确的商品化微塑料,并且所选择的暴露浓度通常远高于沿海水域中实际的微塑料浓度。此外,这些研究中使用的微塑料粒径小于野外环境中的实际样品,且未考虑环境微塑料样品通常以不同的尺寸存在。近年来,由于海洋双壳类生物广泛存在,且具有较强的滤水性和可食用等特点,其富集微塑料的问题受到人们的广泛关注。前期研究已经证实了微塑料在世界各地双壳类动物中的富集及其对这些生物的潜在毒性。然而,目前还缺乏对不同生态位的双壳类动物暴露于微塑料的比较研究。因此,本研究首先调查了莱州湾58个站位的表层水和沉积物、31个站位的鱼类以及养殖长牡蛎(Crassostrea gigas)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)和栉孔扇贝(Chlamys farreri)中的微塑料污染。然后以长牡蛎、菲律宾蛤仔和栉孔扇贝为研究对象,探讨了典型微塑料(聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))的两种浓度(10和1000μg/L)对双壳贝类的毒性效应及其作用机制,并运用综合生物标志物响应指数法(IBR)和证据权重(WOE)模型评估了微塑料对双壳贝类的潜在毒性风险。此外,利用代谢组和蛋白质组技术,分析了牡蛎消化腺组织对微塑料的响应情况,从分子水平上提供了PE和PET微塑料对牡蛎的毒性效应。研究结果如下:(1)微塑料在莱州湾分布广泛,形状以纤维为主。无论在表层水或沉积物中,微塑料的丰度在不同地区之间均无显著差异,表明海湾中存在多种微塑料污染源。空间热点(Getis-Ord Gi*)分析表明,微塑料污染主要集中在莱州-潍坊地区,而该地区又主要受洋流动态的影响。虽然沉积物中微塑料的空间分布与表层水不同,但也受到地形、水文和人类活动的影响。表层水中最常见的聚合物为PET,而在沉积物中则为玻璃纸(CP),这表明这些微塑料具有不同的沉降过程。低密度微塑料(PE和聚丙烯(PP))在表层水中的比例约为19.9%,但这些微塑料在沉积物中仅占约1.7%,表明低密度微塑料颗粒能够迁移至外海。微塑料在表层水、沉积物和鱼类之间的形状、大小和聚合物类型上存在显著差异(p<0.05)。聚类分析表明,孤东、黄河口和莱州-潍坊地区是微塑料的三个来源地,微塑料可能来源于河流输入、塑料回收和海洋筏式养殖。此外,远岸站点的沉积物中微塑料多样性更高,表明这些站点接收的微塑料有多个来源。本研究中,微塑料丰度在双壳贝类中存在较大差异,菲律宾蛤仔是单位重量软组织中微塑料丰度最高的物种,而牡蛎是单位个体中微塑料丰度最高的物种。造成这种现象的原因可能与生物个体大小、摄食机制以及环境中微塑料污染程度有关。本研究结果揭示了莱州湾微塑料污染的特征,将为该海域微塑料污染的风险评估和源头控制提供重要数据支撑。(2)在本研究中,在两种暴露浓度下,在长牡蛎的鳃和消化腺组织中均观察到了PE和PET微塑料的富集,证实了生物体对微塑料的摄入。PE和PET微塑料暴露后,牡蛎的摄食率和呼吸率下降,并诱导了氧化应激。此外,PE和PET微塑料都抑制了牡蛎的脂质代谢,而能量代谢酶的活性则被激活。同时,还观察到暴露的牡蛎出现消化管坏死、组织间质减少以及鳃丝上皮细胞溶解、鳃尖上皮细胞瓦解等组织病理学损伤。综合生物标志物反应(IBR)和证据权重(WOE)模型结果均表明,微塑料毒性随着浓度的增加而增大,且PET微塑料对牡蛎的毒性作用大于PE微塑料。研究结果可为揭示环境相关浓度微塑料对海洋双壳类动物的影响提供新认识,为评估现实条件下微塑料的生态风险提供数据支撑。(3)代谢组学分析表明,微塑料暴露导致牡蛎代谢谱的发生改变,从而引起能量代谢和炎症反应发生变化。对差异蛋白质的KEGG富集分析表明,微塑料暴露主要干扰了牡蛎的“花生四烯酸代谢”、“亚油酸代谢”和“甘油磷脂代谢”过程。基因本体(GO)富集分析表明,微塑料对氧化-还原过程、脂类代谢过程和磷酸戊糖途径均有影响。此外,微塑料暴露后,与脂质、有氧代谢以及细胞凋亡途径相关基因的m RNA表达量显著增加。可见,微塑料可以改变牡蛎的脂质和葡萄糖代谢过程。研究结果可以从分子水平上揭

