微塑料的环境影响行为及其在我国的分布状况.pdf
第 3 2 卷 第 9 期 2 0 1 9 年 9 月 环 境 科 学 研 究 R e s e a r c h o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s V o l . 3 2 ꎬ N o . 9 S e p . ꎬ 2 0 1 9 收 稿 日 期 2 0 1 9  ̄ 0 2  ̄ 1 6 修 订 日 期 2 0 1 9  ̄ 0 6  ̄ 2 6 作 者 简 介 朱 莹 1 9 9 6  ̄ ꎬ 女 ꎬ 江 苏 扬 州 人 ꎬ 6 2 7 0 3 1 6 0 9 @ q q . c o m . ∗ 责 任 作 者 ꎬ 罗 景 阳 1 9 8 9  ̄ ꎬ 男 ꎬ 湖 南 湘 潭 人 ꎬ 讲 师 ꎬ 博 士 ꎬ 主 要 从 事 有 毒 有 害 污 染 物 控 制 理 论 与 技 术 及 有 机 废 物 的 资 源 化 利 用 研 究 ꎬ l u o j y 2 0 1 6 @ h h u . e d u . c n 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 N o . 5 1 7 0 8 1 7 1 ꎻ 一 流 学 科 建 设 项 目 ꎻ 江 苏 高 校 优 势 学 科 建 设 工 程 项 目 S u p p o r t e d b y N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a N o . 5 1 7 0 8 1 7 1 ꎻ C o n s t r u c t i o n P l a n o f F i r s t  ̄ C l a s s D i s c i p l i n e ꎬ C h i n a ꎻ P r i o r i t y A c a d e m i c P r o g r a m D e v e l o p m e n t o f J i a n g s u H i g h e r E d u c a t i o n I n s t i t u t i o n s P A P D ꎬ C h i n a 微 塑 料 的 环 境 影 响 行 为 及 其 在 我 国 的 分 布 状 况 朱 莹 1 ꎬ 2 ꎬ 曹 淼 1 ꎬ 2 ꎬ 罗 景 阳 1 ꎬ 2 ∗ ꎬ 章 钦 1 ꎬ 2 ꎬ 操 家 顺 1 ꎬ 2 1 . 河 海 大 学 ꎬ 浅 水 湖 泊 综 合 治 理 与 资 源 开 发 教 育 部 重 点 实 验 室 ꎬ 江 苏 南 京 2 1 0 0 9 8 2 . 河 海 大 学 环 境 学 院 ꎬ 江 苏 南 京 2 1 0 0 9 8 摘 要 微 塑 料 是 一 种 存 在 于 不 同 环 境 介 质 中 的 新 兴 污 染 物 ꎬ 因 其 分 布 范 围 广 、 潜 在 环 境 危 害 大 ꎬ 近 年 来 逐 渐 引 起 人 们 的 广 泛 关 注 . 主 要 分 析 了 微 塑 料 的 环 境 影 响 行 为 及 机 制 ꎬ 以 及 微 塑 料 在 我 国 污 水 处 理 厂 、 土 壤 、 地 表 水 和 海 洋 等 环 境 介 质 中 的 分 布 特 征 及 影 响 因 素 . 结 果 表 明 ꎬ 微 塑 料 可 通 过 物 理 、 化 学 、 载 体 等 多 重 作 用 危 害 生 态 环 境 健 康 ꎬ 甚 至 微 塑 料 会 随 着 食 物 链 由 低 营 养 级 向 高 营 养 级 传 递 ꎬ 对 人 类 食 品 安 全 造 成 潜 在 威 胁 . 我 国 污 水 处 理 系 统 、 土 壤 及 不 同 水 体 环 境 河 流 、 湖 泊 、 海 洋 及 饮 用 水 等 均 受 到 不 同 程 度 的 微 塑 料 污 染 ꎬ 并 且 其 污 染 水 平 总 体 高 于 国 外 ꎬ 这 可 能 与 我 国 较 大 的 人 口 密 度 相 关 . 进 一 步 分 析 发 现 ꎬ 我 国 环 境 中 微 塑 料 的 分 布 呈 现 一 定 的 地 域 差 异 性 ꎬ 其 分 布 特 征 不 仅 与 人 类 活 动 、 地 区 经 济 、 工 业 结 构 与 发 展 水 平 等 因 素 密 切 相 关 ꎬ 同 时 污 水 处 理 厂 的 处 理 处 置 工 艺 、 环 境 容 量 也 会 影 响 环 境 中 微 塑 料 的 污 染 水 平 . 