浅谈微塑料对海洋生态的影响及治理措施

21世纪即海洋世纪。当海洋成为人类垃圾的收容所之后,更大的环境资源问题迎面而来--海洋生态破坏应当如何处理。塑料曾是20世纪最伟大的发明之一,但是随着塑料制品的大量使用,塑料废品逐渐成为经济发展和环境保护的负担。2004年英国首次提出"微塑料"的概念,微塑料遍布全球海洋的这个检测结果也同时使人类感到恐慌和威胁。从现有对微塑料的观测与了解,收集并分析水体微塑料浓度的数据,虽然并没有得出微塑料对人类生存发展威胁程度的确定性结论,但是针对目前环境问题的严峻,提出了从源头减少污染、发展循环经济、完善公众参与制度等方法来缓解微塑料对海洋生态进一步恶化的措施。     

海洋生物微塑料检测方法及污染现状研究进展

海洋微塑料污染问题是全球研究热点,现有研究表明微塑料在海洋环境中无处不在,对海洋生态的威胁逐渐加重,伴随着海洋食品的兴起,人们也越来越重视微塑料污染对人体健康的危害。本文通过对海洋生物体内微塑料污染情况的概述,系统分析了微塑料对海洋生物造成的影响。主要针对微塑料检测的前处理方法以及组分的鉴定方法展开综述,对不同方法的优缺点进行比较,指出在微塑料检测研究中多种方法综合应用效果最佳。基于现阶段海洋微塑料的研究状况,从科学研究和管控方面讨论了目前研究中存在的问题,展望了未来的研究方向。     

水环境中微塑料的分布迁移特征及生态危害研究进展

微塑料是重要的环境污染物之一，在水环境中大量存在。为了解水环境中微塑料污染的现状，增强人们治理微塑料污染的意识，本文概述了水环境中微塑料的来源、分布、迁移特征及对水生动物的危害。水环境中的微塑料来源广泛，源头贡献分析发现，环境中80%的微塑料来源于人类陆地活动，20%来源于海洋活动。按性质分类，微塑料可分为初生微塑料、次生微塑料两大类，碎片、纤维是水环境中最常见的微塑料形态，淡水中主要的微塑料类型是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP),海洋中的微塑料类型则主要是PE、PP和聚苯乙烯(PS)。水环境中的微塑料含量、分布主要受到区域人口密度、地理位置、水文条件和气象环境等因素影响，微塑料在水系统表面和沉积物中均有分布，淡水系统是微塑料进入海洋的主要运输路径。微塑料通过直接、间接方式进入水生生物体内，导致其群体、个体、组织、器官、细胞和分子水平上的生理健康受损。水生态系统中的微塑料会给环境及动物健康带来不同程度的风险，进一步通过食物链威胁人类健康。微塑料污染研究的重点应包括制定厘清源头、查明分布、科学监测的综合治理模式。本文可为水环境中微塑料的污染防治提供较为系统的参考资料和研究思路。     

微塑料对农田土壤质量的影响研究现状与分析

海洋微塑料污染问题受到全球关注,但是针对农业高质量发展和农业废弃物资源化利用背景下的农田土壤微塑料污染研究甚少。本文通过分析农田微塑料污染物的来源,以及微塑料对土壤团聚体结构、养分转化、微生物功能的影响,提出目前研究存在的问题和未来研究的方向,为深入开展微塑料对农田土壤质量影响的研究提供新思路。     

农田土壤微塑料污染研究现状与问题思考

微塑料作为一类新型环境污染物,对海洋及陆地水域生态环境的污染问题受到全球的关注,然而农田土壤中微塑料的污染尚未引起广泛的关注.当前农田土壤微塑料污染形势不容乐观,对土壤生态安全和农产品安全构成威胁;因微塑料可在生物体内积累,并在食物链间传递、积聚,对人体健康存在潜在风险.对当前农田土壤微塑料污染现状、来源、迁移降解及对土壤生态系统的影响进行了总结和分析,指出当前农田土壤微塑料污染研究中出现的问题和不足.在此基础上,对农田土壤微塑料的污染研究进行了展望,并指出在农田微塑料污染研究中统一分析标准、系统分析农田微塑料的生态效应及健康风险;加强源头控制与风险管控措施相结合,为未来我国农田土壤微塑料污染研究和污染防治技术的创新提供参考与思路.     