关键词： 微塑料   老化   亚甲基蓝   利福平   重金属离子   吸脱附  

摘要： 微塑料已成一种新型的环境污染物,被称为“海洋中的PM2.5”,给环境带来了潜在风险,引起了公众和科学界的极大关注。环境中聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）以及聚氯乙烯（PVC）等微塑料之和占微塑料总量的50%以上,并极易与各类污染物共存。因此,开展微塑料与环境污染物相互作用及其迁移转化规律的研究,对评价微塑料与生态环境的直接或间接影响具有重要意义。不同种类微塑料的结构不同,在环境因素作用下其结构将发生不同变化,环境中不同种类、不同存在时间的微塑料与环境中不同种类污染物的相互作用特性也随之改变。不同老化时间不同结构的微塑料与不同类型污染物吸脱附行为研究尚未见报道。本文以环境中四种典型微塑料为研究对象,采用氙灯人工加速老化实验,研究了不同照射时间对不同种类微塑料的表面性质和结构特征的影响,分别考察了不同结构微塑料对不同类型污染物(亚甲基蓝（MB）、抗生素利福平（Rifampin,简称RIF）以及重金属(Cr（VI）、Cu（II）))的吸脱附行为以及不同水质环境对微塑料吸附行为的影响。得出如下结论:（1）老化对MPs表面形貌、结晶度等物理化学性质有很大的影响:随老化时间的延长（0～20 d）,MPs表面粗糙度和比表面积增加,老化过程伴随羰基和羟基官能团的生成和表面亲水性的变化,其羰基指数值从大到小为:PP>PVC>PE>PS,这可初步判断四种微塑料的老化快慢。并通过建立相关模型拟合方程去判断自然老化时间微塑料在环境中的存在周期;老化使微塑料的结晶度、熔融温度、玻璃化转变温度、热分解温度以及分子量呈规律性降低,其变化规律与羰基指数变化趋势吻合。这些性质的改变会对水环境中不同类型污染物的吸附性能产生影响。（2）四种微塑料对MB的吸附量从大到小的顺序为PP-20 d>PE-20 d>PS-20d>PVC-20 d。四种微塑料对MB的吸附平衡时间约为48 h,其中,PP-20 d最大吸附量高达6.08 mg/g。与PP-20 d、PE-20 d和PS-20 d不同,PVC-20 d对MB的吸附等温线符合Freundlich模型,其吸附机制主要是不均匀表面形成的多层吸附（物理吸附）,而PP-20 d、PE-20 d和PS-20 d对MB的吸附机制则主要是静电作用和化学键作用（物理化学吸附）。四种微塑料对MB的吸附能力随环境条件变化较大,提高溶液的p H可提高四种微塑料的MB吸附量,但增加溶液的盐浓度会导致其吸附量明显减小。饱和吸附MB的PS-20 d在模拟胃肠道液中MB的脱附率最高,可达58.1%,这表明,老化后的微塑料,有可能成为MB进入水环境和生物组织的重要载体,从而加重MB等污染物对环境和水生生物的危害。（3）四种微塑料对RIF抗生素的吸附平衡达到的时间均为72 h左右,其吸附性能从大到小顺序依次为PP-20 d>PE-20 d>PVC-20 d>PS-20 d,所有微塑料对RIF抗生素的吸附量均随着溶液p H、盐度和FA浓度的升高而降低,且吸附等温线均可很好地与Freundlich模型相符。但PP-20 d对RIF抗生素表现出了更高的亲和力,这可能由于,在相同的光照条件下,PP较其他种类微塑料的老化程度更高,其表面结构更有利于提高对RIF抗生素吸附作用。脱附实验结果表明,饱和吸附RIF抗生素的PS-20 d微塑料的脱附率最高,达56%。可见环境中的微塑料,由于受环境因素作用导致其结构改变,有可能成为环境中包括RIF在内的抗生素的迁移载体。（4）在单一金属溶液体系中,四种微塑料对Cr（VI）的吸附量均大于Cu（II）;Cr（VI）、Cu（II）在微塑料表面的吸附过程有多个阶段,其吸附驱动力主要有范德华力、微孔填充机制以及配位反应等。吸附过程受p H、盐浓度以及FA浓度等的影响较大。在混合金属溶液体系中,金属离子在微塑料表面存在竞争吸附作用;而在RIF抗生素-重金属混合溶液体系中,RIF的存在可显著提高微塑料对各金属离子的吸附能力。虽然RIF和重金属在微塑料上的作用机制还有待进一步探究,但这一结果为评价复合污染过程中微塑料的环境行为和生态风险提供了重要依据。