针 对 我 国 微 塑 料 污 染 研 究 现 状 ꎬ 建 议 后 续 从 微 塑 料 的 生 物 毒 性 效 应 、 时 空 分 布 特 征 及 其 在 环 境 介 质 中 的 迁 移 转 化 规 律 等 方 面 进 一 步 深 入 研 究 ꎬ 以 便 更 加 全 面 地 了 解 我 国 微 塑 料 污 染 现 状 及 其 潜 在 的 环 境 生 态 风 险 ꎬ 并 为 微 塑 料 的 污 染 防 控 提 供 指 导 . 关 键 词 微 塑 料 ꎻ 新 兴 污 染 物 ꎻ 环 境 影 响 行 为 ꎻ 分 布 特 征 中 图 分 类 号 X 5 0 8 文 章 编 号 1 0 0 1  ̄ 6 9 2 9 2 0 1 9 0 9  ̄ 1 4 3 7  ̄ 1 1 文 献 标 志 码 A D O I 1 0 1 3 1 9 8 ∕ j i s s n 1 0 0 1  ̄ 6 9 2 9 2 0 1 9 0 7 0 4 D i s t r i b u t i o n a n d P o t e n t i a l R i s k s o f M i c r o p l a s t i c s i n C h i n a A R e v i e w Z H U Y i n g 1 ꎬ 2 ꎬ C A O M i a o 1 ꎬ 2 ꎬ L U O J i n g y a ng 1 ꎬ 2 ∗ ꎬ Z H A N G Q i n 1 ꎬ 2 ꎬ C A O J i a s h un 1 ꎬ 2 1 . K e y L a b o r a t o r y o f I n t e g r a t e d R e g u l a t i o n a n d R e s o u r c e D e v e l o p m e n t o n S h a l l o w L a k e s ꎬ M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ꎬ H o h a i U n i v e r s i t y ꎬ N a n j i n g 2 1 0 0 9 8 ꎬ C h i n a 2 . C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t ꎬ H o h a i U n i v e r s i t y ꎬ N a n j i n g 2 1 0 0 9 8 ꎬ C h i n a A b s t r a c t D u e t o t h e i r w i d e d i s t r i b u t i o n a n d h u g e p o t e n t i a l r i s k s t o t h e e n v i r o n m e n t ꎬ m i c r o p l a s t i c s a s e m e r g i n g p o l l u t a n t s h a v e a r o u s e d g r e a t p u b l i c c o n c e r n . T h i s r e s e a r c h e v a l u a t e s t h e p o t e n t i a l e n v i r o n m e n t a l r i s k s a n d m e c h a n i s m s o f m i c r o p l a s t i c s . T h e d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s o f m i c r o p l a s t i c s i n C h i n a a n d t h e m a i n i n f l u e n c i n g f a c t o r s i n t h e w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t