丁琬琦 王昕儀

(吉林建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，長春 吉林 130118)

1 微塑料

塑料制品的產(chǎn)生為我們的生活帶來了極大的便利，據(jù)2018年最新數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，全球塑料年產(chǎn)量約為3.5億t，我國塑料產(chǎn)量占全球之首，高達(dá)29.4[1]，生產(chǎn)和生活中大量使用的塑料制品不可避免地進(jìn)入水環(huán)境中，所謂微塑料，就是這些塑料制品沒有完全分解，而是分解成直徑≤5mm的顆粒物，這種顆粒物就被學(xué)者們稱為微塑料顆粒物[2]。有關(guān)研究表明，微塑料污染可能在全世界淡水環(huán)境中普遍存在，其在淡水水體、沉積物和淡水生物中均有賦存，中國內(nèi)陸淡水環(huán)境中微塑料的污染可能尤為嚴(yán)重。

1.1 微塑料的分類及形態(tài)

微塑料一般分為初級微塑料和次生微塑料。初級微塑料主要存在于個人護(hù)理品中，所以這些微塑料會隨沖洗過程經(jīng)排水系統(tǒng)進(jìn)入廢水處理流域系統(tǒng)；次生微塑料按照來源主要包括大塊塑料的破碎和衣服纖維的斷裂。微塑料的形態(tài)有球形、纖維狀和鱗片狀等，因此其顏色也與塑料制品相似，具有紅黃藍(lán)黑等顏色。

1.2 微塑料的來源

淡水環(huán)境中的微塑料主要是外界輸入，具體污染源包括污水處理廠的尾水排放、水環(huán)境中塑料垃圾的風(fēng)化降解以及水土流失或地表徑流形成的陸源輸入等。例如，ZHANG等[3]研究了三峽庫區(qū)典型支流香溪河的微塑料污染分布及特征，發(fā)現(xiàn)其微塑料含量為0.055～34.2個/m2，遠(yuǎn)高于瑞士河(0.011～0.22個/m2)，這可能與河流周邊的人類活動以及水體排放等有關(guān)。Horton et al.指出陸源微塑料會通過地表徑流進(jìn)入河流和湖泊，該研究團(tuán)隊(duì)對英國泰晤士河流域進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)雨水管道排水口下游的沉積物中出現(xiàn)了大粒徑(1～4mm)微塑料的大量賦存，最高豐度達(dá)到了 660 ind·kg-1[4]。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果都說明了淡水資源中的微塑料顆粒物主要的來源是外界輸入，而在這些因素中，管道廢水排放是主導(dǎo)因素。

1.3 微塑料在水體中存在形式以及存在情況

微塑料受各種環(huán)境作用力形狀多不規(guī)則、表面凹凸不平且多有裂縫，微塑料顆粒物經(jīng)常附著原油、鐵氧化物、有機(jī)污染物、細(xì)菌甚至病毒等物[5]。位于長江中上游的三峽香溪河回水區(qū)的沉積物中，微塑料的豐度達(dá)到 80～864 ind·m-2，該地區(qū)沉積物中微塑料的空間分布與水體分布并不一致，而這一現(xiàn)象與當(dāng)?shù)氐乃l件有一定的相關(guān)性，沉積物中的微塑料豐度一般在流速較低的河段較高[4]。盡管在研究中發(fā)現(xiàn)中國的淡水資源中微塑料的豐度相對較大，但以世界水平來講，其余國家也有所發(fā)現(xiàn)，例如Murphy[6]等人對蘇格蘭格拉斯哥某大型二級污水處理廠(日處理量 260954m3)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然尾水中微塑料的最終去除率高達(dá) 98.41%，但每天仍有約 6.5×107個微塑料顆粒被排入受納水體。

2 微塑料自身性質(zhì)及毒性效應(yīng)

環(huán)境中的微塑料顆粒小具有疏水性等特性，因而可以成為持久性有機(jī)污染物等有毒有害化學(xué)物質(zhì)的載體。Fries等人發(fā)現(xiàn)了微塑料表面分布著納米TiO2顆粒[7]，可為微生物或重金屬提供吸附點(diǎn)，將毒性釋放在生物體內(nèi)。Avio等[8]評估了污染物從微塑料轉(zhuǎn)移到海洋貝類的生物利用度及其毒物學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)現(xiàn)微塑料產(chǎn)生的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)主要包括免疫學(xué)反應(yīng)的改變、神經(jīng)毒性反應(yīng)以及基因毒性反應(yīng)等。微塑料的富集作用會引起生物分子學(xué)、組織學(xué)、細(xì)胞學(xué)以及行為學(xué)等的改變，甚至可能損害免疫細(xì)胞，且粒徑越小微塑料的穿透能力越強(qiáng)，推測納米級微塑料可穿過胎盤(血腦屏障)進(jìn)入生物的胃(肺臟器)[9]。

3 采樣方式及定性定量方法

水樣主要采集方式是拖網(wǎng)式采樣，但由于每層水含微塑料含量不同，因此采用的采樣裝置不同。沉積物樣品常見的采樣工具有不銹鋼勺、不銹鋼鏟、箱式采樣器等。生物樣品的采集主要為浮游類采樣法和大型生物采樣法[10]。對環(huán)境中微塑料目前常用的定性定量方法主要有目視法、顯微鏡法、拉曼光譜分析法、紅外光譜分析法、差示掃描量熱法(DSC)、熱分解氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(Pyro-GC/MS)等。這些方法受儀器分析方式的限制都各自存在優(yōu)缺點(diǎn)，針對不同粒徑的微塑料樣品及最終樣品回收狀態(tài)需要來選擇相對合理的分析方法，是確保科學(xué)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要方面。

4 對未來的展望

微塑料污染已成為世界環(huán)境領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。目前我國對于微塑料的研究多針對海洋流域，對城市內(nèi)流河研究較少。對于微塑料高效分離鑒定方法尚缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對于微塑料及其復(fù)合體聯(lián)合毒性的機(jī)制研究尚未解析。因此，需要深入探究合理高效的采樣分離檢測方法，從微塑料及其復(fù)合體的聯(lián)合毒性入手，解析河流水體微塑料的環(huán)境行為，為評價水生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供技術(shù)支撐。