摘要： 新西兰国家水事和大气研究所日前发布的一份研究显示,在新西兰周边海域采样的鱼类中,不仅鱼类内脏中有微塑料,甚至肌肉组织中也发现了微塑料成分。微塑料通过肠壁进入鱼类肌肉组织,而人类在食用这些鱼肉后,也会不知不觉地摄入微塑料。

关键词： 微塑料   东山湾   分布特征   生态风险  

摘要： 微塑料通常是指粒径小于5mm的塑料颗粒,由于其对生态环境、人类健康具有直接和潜在的威胁,微塑料污染问题已经被联合国列为一个新的全球性问题和挑战。本文以东山湾为研究区域,对东山湾表层水体、沿岸及湾内海底沉积物、贝类及鱼类生物体进行了微塑料污染特征研究,对微塑料丰度、聚合物类型、粒径、形状、颜色等特征进行了分析研究,初步揭示了东山湾微塑料污染水平,并采用不同方法对东山湾微塑料污染进行了生态风险评估。主要研究结果如下:(1)东山湾夏季表层水体微塑料的平均丰度(1.66±1.41 items m-3)高于冬季平均丰度(1.31±0.58 items m-3),东山湾上游河流漳江、泡沫浮排为东山湾表层水微塑料的主要来源;共鉴定出8种聚合物,主要类型为PE、PP、PS;主要形状为泡沫、碎片,主要颜色为白色,粒径以1.0-2.5 mm和2.5-5.0 mm为主。(2)东山湾沿岸及湾内共设置23个沉积物采样站位,沉积物中微塑料丰度介于31.09-971.12 items kg-1 d.w.之间,东山湾沿岸沉积物微塑料平均丰度为153.45±214.23 items kg-1 d.w.,东山湾湾内海底沉积物微塑料平均丰度为62.39±34.43 items kg-1 d.w.。共鉴定出8种聚合物,主要类型为PP、PES、PET;主要形状为纤维,主要颜色为白色和黑色,粒径以<0.5 mm和0.5-1.0 mm为主。(3)对东山湾菲律宾蛤仔、翡翠贻贝、栉孔扇贝、长牡蛎、皮氏叫姑鱼、褐菖鲉、长鳍凡鲻、斑鰶等8种典型经济生物体进行微塑料研究,结果显示微塑料检出率均在80%以上,丰度介于0.15±0.12-1.15±0.99 items g-1 w.w之间,鱼类MPs丰度高于贝类;共检出8种聚合物,主要类型为PES、PS、PET;主要形状为纤维,主要颜色为白色,粒径均小于1000 μm。(4)通过污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)、微塑料聚合物风险指数(H)分别对东山湾表层水、沉积物、生物体微塑料污染进行生态风险评估,表层水微塑料污染等级为Ⅱ级;沉积物微塑料污染等级区域间差异较大,西侧沿岸区风险等级最高,湾内海底沉积物污染等级最低;生物体受微塑料污染较严重,长牡蛎、栉孔扇贝、长鳍凡鲻风险等级为V级,其他5种生物体风险等级为Ⅳ级。