s ꎬ s o i l ꎬ s u r f a c e w a t e r a n d o c e a n i n C h i n a a r e a l s o i d e n t i f i e d . T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t m i c r o p l a s t i c s c o u l d e x h i b i t e c o l o g i c a l r i s k s v i a v a r i o u s p h y s i c a l ꎬ c h e m i c a l r o u t e s o r s e r v i n g a s p o l l u t a n t s  ̄ c a r r i e r . B e s i d e s ꎬ m i c r o p l a s t i c s c o u l d t r a n s f e r v i a f o o d c h a i n a n d p o s e p o t e n t i a l t h r e a t s t o h u m a n s . M i c r o p l a s t i c s w i d e l y d i s t r i b u t e i n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t s y s t e m s ꎬ s o i l s a n d d i f f e r e n t a q u a t i c e n v i r o n m e n t s r i v e r s ꎬ l a k e s ꎬ o c e a n s ꎬ d r i n k i n g w a t e r ꎬ e t c . T h e p o l l u t i o n l e v e l i s e v e n m o r e s e v e r e i n C h i n a c o m p a r e d t o t h a t i n f o r e i g n c o u n t r i e s ꎬ w h i c h m a y b e r e l a t e d t o C h i n a ′ s l a r g e p o p u l a t i o n d e n s i t y . M o r e o v e r ꎬ m i c r o p l a s t i c p o l l u t i o n i s f o u n d t o e x h i b i t o b v i o u s r e g i o n a l d i f f e r e n c e . T h e d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s o f m i c r o p l a s t i c s i n C h i n a a r e h i g h l y c o r r e l a t e d w i t h a n t h r o p o g e n i c a c t i v i t i e s a n d t h e e c o n o m i c a l a n d i n d u s t r i a l d e v e l o p m e n t i n d i f f e r e n t r e g i o n s . B e s i d e s ꎬ t h e t r e a t m e n t p r o c e s s e s o f w a s t e w a t e r t r e a t m e n t s y s t e m s a n d t h e e n v i r o n m e n t a l c a p a c i t y w o u l d a l s o a f f e c t t h e p o l l u t i o n l e v e l o f m i c r o p l a s t i c s i n t h e e n v i r o n m e n t . H o w e