环境中微塑料的研究进展

随着塑料制品的普及和塑料产业的发展,塑料垃圾不断进入环境中,分解为更难处理的微塑料（MPs）。微塑料广泛存在于水、土壤、大气中,并通过食物链不断向人体富集,引起各界学者的重视。概述了微塑料的分类与来源、危害、检测技术和去除技术的研究进展,并对未来环境中微塑料的研究作出展望,为微塑料研究人员提供参考。     

微(纳米)塑料对淡水生物的毒性效应

微塑料和纳米塑料逐渐成为人们研究探讨的热点.在自然条件下,直径小于5 mm的塑料碎片(微塑料)可以进一步被降解为纳米级别(纳米塑料).微塑料和纳米塑料的粒径较小,很容易随着食物链富集,从而进入生物体内,甚至存在于人体内.微(纳米)塑料的化学性质稳定,可以在环境中长期存在,对环境造成一定的不良影响.本文主要综述了微(纳米)塑料对淡水环境的影响,包括微(纳米)塑料的来源和分布情况,微(纳米)塑料对淡水生物生长发育、繁殖、行为以及进入淡水生物体内或进一步进入生物体内各组织中对机体产生的毒性效应.     

淡水中微塑料研究热点及趋势

为探究淡水中微塑料的研究现状、热点和趋势,以Web of Science(WOS)核心数据库为数据源,采用Citespace、VOSviewer和Bibliometrix等文献计量软件及Scimago graphica可视化工具,对2007年至2022年期间发表的淡水中微塑料相关文献进行可视化分析。结果表明,自2014年起淡水中微塑料相关研究的发文量呈指数增长。中国在该领域具有较强的学术影响力,发文量、论文引用数、H指数等位居首位。发文量最高的作者来自于华东师范大学、中国科学院、中国科学院大学,华东师范大学是该领域主要的研究机构。高产期刊为Science of the Total Environment。热点高频关键词包括微塑料、污染、淡水、沉积物和污水处理厂等。关键词聚类表明,淡水中微塑料研究的热点主题包括“微塑料的吸附、来源和降解”“微塑料鉴定”“微塑料在淡水环境中的污染”“微塑料在生物体内的累积”和“微塑料的毒性作用”5个方面。关键词突现分析显示,偏远地区和特殊地理条件中微塑料污染及纺织品洗涤释放的纤维微塑料问题被视为该领域研究的新趋势。未来研究应关注偏远地区和特殊地理等更大范围...     

微塑料与有机污染物的相互作用及环境行为研究进展

通过概述微塑料进入水环境后与有机污染物相互作用行为(微塑料进入水体后吸附有机污染物,并且会在水环境中释放有机添加剂)及其发生的机制、影响因素及生物毒性,分析当前研究的不足,认为还需对微塑料与有机污染物相互作用的研究进行扩展,如加强淡水环境中的研究、建立系统研究体系、注重生物膜影响,为进一步研究微塑料在生态环境中行为及功能性提供理论依据。     

南海虎斑乌贼组织微塑料检测

微塑料能在海洋生物体内富集,对海洋生物和环境的污染日益严重。为检测南海乌贼体内微塑料富集情况,以虎斑乌贼为对象,分析其组织中微塑料的富集情况。采用HNO_3/H_2O_2组合液、75℃磁力搅拌消解乌贼鳃、胃及其内容物、肌肉组织,消解液进行氯化钠密度分离,上清经玻璃纤维滤膜抽滤,烘干滤膜,体式显微镜检测。结果表明:HNO_3/H_2O_2消解液、75℃消解条件,使微塑料回收率高于96.29%,对塑料腐蚀性小,为有效消解方法,采用该种方法,在乌贼鳃、胃及其内容物、肌肉组织中检测到红色、蓝色、黑色纤维状微塑料,长条形黄色片状微塑料,块状微塑料。乌贼组织内检测到微塑料,水体中微塑料可能富集在生物体内,通过食物链传递,对其它营养级生物健康存在未知风险。     