关键词： 微塑料   广西农田土壤   分布特征   土壤矿物   作用机制  

摘要： 微塑料通常被定义为尺寸小于5mm的塑料颗粒,其生态环境效应已成为全球生态环境研究的热点。土壤作为全球最大的塑料库,微塑料在土壤空间分布和迁移过程关系到整个陆地生态系统。研究陆地土壤微塑料形态特征、时空分布特征及其与土壤矿物相互作用机理十分重要。本论文通过调研广西所辖14个地级城市142个农田微塑料样品,研究微塑料在农业土壤上的污染特征及时空分布规律;结合调研结果,以两种最典型微塑料为研究对象,探讨其在土壤矿物上的吸附机理展开研究;并对在低分子量有机酸存在条件下微塑料在矿物上的界面作用进行试验研究,探讨土壤中矿物与微塑料作用机制。主要研究结果和结论如下:1.调研了广西农田土壤微塑料污染特征及其与地理因素的关系:广西农田土壤微塑料普遍存在,平均丰度为10,818个/kg。广西农田土壤微塑料丰度低于山西省和山东省但高于云南省。尺寸0—0.5mm的微塑料在研究区域的农业土壤中占主导地位。聚丙烯(PP)和尼龙(PA)是主要的聚合物成分。随着广西盆地地势由西北向东南倾斜的走向,微塑料丰度趋势是增加。土壤微塑料丰度与城市化率和第二产业GDP呈正相关。小尺寸(0—0.5mm)、纤维和颗粒以及白色部分微塑料占比与年平均降雨量显著相关。广西农田土壤风险等级为Ⅱ级。2.研究了矿物(高岭土和氧化铁)对微塑料吸附表明:微塑料在矿物上的吸附动力学曲线呈现倒置的“L”型,聚丙烯和尼龙在矿物上的吸附动力学特征相似。拉格朗日二级动力学模型能很好的拟合吸附数据,R >0.999;Freundlich方程能较好的拟合吸附等温线数据。微塑料在高岭土上吸附机制主要是氢键吸附和疏水作用力。微塑料在氧化铁上吸附机制主要是静电吸附和氢键吸附。吸附能力随着p H值的增大而减弱,随着离子强度的增大而增强。多价离子(Ca)对矿物吸附微塑料的影响比单价离子(K)大。3.在植物低分子量有机酸存在时,矿物(高岭土和氧化铁)对微塑料的吸附表明:低浓度草酸促进矿物对微塑料的吸附。草酸的酸性能够影响矿物表面电荷和结构,酸性越强影响力越大,对吸附行为的影响越大。草酸对矿物吸附微塑料等温线进行模型拟合,拟合效果最好的是Langmuir模型。矿物对微塑料吸附存在物理吸附和化学吸附。