v e r ꎬ t h e c u r r e n t i n v e s t i g a t i o n o f m i c r o p l a s t i c p o l l u t i o n i n C h i n a i s s t i l l i n i t s i n f a n c y . I n o r d e r t o b e t t e r u n d e r s t a n d t h e m i c r o p l a s t i c p o l l u t i o n ꎬ t h e p o t e n t i a l e c o l o g i c a l r i s k s a n d t h e e f f i c i e n t c o n t r o l l i n g s t r a t e g y t o a v o i d t h e i r e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n i n C h i n a ꎬ m o r e r e s e a r c h e s s h o u l d f o c u s o n t h e b i o l o g i c a l t o x i c i t y e f f e c t s ꎬ d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s ꎬ a n d t h e m i g r a t i o n a n d t r a n s p o r t b e h a v i o r s . K e y w o r d s m i c r o p l a s t i c s ꎻ n e w  ̄ e m e r g i n g p o l l u t a n t ꎻ e n v i r o n m e n t a l r i s k s ꎻ d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s 环 境 科 学 研 究 第 3 2 卷微 塑 料 的 概 念 于 20 0 4 年 首 次 被 提 出 ꎬ 主 要 是 指 粒 径 在 5 m m 以 下 的 小 颗 粒 塑 料 [ 1 ] . 根 据 微 塑 料 的 形 成 方 式 ꎬ 可 将 其 进 一 步 分 为 原 生 微 塑 料 与 次 生 微 塑 料 . 其 中 ꎬ 原 生 微 塑 料 指 人 造 粒 径 小 于 5 m m 的 塑 料 颗 粒 ꎬ 广 泛 存 在 于 个 人 护 理 产 品 或 工 业 原 料 中 ꎬ 而 次 生 微 塑 料 主 要 来 源 于 合 成 化 纤 纺 织 品 的 断 裂 和 大 块 塑 料 的 磨 损 破 碎 . B r o w n e 等 [ 2 ] 研 究 表 明 ꎬ 在 日 常 清 洗 衣 物 过 程 中 ꎬ 每 次 清 洗 可 产 生 1 9 00 多 个 纤 维 进 入 废 水 中 . 另 外 ꎬ 在 紫 外 辐 射 、 水 体 扰 动 、 波 浪 击 打 、 物 理 磨 损 、 生 物 栖 息 以 及 冻 融 循 环 等 作 用 下 也 将 导 致 大 块 塑 料 发 生 碎 化 和 降 解 ꎬ 逐 渐 形 成 微 塑 料 [ 3 ] . 由 于 塑 料 制 品 的 大 量 生 产 和 排 放 ꎬ 使 得 微 塑 料 广 泛 存 在 于 不 同 环 境 介 质 中 ꎬ 逐 渐 成 为 一 种 新 型 污 染 物 而 受 到 各 国 研 究 者 的 广 泛 关 注 . 目 前 ꎬ 全 球 每 年 塑 料 生 产 量 高 达 3 35 1 0 8 t ꎬ 但 仅 有 2 0 % 的 废 弃 塑 料 被 焚 烧 处 理 或 者 循 环 利 用 [ 4 ] . 大 量 废 弃 塑 料 通 过 各 种 途 径 进 入 不 同 环 境 介 质 中 ꎬ 分 解 转 化 成 微 塑 料 ꎬ 造 成 潜 在 的 环 境 危 害 . 据 统 计 ꎬ 2010 年 全 球 由 沿 海 城 市 向 海 洋 输 入 的 塑 料 垃 圾 为 4 8 1 0 6 12 7 10 6 t [ 5 ] . 