微纳米塑料对陆生植物的影响研究进展

当前有关微纳米塑料生物效应的研究主要集中在海洋和淡水水生生物中,其对陆生植物影响的研究在近几年才陆续展开。本文主要从微纳米塑料的植物吸收传输和分布、微纳米塑料对植物不同生物学水平的毒性效应,以及微纳米塑料与其他污染物共存时对植物的联合毒性效应进行综述,并对未来微纳米塑料对植物的毒性效应研究方向提出展望。     

农田土壤中微塑料的赋存、迁移及生态效应研究进展

继海洋及淡水环境微塑料污染受到广泛关注后,土壤环境微塑料污染也逐渐受到重视,但基于农业生态系统视角关注土壤环境微塑料污染的研究仍相对匮乏。微塑料可通过多种途径进入农田土壤并持续累积,进而对农田土壤生态系统产生重要影响,甚至能够通过食物链威胁人类健康。本文基于CNKI中文数据库和Web of Science核心合集数据库,利用CiteSpace软件对土壤微塑料污染的研究结果和文献报道进行了分析,追踪对比了国内外研究的重点和热点。在此基础上,介绍了以农业生产活动为主的土壤微塑料来源,总结了国内外农田土壤中微塑料的丰度及分布特征,探讨了微塑料在农田土壤中的迁移行为及机制,同时从土壤理化性质以及土壤动物、植物、微生物等方面阐述了农田土壤中微塑料的生态效应。最后,提出了农田土壤微塑料污染研究中需要进一步解决的问题,并且对农田土壤微塑料污染未来的研究方向及重点进行了展望,以期为农田土壤微塑料的生态风险评估以及污染防控提供科学参考。     

微塑料的环境行为及其生态毒性研究进展

微塑料污染已经成为全球关注的环境问题。本文对不同环境介质中微塑料的来源、迁移、分布特征及其对生物体的毒性效应等方面的研究现状进行了系统的总结和评述。微塑料的来源主要包括直接进入到环境中的初生微塑料和大块塑料破裂、分解形成的次生微塑料,其可在大气、水体(淡水和海洋)和陆地环境之间进行迁移。需建立统一的微塑料样品采集、分离和鉴定方法,并结合准确高效的溯源分析技术,进一步探索其环境行为与归趋。微塑料(含自身的添加剂)被生物摄取后会造成物理损伤、引发生物体的行为、生理学和分子学反应,并可能与其他污染物形成复合污染,产生联合毒性效应。通过同位素示踪与分子生物学新技术的联用,重点研究微塑料的生物累积和在食物链中的传递效应,尤其是对人体健康的潜在威胁,以期为微塑料污染的生态风险评估提供理论依据。     

水环境中微塑料的污染特征、 迁移转化及应对措施

微塑料是一种新型污染物,通常被学术界定义为粒径小于5mm的塑料颗粒。其污染已遍及海洋、淡水系统和土壤-地下水系统,造成的环境问题不容忽视。目前,关于水环境中的微塑料污染问题已成为近年来的研究热点。本研究从地表水和地下水环境中微塑料污染物的来源、分布特征、迁移转化过程、生态毒性和应对措施等方面总结归纳了学者们的研究进展,并为今后微塑料污染物的研究做出了建议和展望。     

我国农田土壤微塑料和重金属污染现状与研究展望

土壤是人类社会发展的重要战略资源，健康的农田土壤不仅是食品安全的基本要求，也是人类健康的根本保障。目前关于农田土壤中微塑料的研究尚处于起步阶段，由于缺乏统一的检测标准，关于农田土壤微塑料丰度的报道差异较大。我国农田土壤重金属含量总体上呈现明显的南高北低、西高东低的分布规律，与微塑料污染有一定的耦合关系。微塑料对重金属的吸附可使其产生富集效应，可能增加其生物有效性和毒性。重金属被吸附后可随着微塑料进行迁移转化，通过解吸作用向环境中释放，造成更大范围的污染。由于农田土壤受人类活动影响较大，微塑料和重金属在土壤中的迁移、转化规律及耦合后的毒性效应需要进一步探究。本文对我国农田土壤中微塑料和重金属的污染现状、分布和迁移规律及两者的作用关系进行综述，并对未来的研究方向做了展望，为农田土壤中微塑料和重金属污染防控提供一定参考。     