关键词： 路面灰尘   下水道沉积物   微塑料   重金属  

摘要： 微塑料是指粒径小于5 mm的塑料碎片或颗粒,作为一种新型污染物,在各种环境介质中普遍存在。同时,由于其对生态系统具有潜在的负面影响,因此微塑料污染成为当前急需解决的全球性环境污染问题,并受到了广泛关注。然而迄今为止,相对于水环境中微塑料污染问题,国内外关于陆地环境中微塑料污染研究缺乏深入的了解,尤其对路面灰尘中微塑料污染现状的认识不够全面。而下水道沉积物作为路面灰尘中微塑料的一个重要的“汇”,研究也较少。此外,微塑料由于其比表面积大、疏水性强及粒径小等特点,能够与环境介质中重金属及疏水性有机污染物等结合,形成复合污染物,对环境造成危害。因此本文以马鞍山市城市路面及安徽工业大学下水道为研究区域,对路面灰尘和下水道沉积物样品进行采集并提取微塑料,并对不同环境介质中微塑料的丰度、形貌特征、时空分布特征及来源进行了探究。此外,对同一环境介质中,路面灰尘微塑料及重金属的赋存特征进行了相关分析,结果表明:（1）城市路面灰尘中微塑料种类以聚丙烯（PP,秋冬两季占比较高,分别为61.62%、63.18%）、聚乙烯（PE,春冬两季偏多,分别占比为32.53%和22.1%）为主,其次是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）、硅橡胶（SR）。同时,路面灰尘中微塑料占比具有明显的季节性分布差异,其中冬春秋三季路面灰尘中PP和PET微塑料居多,颜色多为黑色和绿色。夏季以透明色PE微塑料和绿色PET微塑料为主。由四季路面灰尘中微塑料形状占比可知,颗粒状（50.53%）>薄膜状（28.56%）>纤维状（19.59%）>发泡状（1.33%）。（2）在不同功能区路面灰尘微塑料中,文教区、商业区和居民区微塑料丰度较高,郊区和工业区的微塑料丰度普遍较低。其次,各功能区在季节上表现为春季文教区微塑料丰度最高(2350.41±1140.41 items·kg-1),其次是工业区、商业区、居民区、郊区。夏季微塑料丰度排序为:文教区(753.20±68.20 items·kg-1)>商业区(410.57±49.43 items·kg-1)>工业区(285.00±140.76 items·kg-1)>居民区(276.98±274.77 items·kg-1)>郊区(161.82±70.37 items·kg-1)。秋冬两季依次为:商业区、居民区、文教区、工业区和郊区。此外,在微塑料质量丰度上表现为,夏秋两季,商业区的微塑料质量丰度最高,分别为330.85±61.15 mg·kg-1、467.43±298.78 mg·kg-1,郊区(1001.44±1488.97 mg·kg-1)和居民区(1163.56±700.56mg·kg-1)分别在春季和冬季微塑料质量丰度最高。（3）下水道沉积物中微塑料的种类主要有PP、PE、PET、PS、聚氯乙烯（PVC）,其中春夏两季沉积物微塑料中PP微塑料占比较大,而秋冬两季PET微塑料含量偏多。春夏两季的微塑料粒径多处于1000-2000μm、250-500μm,秋冬两季在500-1000μm范围内的微塑料占比最大。同时,春夏两季下水道沉积物中黑色微塑料（56.07%,57.92%）占比最大,秋冬两季微塑料颜色多为绿色。沉积物中微塑料形状各有不同,颗粒状（53.58%）>纤维状（44.17%）>薄膜状（1.20%）>发泡状（1.04%）;与校园路面灰尘中微塑料丰度相比,下水道沉积物中微塑料丰度相对较高,但微塑料颜色较为单一,形状上各类型占比相对均匀。（4）城市路面灰尘中Zn、Cd、Cr和Cu平均含量均超过安徽省土壤背景值,分别是背景值的3.12、2.80、1.70、1.32倍,Pb和Ni低于土壤背景值。Zn（127.70%）和Cd（220.68%）的变异系数较大,表明离散程度大,受人为影响较大。结合相关性及主成分分析表明,在春季,Cu与Zn,Ni与Cr间具有极显著的正相关性;在夏季,Zn分别与Cu和Cd间,Ni和Cr之间存在极显著的正相关性;在秋季,Zn与Pb、Cr间,Pb与Cr之间存在极显著的正相关性（p<0.01）,冬季,Pb与Cr存在显著正相关性（p<0.05）。不同季节路面灰尘中重金属来源为:在春季,Cr和Ni的产生与交通源有关,而Cd和Pb多来自于人为源。在夏季,灰尘中Zn来源复杂,主要来源于交通源和工业源。Zn、Pb和Cd可能由室外交通、工业污染导致。在秋冬季,Cr与Zn和Pb主要来自交通源污染。（5）路面灰尘中微塑料与重金属有着相似的来源。路面灰尘中微塑料主要分为交通源、生活源及工业源三类。PP微塑料多由工业源及交通源污染所导致,汽车轮胎的破损掉落对路面SR微塑料贡献较大。PE和PS微塑料分别来自于生活源及工业源,城市建筑材料、日常塑料制品和垃圾的焚烧残留。灰尘中PET微塑料污染与人类活动密不可分。下水道沉积物中微塑料