海 洋 环 境 中 微 塑 料 含 量 不 断 增 加 ꎬ 全 世 界 海 洋 漂 浮 的 微 塑 料 已 超 过 5 10 1 2 个 ꎬ 海 洋 生 态 系 统 经 济 损 失 超 过 1 3 10 1 0 美 元 ∕ a [ 6 ] . 随 着 研 究 的 不 断 深 入 ꎬ 在 全 球 不 同 污 水 处 理 厂 的 污 水 、 污 泥 以 及 土 壤 、 地 表 水 甚 至 在 饮 用 水 体 等 介 质 中 也 都 发 现 了 微 塑 料 的 大 量 存 在 . 如 M a r t i n 等 [ 7 ] 在 3 个 自 来 水 厂 的 原 水 和 处 理 后 的 水 中 均 发 现 了 微 塑 料 ꎬ 其 含 量 分 别 高 达 1 473 3 605 和 33 8 6 2 8 个 ∕ L . 环 境 介 质 中 大 量 存 在 的 微 塑 料 由 于 粒 径 小 、 降 解 能 力 弱 等 特 点 ꎬ 极 易 通 过 摄 食 等 途 径 在 微 生 物 体 内 累 积 . 微 塑 料 逐 渐 受 到 众 多 学 者 的 关 注 ꎬ 相 关 研 究 [ 8  ̄ 1 0 ] 也 急 剧 增 多 ꎬ 结 果 表 明 ꎬ 微 塑 料 普 遍 存 在 于 海 洋 生 物 体 内 ꎬ 甚 至 在 人 体 粪 便 中 也 检 测 到 多 达 9 种 不 同 的 微 塑 料 . 微 塑 料 在 生 物 体 内 的 大 量 累 积 将 产 生 潜 在 的 生 物 毒 性 和 生 态 风 险 ꎬ 研 究 [ 1 1 ] 表 明 ꎬ 鲈 鱼 长 期 暴 露 在 高 浓 度 的 微 塑 料 中 ꎬ 不 仅 鱼 卵 的 孵 化 率 会 大 幅 降 低 ꎬ 而 且 幼 鱼 也 会 因 摄 食 微 塑 料 导 致 生 长 缓 慢 或 死 亡 . 因 此 ꎬ 微 塑 料 在 环 境 介 质 中 的 分 布 、 迁 移 转 化 以 及 潜 在 环 境 影 响 已 成 为 目 前 的 研 究 热 点 . 我 国 是 世 界 上 最 大 的 塑 料 生 产 国 ꎬ 其 污 染 现 状 不 容 乐 观 [ 1 2 ] . 研 究 [ 1 3 ] 显 示 ꎬ 我 国 每 年 塑 料 制 品 产 量 达 到 7 52 1 0 7 t ꎬ 排 入 海 洋 的 塑 料 碎 片 垃 圾 质 量 为 1 32 1 0 6 3 53 1 0 6 t ꎬ 被 认 为 是 全 球 产 生 海 洋 塑 料 碎 片 最 多 的 国 家 . 此 外 ꎬ 大 量 微 塑 料 还 可 通 过 填 埋 或 污 泥 回 用 等 方 式 进 入 土 壤 ꎬ 对 土 壤 生 态 系 统 带 来 了 潜 在 威 胁 . 但 是 ꎬ 近 5 年 来 我 国 才 逐 渐 对 微 塑 料 开 展 研 究 ꎬ 人 们 对 其 污 染 现 状 及 环 境 危 害 等 认 识 还 比 较 有 限 [ 8 ] . 因 此 ꎬ 该 文 在 已 有 相 关 研 究 基 础 上 ꎬ 分 析 总 结 微 塑 料 的 环 境 影 响 行 为 ꎬ 重 点 阐 述 微 塑 料 在 我 国 污 水 处 理 厂 、 土 壤 和 水 体 等 环 境 介 质 中 的 分 布 特 点 及 原 因 ꎬ 并 对 相 关 研 究 方 向 提 出 展 望 ꎬ 以 期 为 后 续 深 入 了 解 和 研 究 微 塑 料 污 染 的 现 状 及 生 态 风 险 提 供 一 定 的 参 考 . 1 微 塑 料 的 环 境 影 响 行 为 及 机 制 微 塑 料 可 以 通 过 物 理 、 化 学 、 载 体 等 多 重 作 用 和 途 径 进 入 环 境 生 态 系 统 见 图 1 . 由 于 微 塑 料 的 量 级 与 许 多 动 物 的 食 物 量 级 相 近 ꎬ 因 此 微 塑 料 易 被 动 物 误 食 ꎬ 并 随 着 食 物 链 从 低 营 养 级 向 高 营 养 级 传 递 ꎬ 最 终 很 有 可 能 出 现 在 人 类 的 餐 桌 上 ꎬ 对 人 体 健 康 产 生 的 潜 在 风 险 . 