黄瓜幼苗对微塑料和镉污染的生理响应

为研究农田土壤中微塑料和镉污染对黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗的生理效应,以两种不同粒径的聚氯乙烯微塑料A(粒径:<18μm)和B(粒径:18~150μm)及20 mg·kg^-1的镉为试材,探讨微塑料与镉污染对黄瓜幼苗根系和叶片生理特性的影响。结果表明,微塑料A和B能够缓解镉污染对黄瓜根系活力的影响;微塑料A显著降低了黄瓜幼苗总根长,但对根直径无显著影响。微塑料A、B和镉的复合污染对黄瓜叶片SOD和H2O2的影响无叠加效应,反而呈现中和效应;微塑料B可以改善镉污染对黄瓜叶片MDA的影响。微塑料粒径不同,其对黄瓜叶片光合色素和光合荧光参数的影响也不同;微塑料A可以显著改善镉污染对黄瓜叶片类胡萝卜素的影响;微塑料B处理的黄瓜叶片对光能的吸收和耗散能力都高于微塑料A处理;微塑料B与镉的复合污染降低了黄瓜叶片对光能的耗散能力,但增高了其对光能的捕获能力。灰色关联度分析表明微塑料A和B对生理指标的影响与镉不同,镉与生理指标H2O2的关联度大;但微塑料A和B与光合作用相关的生理指标关联度大。本研究为农田土壤微塑料与镉污染的生态风险评价提供依据。     

浙江舟山养殖海域沉积物微塑料污染特征

以浙江舟山养殖海域表层沉积物以及周围典型的潮滩作为研究区,分离提取表层沉积物以及潮滩表层微塑料,共7个研究区,24个采样点。结果表明:沉积物的微塑料丰度为(5.9±1.6)～(20.46±10.32)个/100 g[干质量(DW),下同],沙滩沉积物的微塑料丰度为(27.90±13.2)～(74.25±25.52)个/100 g,沉积物类型与其附近潮滩微塑料类型相关。微塑料按照外观形状分为碎片类、纤维类、发泡类和薄膜类,其中纤维类所占比重最高,为72.05%,微塑料的粒径集中在1 mm以下。微塑料颜色以较浅色为主,其中白色数量最多。利用傅里叶红外光谱仪可以得出提取的微塑料的化学成分,包括聚酯类、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯以及聚酰胺等。研究结果有助于常规海洋生物调查,可作为评估海洋垃圾,特别是微塑料的依据。     

农田微塑料对水稻秸秆分解及微生物活性的影响

【目的】研究农田微塑料影响水稻秸秆分解过程以及农田微塑料的分解情况。【方法】通过野外实验,设置PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)和PVC(聚氯乙烯)3种微塑料,1%和5%两种浓度,S(小粒径)、M(中粒径)和L(大粒径)3种粒径,对照组Control(不添加微塑料)。以水稻秸秆作为分解底物,分析水稻秸秆的失重率、微生物活性及残留微塑料的粒径分布范围。【结果】除PE之外,PP与PVC对水稻秸秆分解的促进作用效果均较为显著。微塑料的添加浓度越高,水稻秸秆的失重率越大;微塑料粒径增加导致秸秆失重率减少。在秸秆整个分解期内,微塑料对羧甲基纤维素酶(Cx酶)起到了促进作用,而对外切β-葡聚糖苷酶(C₁酶)却有抑制效应;在分解前期,微塑料对过氧化物酶活性起到了促进作用。另一个方面,大粒径的微塑料相较于小粒径的微塑料其分解程度更大,PP的分解程度大于PE,大粒径PE80%分解为更小颗粒,小粒径PE66%分解为更小颗粒,而大粒径PP91%分解为更小颗粒,小粒径PP70%分解为更小颗粒。【结论】农田土壤中的微塑料均对水稻秸秆分解起促进作用,但是对于微生物活性影响是不确定的,微塑料有大幅...     