摘要： 微塑料(MPs)在环境中普遍存在,可作为污染物的载体影响污染物的环境效应,而目前关于MPs对污染物化学形态的影响尚不清楚。正确认识MPs介导污染物形态转化,将为准确评估MPs复合污染物毒性效应提供新的研究视角。中国科学院南京土壤研究所研究员王玉军课题组运用沙培和自然水体实验,发现天然环境中聚苯乙烯(PS)在自然光照射条件下可还原Ag(I)生成Ag(0)-NPs。

关键词： 污水处理   混凝   微塑料   四环素   复合污染   配位络合  

摘要： 随着科学技术的发展和人类生活方式的改变，全球水污染的加剧和水质的恶化已成为人类面临的严重环境问题。药品和个人护理产品(PPCPs)、持久性有机污染物(POPs)、内分泌干扰化合物(EDCs)和化学染料在不同的水源中被广泛检出。这些污染物在水环境中稳定存在且与多种污染物共存，增强了污染物间的协同作用，对生物和人类健康构成严重威胁。混凝工艺作为被广泛应用的常规水处理技术可以通过电荷中和、吸附架桥和卷扫絮凝等作用实现对不同类型污染物（如胶体颗粒、腐殖酸、氟离子等）的去除。因此，面对水体日益复杂的污染情况，研究复合污染物在混凝过程中的相互作用过程和混凝机理具有重要意义。　　本研究将饮用水厂和污水处理厂常见的微污染物微塑料和四环素作为目标复合污染物，以铝基混凝剂A1Cl3和Al13作为混凝剂进行混凝实验，探究其单一污染体系和复合污染体系的混凝特性和混凝机理。由于目前对于混凝去除微塑料和四环素的效率及机理的研究存在不同的结论，因此对微塑料和四环素(TC)的混凝特性进行重新评估、研究其复合污染物体系的混凝特性和机理具有重要意义。　　本文以铝基混凝剂A1C13对“聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料”(PET)和风化的PET(WPET)的混凝特性进行了研究。结果表明A1Cl3对PET和WPET微塑料在不同投加量和pH条件下（0.01-0.2mmol/L，pH6-8）具有较高的去除效率（大于80％），WPET由于水动力学直径急剧下降布朗运动增强导致其混凝效果明显下降。通过混凝数据的方差分析、混凝后Zeta电位和出水pH值的变化、混凝絮体和微塑料的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、固态27A1核磁共振波谱(27A1NMR)和X-射线光电子能谱(XPS)的结果进行分析，我们认为混凝过程中铝基混凝剂中A13+可以与PET或WPET表面的含氧官能团（C=O、-OH）相互作用形成络合物A1-PET，这是其具有较高去除率的主要原因。同时网捕卷扫和电中和起到辅助去除的作用。　　将混凝后四环素定义为游离态、络合态和固相态三种形态更为准确的评价了铝基混凝剂对四环素的去除效率。A1Cl3和Al13在不同投加量和pH条件下对四环素的去除率均较低（小于20％），通过混凝数据的相关分析、混凝后Zeta电位和出水pH值变化表明混凝过程中TC与A13+通过络合配位形成的A1-TC螯合物（络合态TC）难于在30min内沉降是去除率低的主要原因。　　对于PET和TC复合污染物而言，由于TC与A13+的络合能力强于PET，导致A1-PET的生成受到阻碍，从而使混凝后水中残留的PET浓度明显升高。然而，PET的存在时，不同投加量和pH条件下固相态TC的浓度有明显的上升，即TC的去除率增大;WPET存在时，固相态TC的含量没有明显的升高甚至有所下降，这可能是由于WPET尺寸降低，WPET-A1-TC三体系络合物部分难于在30min内沉降而悬浮在上清液中。通过混凝数据的相关分析、混凝絮体和污染物的FTIR、27A1NMR、XPS以及DFT的结果分析，我们认为在PET/WPET和TC存在的复合污染物体系中，铝基混凝剂中的A13+会优先与TC通过络合反应生成A1-TC(络合态TC)，之后A13+作为桥梁与PET/WPET结合形成三体系络合物PET-A1-TC/WPET-A1-TC。