微塑料对高等植物生长发育影响研究进展

微塑料污染作为新兴环境问题倍受关注.高等植物作为人类和动物赖以生存不可或缺的重要组成部分,对保持生态系统平衡起着至关重要的作用.微塑料颗粒释放到环境中,不可避免地会与高等植物相互作用.高等植物受微塑料污染后,其生长发育特性受到影响,并将可能影响陆地生态系统及食物链.因此,研究微塑料对高等植物生长发育的影响具有重要意义.目前,虽然已有较多微塑料对高等植物生长发育影响的研究,但还缺乏对已有近期研究成果系统、全面的综述.综述了微塑料对高等植物生长发育影响的研究,总结了微塑料对高等植物影响的主要因素,分析了微塑料对高等植物影响机理及潜在生态风险,并针对微塑料对高等植物的影响及生态效应提出研究展望,为今后微塑料的污染防控提供科学依据.     

海洋环境中的微塑料及其附着生物研究进展

近年来,废弃塑料造成的白色污染引起了人们的广泛关注.小于5 mm的塑料微粒(微塑料)在海洋环境中广泛分布,其表面附着生物,既包括对海洋生物甚至人体有害的潜在致病菌,又存在能够减少其污染的塑料分解菌.微塑料因其难降解的特性,可以在水环境中持久存在,其表面附着的微生物也能够长期稳定地生存.此外,微塑料可能通过食物链传递给更高营养级的生物,会被误食而影响到鱼类生长.本文综述了微塑料在海洋环境中的分布,微塑料表面含有或附着的有害物质对生物体的可能影响.探讨了微塑料表面附着的致病微生物及塑料分解微生物的生态效应,以及微塑料通过食物链向高营养级传递的可能性.对微塑料分布和表面附着生物可能引起的生态风险进行了分析.还指出了在塑料垃圾和微塑料对海洋生态系统的影响方面需要有更多的研究,以全面认识海洋微塑料及其附着物的生态效应,为海洋塑料污染治理提供科学依据.     

污水厂污水中微塑料的消解方法的研究

水环境中存在大量微塑料这一问题已经逐渐引起广泛关注。研究污水处理厂中微塑料的相关规律与分布,对于解决水环境中的微塑料污染至关重要。而污水厂污水中含有大量生物体成分,这对检测计数工作有很大的干扰,因此需要确定污水中微塑料的前处理技术。本文研究水样中常用的5种消解方法,分别为KOH、NaOH、H2O2、HNO3·HCl以及HNO3,探究不同的消解方法对模拟污水中微塑料的消解效果、回收率以及表面形态的影响,并通过正交实验选出最佳的微塑料消解方法。研究表明在5种消解方法中,H2O2的消解效果较强,且对微塑料的回收率影响最小,此外H2O2对微塑料的表面形态也没有明显影响,回收率最高可达到96.7%±0.3%,表明该消解法是一种适用于测定污水厂污水中微塑料的前处理技术。     

海洋微塑料污染研究发展态势及存在问题

微塑料(直径小于5 mm)广泛分布于全球海洋中,由其引发的污染问题近年来不仅逐步成为全球生态与环境科学的研究热点和前沿,更受到各国政府机构、社会公众及非政府组织的大量关注.海洋塑料污染问题早在20世纪70年代就被发现,但近年来才在国际范围内得到重视,国内外研究进展迅速.然而,当前海洋微塑料研究与应对仍然存在许多问题,需要进一步明确与解决.本文系统阐述了国际海洋微塑料污染研究的历史过程及关键事件和节点,以及这些事件在推动海洋微塑料污染研究和应对中发挥的作用和意义,并详细地介绍了中国海洋微塑料污染的研究和应对的现况,以及海洋微塑料污染研究存在的问题.     