水土环境中微塑料对磷的吸附行为

为了探究微塑料在水体和土壤环境中对磷的吸附特性及不同因素对磷等生源物质在微塑料及土壤中赋存的影响,采用聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)这两种常见的微塑料进行吸附试验。结果表明:疏松多孔的PP拥有比PS更强的吸附性能和更大的吸附容量;两种微塑料的Zeta电位随pH的增加而降低,并且PS和PP的零电荷点(pH_(PZC))分别在pH为5.92和6.45时达到;PP、PS对磷的吸附以单层饱和吸附为主,吸附方式主要为物理吸附,并且吸附过程为放热和熵减的自发反应;微塑料对磷的单位吸附量随pH的增大呈现出先降低后升高的"U型"趋势,且温度的升高不利于PP、PS这两种微塑料对磷的吸附;随土壤中微塑料质量添加比的增加,土壤-微塑料体系对磷的吸附量增大幅度有限。研究表明,不同类型的微塑料其吸附能力存在差异,且环境因素能够对其吸附磷造成明显影响,微塑料的持续性积累对土壤-微塑料体系吸附磷的促进作用十分有限,并且这个促进作用也不会因微塑料的种类不同而产生较大差异。     

聚丙烯微塑料添加对大豆和花生生长及生理生态特征的影响

农田微塑料污染对作物生长存在显著影响,但不同功能类型作物的生理生态、产量及品质对土壤微塑料的响应尚不清楚。鉴于此,本研究选取我国农业生产的两大主要作物大豆（地上结实）和花生（地下结实）为试验材料,并设置对照组（无添加）和实验组（添加0.40%的聚丙烯微塑料）进行大田原位试验。结果表明：微塑料添加与作物结实类型二者的交互作用对作物的生长与生理生态特征存在显著影响,主要体现在作物的整株形态结构、生物量积累与分配及籽粒品质。微塑料添加显著降低两种作物的总生物量、地上生物量、相对生长速率和百粒重,大豆降幅分别为13.61%、14.07%、13.23%和7.84%,花生降幅分别为17.10%、18.64%、16.12%和11.98%。此外,微塑料添加显著降低花生的地下生物量、可溶性糖含量和大豆的叶绿素含量,降幅分别为15.77%、25.51%和5.74%,与之相反,微塑料添加增加大豆的叶面积比值和可溶性糖含量,增幅分别为28.07%和25.82%。由此可见,聚丙烯微塑料添加对两种作物的生长和产量均有抑制作用,对花生的影响尤为明显。     

微塑料对红树林生态系统的影响研究进展

红树林生态系统是沿海生态系统中独特且重要的环境组成部分。然而,微塑料作为新型环境污染物通过不同方式进入红树林系统中,已经成为红树林面临的一项严重挑战。分析了微塑料对红树林生态系统的影响,总结了红树林生态系统中微塑料分布特征、微塑料对红树林生态系统的影响、红树林生态系统中微塑料分布影响因素、微塑料在红树林生态系统中的归宿,最后对红树林生态系统中微塑料的研究方向进行了展望。提出确立微塑料监测方法和检测标准、评估红树林中微塑料生态风险、建立微塑料污染治理和管理措施、微塑料模型预测、探索修复与去除策略和研究微塑料与海洋生态系统碳循环的相互作用6个研究,可为未来红树林微塑料领域研究重点和污染控制提供借鉴。     

土壤微塑料污染的生态效应

土壤环境中微塑料积累量大且不易降解，因此微塑料长期残留对土壤生态系统的影响已引起广泛关注。通过收集近年来有关土壤微塑料污染及其效应相关的文献，全面系统介绍了土壤微塑料积累后，土壤物理环境的变化、土壤动物摄入及其肠道微生物的响应、土壤微生物和土壤酶活性响应、以及植物对微塑料的吸收及其效应等方面的最新研究进展。现有研究结果表明:微塑料污染对土壤容重、团聚体组成和持水性等土壤物理性质有明显改变，而这些改变是影响土壤酶活性、微生物群落组成、甚至植物生长的关键因素。也有一些研究关注土壤无脊椎动物(如蚯蚓Lumbricus terrestris、跳虫Folsomia candida等)对微塑料在土壤中迁移的影响。同时，微塑料也会被这些土壤动物所摄食，并导致土壤动物体内肠道微生物群落组成的变化以及对其生长产生影响。此外，微塑料在陆地生态系统食物链中的积累及其效应也受到关注，比如，被蚯蚓摄食的微塑料可通过鸡Gallus gallus domesticus摄食蚯蚓进入鸡体内积累。在系统介绍土壤微塑料污染生态效应的研究进展基础上，结合微塑料组成与性质的复杂性以及当前研究的不足，提出4个未来研究方向:①建立土壤微塑料污染毒理学诊断的标准化方法体系；②研究土壤微塑料与微生物、植物和土壤动物之间的作用机理；③揭示微塑料与物质转化之间的关键微生物学机制；④开展不同土壤生态系统中的“塑料圈”研究。这些研究成果可为评估土壤微塑料污染的生态效应提供科学支撑。参80     

