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江苏大学Eliasu Issaka团队:环境中微塑料的直接检测现状及其对毒理效应的影响

2023-02-07 10:02:07 来源:CEJ Advances

文章摘要

微塑料(MP),一种新型污染物,由于体积小且在自然条件下难以降解而受到了广泛的关注。MP的原生来源是体积较小且使用后会排放到地球中的塑料微粒,例如微塑料工厂溢出物中的树脂颗粒。MPs也可以通过二次来源产生,例如大碎片和颗粒的分解,或服饰、轮胎和刹车片磨损过程中释放的灰尘。由于河流蜿蜒穿过城市,并将塑料相关企业的废水和其他下水道污染物输送其中,这自然导致河流中的MP污染与陆地环境密切相关。目前的报告显示,上游流域产生的塑料垃圾量与河流中的塑料垃圾量呈正相关。虽然MPs的传感方法有很多,但仍存在一些限制,例如传感时间长、错误率高以及设备昂贵等,这使得在自然环境中检测MPs变得困难。迫切需要直接、快速、有效和精确的MP传感技术来改善环境条件。本研究重点关注了目前用于检测MP的分析方法。还概述了水环境和沉积物中MP污染的直接检测方法。最后,讨论了MPs对水生生物和其他生物体的毒理学影响。

激光直接红外光谱法对化粪池中MPs的直接检测

图1:激光直接红外光谱法对化粪池中MPs的直接检测

前言导读

以人为中心的环境压力部分来源于海洋生物中塑料残留物(PR)的累积。由于寿命长加之监测不足,导致其在自然生境中极端富集。塑料会在环境中分解成直径小于0.5×10毫米的微小颗粒(微塑料)。然而,除了自然降解产生的MP,还有部分MP是作为工厂制造商品的成分而被有目的地生产,这些MPs的归宿通常是环境。MPs的大小非常重要,因为其生物蓄积性随着尺寸的减小而增加,从而对整个水生食物网构成风险。此外,塑料具有从环境中吸收有机污染物(OP)的能力,因而其含有化学添加剂,这使其成为野生动物接触化学品的一大来源。

尽管海洋塑料垃圾是主要的社会和科学问题,但淡水生态系统中普遍存在的MPs也不容忽视,它们可以吸附微污染物并危害淡水物种。MPs对淡水生态系统的影响令人担忧,因此需要对直接检测水和沉积物中MPs的方法进行广泛研究。此外,需要进一步调研存在多种添加剂(如抗氧化剂、光稳定剂、增塑剂、阻燃剂、颜料和风化剂)时MPs的检测。聚乙烯(PE)是淡水中反复发现的聚合物,其次是聚苯乙烯(PS),MPs残留量有十倍。由于MP的化学成分及其高比表面积,其作为水生污染物的聚集增加。此外,人们对PR与药物、植物检疫化合物和内分泌干扰物等污染物之间的关系知之甚少。

聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是目前在海洋环境中发现的一些主要MPs。MPs由于微小的尺寸而对海洋物种造成更大的危害。此外,这些易感海洋生物的食用为MP到达人体提供了途径。现有研究主要关注MPs的起源、命运和排放以及检测情况。这篇综述进一步描述了水和沉积环境中MPs污染的直接检测方法,并讨论了MPs对水生生物和其他生物的毒性作用。

总结

塑料在我们的日常生活中发挥着重要作用。尽管如此,由于监测和修复不力,微塑料(MP)在环境中仍然普遍存在并产生污染。MPs在水环境中的存在完全是由于人为活动造成的。在城市化的水体和水生生物中发现了大量的MP。然而,MPs在深海沉积物和极地地区的存在表明这种发展中的污染物正在从其起源地迁移到新的地点。水生生物吸收MP会导致相当大的健康风险以及各种有害后果。此外,全球海洋食品的消费使得MPs很容易通过食物链进入人体。上游流域产生的塑料垃圾数量与河流中塑料垃圾的浓度直接相关。尽管现在可以使用多种传感技术,但仍然存在一些限制,例如传感周期长、误检率高和传感设备昂贵等,这使得在自然环境中识别MP成为问题。开发快速、有效和精确的MP传感技术是改善环境条件的当务之急。