“微塑料”污染:来源、污染现状及其生物环境影响
环境
编者按:微塑料(microplastics)作为一种新兴污染物已引起全球关注,也是近些年的研究热点。水中微塑料污染的来源有哪些?污染现状如何?微塑料污染对生态环境会造成哪些影响?西安理工大学赵亚乾教授团队带来该研究方向的最新进展。
1
什么是微塑料
微塑料被定义为直径小于5mm的塑料颗粒。微塑料一词首次出现是在2004年英国Thompson教授发表在Science的文章中。2008年之后,针对微塑料的相关研究越来越多,人们逐渐认识到了微塑料污染的严重性和研究的必要性。
“塑料已经入侵了人体!”2018年10月22日举办的欧洲肠胃病学会议上,奥地利科学家的研究结果举座皆惊。他追踪了来自世界8个国家的测试者的饮食,并检测他们的粪便,发现在每个人的粪便颗粒中都有微塑料的存在。早在2018年3月,美国研究者购买了9个国家的259瓶瓶装水,并发现其中93%都含有塑料微粒。不知不觉间,微塑料的踪迹早已遍布人类生活,甚至进入了人类的身体,影响健康。
2
微塑料来源与特性
微塑料的来源主要分为两种,一类是初生微塑料,即生产之时的粒径就小于5mm的塑料微珠,常被用在有清洁作用的洗漱用品中;第二类是次级微塑料,是指大块塑料经过物理、化学和生物作用最终形成的微小颗粒。
微塑料作为一种新兴污染物具有特殊性质。其粒径小、密度轻,迁移性强;另外,微塑料比表面积大,表面疏水性强,易于富集微生物、重金属和有机污染物;除此之外,微塑料还会向水体释放自身有害添加剂。这些性质影响了微塑料污染情况的复杂性,增加了相关研究的难度。
3
微塑料污染现状
微塑料污染在全球表现出“广泛而集中”特点。微塑料的特征决定了它易受到洋流、风力等影响进行迁移,目前监测到的微塑料污染范围极广,在两极、冰川甚至深海都发现了微塑料的存在;而不同水域之间微塑料丰度又相差甚远。在靠近人类聚居区的水域,如珠江三角洲;封闭、半封闭海域,如地中海、加勒比海;以及洋流环流区,如北太平洋和北大西洋的亚热带环流区都易形成高丰度微塑料污染区。而这些污染区域中的微塑料大多集中在表层水体以及海洋沉积物中,显示了微塑料污染“汇”的特征。
我国的微塑料污染情况同样严峻。目前在我国多个水体展开的相关研究调查中都检测到了微塑料,可见其普遍性。同时,局部高污染情况也不容乐观,尤以长三角地区为甚。
4
微塑料的生物环境影响
大量生物短期暴露实验证明,微塑料体内累积会对生物体有多方面的影响,包括代替食物影响营养吸收,造成营养不良、影响子代数量和质量、累积引起血栓、具有神经毒性等。细小的微塑料还可能穿过生物组织,进入循环系统,这部分微塑料难以从体内排出,具有潜在健康风险。然而,生物体在微塑料环境中暴露的实际情况往往更加复杂,暴露时间也更长,这种情况下的微塑料毒理效应尚不明确,亟待研究。
目前已经证明微塑料进入了人体,但其对于人类健康危害的研究受到诸多限制难有定论,还需要更充分的研究证据来明确微塑料对人体的影响。
另外,微塑料作为载体对于某些污染物如重金属和有机污染物具有极强的吸附性,这些污染物随微塑料迁移,进一步影响了全球污染物的分布。
5
控制措施
微塑料污染的控制措施包括源头措施和拦截及处理措施。
源头控制措施包括用其它材料代替塑料微珠的使用,加强塑料垃圾的回收利用等。欧盟的一些成员国、美国、加拿大等国家已经相继出台有关法案及应对措施,减少海洋垃圾的倾倒,限制个人护理产品中塑料微粒的应用。然而放至全球范围,这些改变对于微塑料污染的源头控制杯水车薪。
拦截和处理措施分为两个方向,一是阻止大块塑料进入水体,如设置人工湿地、生态缓冲带等;二是去除已进入水中的微塑料。挪威、芬兰、加拿大和德国等国家都进行了相关研究。常规城市污水三级处理系统可以去除污水中的部分微塑料,然而出水的小粒径微塑料丰度较高,要达到良好的出水效果还需要增加四级处理措施,或者对原处理系统进行强化。另一方面,目前对微塑料的去除多基于原有的污水处理措施,针对微塑料污染的去除技术研究尚待开发。
6
展望
总体而言,微塑料污染的严重性不可低估。其污染范围广、深度大,而对于微塑料的了解和研究还处于起步阶段,尚有很多问题有待解决。
首先,微塑料的检测缺乏规范的方法和程序,其丰度描述单位也不尽相同,这阻碍了不同研究结果之间的可比性。急需一套成熟的检测方法和标准丰度描述单位。其次,微塑料对于生物的毒理反应尚不明确,对微塑料究竟如何影响生物体缺乏认知,微塑料的迁移累积造成的生态环境效应也有待研究。同时,开发经济有效的技术措施以去除水中的微塑料污染也迫在眉睫。最后,对于纳米级微塑料还缺乏关注,纳米级微塑料可以穿透生物体的组织,其影响可能比微塑料更甚,需要引起重视。
注:本文作者康佩颖、赵亚乾来自西安理工大学水利水电学院市政工程系。
来源:中国给水排水-cnww1985
策划、编辑:衣春敏
微信制作:文凯
审核:李德强