微塑料暴露下有/无植物人工湿地脱氮性能的对比

为揭示湿地植物对微塑料暴露湿地脱氮性能的影响,构建了2组垂直流人工湿地(黄菖蒲湿地和无植物湿地),对比了聚苯乙烯微塑料(PS MPs)短期和长期暴露下2组湿地植物和微生物生态效应及脱氮性能的差异.结果表明,2组湿地均可实现PS MPs的有效去除,去除率均超过99.8%;PS MPs短期暴露下,黄菖蒲湿地体现出更高的脱氮性能;而PS MPs的长期暴露对黄菖蒲光系统和抗氧化系统将产生不利影响,叶片光合色素质量分数下降了13.92%～26.15%;PS MPs短期及长期暴露下,黄菖蒲湿地中微生物物种丰富度和多样性更高,硝化细菌和反硝化细菌的整体丰度也高于无植物湿地.以上结果为同步去除污水中氮素和微塑料的人工湿地设计提供了参考.     

罗丹明B染色法快速测定土壤中微塑料

使用罗丹明B对微塑料进行快速染色,在波长为365 nm的紫外光下显示荧光,从而将微塑料在土壤介质中分离.选择聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯和聚苯乙烯为试验材料,将乙醇和去离子水作为溶剂,对罗丹明B的着色能力进行研究;对处在不同条件下的微塑料荧光稳定性进行了评价.结果表明,乙醇是溶解罗丹明B的最佳溶剂,在红外光谱检测时罗丹明B染色对微塑料识别无显著影响,对处于不同条件下的微塑料仍保持荧光稳定.在加标回收实验中,ZnCl2浮选液对土壤中微塑料分离效果较好,PE和PS回收率均达到99％以上,PP和PU的回收率均高于97％,同组试验回收率稳定,RSD值均小于2％.     

大肠杆菌在微塑料上定殖自主实验

环境中微塑料的浓度正逐年上升.微生物在微塑料上形成生物膜从而会影响其在水中的沉降和传输行为,并且可能影响病原微生物在水体中的输移.通过大肠杆菌的培养、 结晶紫染色和平板计数法分析了水体中溶解性有机物浓度对大肠杆菌在微塑料上的定殖,并分析了羟基自由基的产生对定殖的影响.结果发现水中溶解性有机物可以促进大肠杆菌的定殖.该实...     

基于改进BP神经网络的微裂纹漏磁定量识别

漏磁检测是铁磁材料常用的无损检测方法之一,定量识别是指通过检测到的漏磁信号识别裂纹的尺寸.采用主成分分析和优化神经网络相结合的建模方法,建立了微裂纹宽度与深度的预测模型.主成分分析去除了数据相关性,减小了输入样本维数,显著简化了网络结构;遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP神经网络)可以有效地防止搜索过程中陷入局部最优解.通过基于磁偶极子模型的理论计算与人工刻槽微裂纹漏磁检测实验两种途径验证了该算法在微裂纹定量识别中的应用,为裂纹发展阶段的早期定量识别技术奠定了一定的基础.     

水体微塑料的垂向分布及采样方法比较研究——以九龙江河口为例

由于受到潮汐过程的影响,河口区微塑料的调查和研究存在着方法不统一、数据误差较大的问题.2019年夏季使用泵采法在九龙江河口开展原位全水层微塑料采样,对不同水层、不同站位间的微塑料丰度及其赋存特征进行分析,并与其他在该河口的相关调查研究结果进行对比.结果表明:九龙江河口表、中、底层水体中的微塑料赋存量存在明显差异,河流入海口及靠近污染源处表层水中微塑料丰度明显高于中、底层中,在潮汐作用剧烈的河口区,中、底层中微塑料丰度高于表层水中,存在明显分层现象;使用不同采样方法获取的微塑料数量浓度值存在较大差异,泵采法相比拖网法能更有效地截留塑料纤维;使用泵采法过滤水样体积、滤经筛网孔径大小都对收集到的微塑料丰度、尺寸有显著影响.采样方法的不同将导致微塑料丰度结果的显著差异,在潮汐河口进行微塑料监测有必要将潮汐作用考虑在内.因此,建议建立潮汐河口的微塑料业务化监测和通量观测,并采用洪、枯季,大、小潮的全潮时段的观测采样方法.     