滇池表层沉积物中微塑料的空间分布及来源分析

【目的】研究滇池表层沉积物中微塑料污染的空间分布及其来源。【方法】于2019年4月和2021年9月在滇池14个采样点利用彼得森抓斗采集表层沉积物,采用密度浮选法分离表层沉积物中的微塑料,利用体式显微镜和拉曼光谱仪器分别对微塑料进行镜检与聚合物鉴定,最后对微塑料丰度与水深的关系进行相关性分析。【结果】滇池表层沉积物中微塑料的丰度为344.6～1 171.8个/kg (干质量)之间,平均丰度为(609.6±206.1)个/kg,处于高污染水平。纤维状微塑料的数量占比高达83.49%,碎片状、颗粒状和薄膜状微塑料的数量占比均约为5%;蓝色和透明色微塑料的数量占比较大,分别为46.43%和34.92%,红色、黑色和绿色微塑料的数量占比依次减少;粒径<1 mm、1～3 mm和>3～5 mm的微塑料数量占比分别为69.74%、27.62%和2.64%;微塑料的主要聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、染色微塑料和聚丙烯,占比分别为38.12%、36.77%和12.56%。【结论】滇池表层沉积物中的微塑料主要分布在北部湖心及南部出水口区域,整体呈现“南多北少”的分布格局。根据微塑料的理化特征及周...     

土壤微塑料污染研究进展与展望

微塑料污染已成为全世界广泛关注的环境问题之一。近年来,土壤微塑料污染问题格外受到关注。本研究从土壤微塑料污染防治体系构建的角度,综述了微塑料定义、土壤微塑料检测方法、土壤微塑料的赋存分布与主要来源、微塑料对土壤生物的毒性效应以及土壤微塑料污染防治等方面的研究进展,最后根据现有研究基础提出进一步加强土壤微塑料基础问题研究,以及开展土壤微塑料污染防控技术和宏观决策体系研究的具体研究路径展望,为今后土壤微塑料的研究提供思路。     

聚氯乙烯微塑料对土壤水分特征曲线的影响及模拟研究

为探究不同丰度（土壤干质量的0.5％、1％、2％）及不同粒径（150、550、950 μm）微塑料对土壤水分特征曲线的影响,设置10组不同处理,通过压力薄膜仪测定各处理的土壤水分特征曲线,并应用RETC软件结合各曲线模拟值对van Genuchten模型、Brooks-Corey模型等常用土壤水分特征曲线模型进行适用性评价。结果表明：相比于微塑料丰度为0.5％的处理,丰度为1.0％和2.0％的微塑料赋存条件下,随着土壤水吸力的增大,对应的土壤含水率减小的程度也增大;微塑料丰度为2.0％时的3组不同粒径处理的土壤含水率下降趋势最为明显,当土壤水吸力达到1 500 kPa时,微塑料粒径为950 μm的T9处理的含水率减小幅度最大,是未加入微塑料的T0处理的49.71％;微塑料丰度及粒径的增大会提高土壤大孔隙比例,降低土壤中小孔隙比例;适用性评价结果表明,在大粒径微塑料赋存情况下土壤残余含水量（θ_r）和形状参数（n）随着微塑料丰度的增加而增大,饱和含水率（θ_s）和进气值倒数（ɑ）随着微塑料丰度的增加而减小。研究发现,随着微塑料丰度及粒径的增大,土壤的持水能力下降,土壤大孔隙比例增加,小孔隙比例减小;van Genuchten模型比Brooks-Corey模型更适合模拟微塑料赋存下的土壤水分特征曲线,大粒径的微塑料丰度增加可能更容易影响土壤孔隙结构的变化。