野外农田系统中聚乙烯微塑料对土壤-小麦系统的影响

塑料制品的大量生产和广泛应用导致土壤的微塑料(粒径小于5 mm)污染日益严重.采用野外lysimeter系统开展了为期半年的实验,研究野外实际环境中聚乙烯微塑料对土壤理化性质、小麦生长和土壤微生物群落的影响.结果表明,147和782mg·kg-1聚乙烯微塑料暴露对小麦秸秆和籽粒生物量、土壤微生物群落的多样性和结构组成均...     

追踪海洋中的微塑料

正近年来,媒体上频频爆出"海洋被微塑料污染,海产品还能不能吃""食盐中也有微塑料"等新闻。微塑料是什么?吃海产品就等于吃塑料吗?     

海南东部海水养殖区水体、沉积物中微塑料的分布特征

本研究利用现场采样、密度浮选、消解、拉曼光谱鉴定等方法,分别采集了海南东部海水养殖区万宁小海泻湖等11个站位的水体、表层沉积物样品,对样品中微塑料的丰度、粒径、类型和化学成分等特征进行了分析.研究结果表明:水体中MPs含量范围为1 150～9 650 n·m~(-3),沉积物中MPs含量范围为8～370 n·kg~(-1),水体中检出的纤维型微塑料高达91.30%,另有少量的球型和碎片型微塑料;沉积物中仅检出纤维和碎片型微塑料,分别占96.86%和3.14%.水体中MPs的颜色以褐色为主(46.64%),蓝色、红色、白色、透明的占10.95%～13.9%;沉积物中MPs以白色(48.06%)、褐色(36.23%)为主,其他颜色均低于10%.2 mm以下MPs粒径在水体和沉积物中占绝大多数,其比例分别高达89.22%和90.39%.此外,经拉曼光谱仪(Raman spectroscopy)鉴定,海水和沉积物中检测出的微塑料主要为聚乙烯和尼龙2种,且多数样品以尼龙为主.沉积物中的MPs在粒径、形状及成分上与海水具有相似性,说明近岸海水及沉积物可能有相同的污染源.与相关文献研究结果相比,海南东部海水养殖区的水体和沉积物中微塑料的分布处于中等水平,本研究为海南岛近岸海域中微塑料的监测防控和海岸带保护提供了重要的基础数据.     

微生物膜研究方法和潜在的控制技术

在自然界中,微生物的生物膜模式对其生命循环具有十分重要的意义,已成为当前有关微生物学研究的热点之一,对其研究已引起越来越多的科学工作者的兴趣.然而,由于缺乏针对微生物膜结构的复杂性、多变性和相关的生理生化活性的高效的方法使研究工作受到限制.本文结合微生物膜研究的最新进展,介绍了几种研究微生物膜的发生装置以及检测技术,并概述了几种潜在的控制和去除微生物膜的方法.     

基于青海弧菌Q67的饮用水取水环境虚拟检测仪器

采用将淡水发光微生物Q67的检测同LabVIEW虚拟技术检测相结合的方法,研究了基于青海弧菌Q67的虚拟仪器对饮用取水环境检测的可行性.以苯酚为急性毒物的样本,将此方法同常规发光微生物检测方法相比较,结果表明两种方法的检测结果相关系数为0.99.这一结果证明该方法可用于饮用水取水环境的检测,同时表明基于青海弧菌Q67的虚拟仪器方法具有信号处理简捷及利于网络化的优点,特别是为饮用水环境急性毒物实现物联网检测打下了基础.     

冠醚功能化的纤维素微球与锶离子的构效关系研究

放射性核素锶的分离去除对核废物的处理具有重要意义.通过辐射接枝的方法合成了一种以纤维素微球为基材的冠醚功能化微球,利用红外光谱、X射线光电子能谱、热失重等手段表征微球的结构组成,并通过理论计算研究了其与锶离子的构效关系.结果表明,功能化过程中引入的官能团在一定程度上会影响冠醚结构的配位能力,此外功能化微球的吸附分离能力与锶离子所处的环境有关.该研究为分离去除锶元素的微球设计和应用提供了一定的指导意见.