1 1 微 塑 料 的 物 理 毒 害 作 用 微 塑 料 的 粒 径 较 小 ꎬ 易 被 生 物 误 食 ꎬ 如 在 浮 游 动 物 、 底 栖 无 脊 椎 动 物 、 鱼 类 和 大 型 海 洋 哺 乳 动 物 等 生 物 体 内 都 发 现 了 大 量 微 塑 料 的 存 在 [ 6 ] . B o e r g e r 等 [ 1 4 ] 通 过 研 究 北 太 平 洋 中 央 环 流 区 域 的 鱼 类 发 现 ꎬ 约 3 5 % 的 鱼 类 肠 道 中 都 检 测 到 了 微 塑 料 ꎻ 也 有 研 究 [ 1 5 ] 表 明 ꎬ 典 型 底 栖 动 物 海 参 进 食 时 会 利 用 触 角 选 择 性 摄 食 微 塑 料 . 微 塑 料 一 旦 被 生 物 摄 食 进 入 体 内 ꎬ 将 对 生 物 产 生 机 械 损 伤 ꎬ 造 成 进 食 器 官 的 堵 塞 ꎬ 阻 碍 动 物 继 续 进 食 ꎬ 或 者 引 起 假 的 饱 食 感 [ 1 6 ] ꎬ 最 终 导 致 生 物 摄 食 效 率 降 低 、 生 长 缓 慢 、 受 伤 或 者 死 亡 . 如 B r o w ne 等 [ 1 7 ] 发 现 ꎬ 紫 贻 贝 在 微 塑 料 污 染 水 体 中 暴 露 48 d 后 ꎬ 在 其 血 淋 巴 中 发 现 了 微 塑 料 的 存 在 ꎬ 其 滤 食 效 率 也 因 此 降 低 [ 1 8 ] ꎻ W r i g h t 等 [ 1 9 ] 研 究 海 洋 蠕 虫 时 也 得 到 相 同 结 论 ꎬ 海 洋 蠕 虫 由 于 摄 食 活 动 减 少 、 消 化 时 间 延 长 、 炎 症 等 导 致 能 量 储 备 降 低 5 0 % . 此 外 ꎬ 微 塑 料 不 易 降 解 ꎬ 生 物 体 中 的 微 塑 料 将 通 过 食 物 链 途 径 ꎬ 不 断 生 物 累 积 最 终 进 入 人 体 ꎬ 对 人 类 健 康 产 生 潜 在 危 害 . 如 C a uw e n be r g he 等 [ 2 0 ] 研 究 发 现 ꎬ 紫 贻 贝 和 太 平 洋 牡 蛎 等 商 业 贝 类 中 微 塑 料 含 量 为 0 4 7 ± 0 1 6 个 ∕ g ꎬ 以 此 估 算 ꎬ 欧 洲 贝 类 消 费 者 每 年 的 饮 食 暴 露 量 以 微 塑 料 计 可 达 1 1 10 4 个 . 1 2 微 塑 料 的 化 学 毒 害 作 用 在 塑 料 生 产 过 程 中 ꎬ 为 了 使 塑 料 具 有 一 些 特 殊 的 物 理 性 质 ꎬ 常 加 入 一 些 增 塑 剂 等 化 学 成 分 . 双 酚 A 、 邻 苯 二 甲 酸 酯 、 多 溴 联 苯 醚 等 [ 2 1 ] 等 增 塑 剂 属 于 内 分 泌 干 扰 物 或 具 有 显 著 的 生 物 毒 性 ꎬ 其 不 与 聚 合 分 子 结 合 或 结 合 作 用 很 弱 ꎬ 在 微 塑 料 的 迁 移 转 化 过 程 中 逐 渐 被 释 放 出 来 ꎬ 进 入 生 物 体 内 ꎬ 改 变 生 物 的 内 分 泌 功 能 ꎬ 影 8 3 4 1第 9 期 朱 莹 等 微 塑 料 的 环 境 影 响 行 为 及 其 在 我 国 的 分 布 状 况 图 1 微 塑 料 的 环 境 影 响 行 为 及 在 我 国 的 分 布 现 状 F i g . 1 P o t e n t i a l e n v i r o n m e n t a l r i s k s a n d t h e d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s o f m i c r o p l a s t i c s i n C h i n a 响 其 生 殖 和 发 育 等 . 双 酚 A 和 邻 苯 二 甲 酸 盐 等 增 塑 剂 现 已 被 证 实 会 影 响 甲 壳 类 和 端 足 类 的 发 育 ꎬ 诱 发 遗 传 畸 变 [ 2 2 ] . 研 究 [ 2 3 ] 表 明 ꎬ 海 洋 塑 料 颗 粒 中 含 有 大 量 这 类 增 塑 剂 ꎬ 这 将 对 海 洋 生 态 系 统 产 生 巨 大 的 潜 在 危 害 . 1 3 微 塑 料 的 多 重 载 体 作 用 微 塑 料 由 于 具 有 较 强 的 疏 水 性 和 相 对 较 大 的 比 表 面 积 ꎬ 能 富 集 高 浓 度 的 多 氯 联 苯 和 有 机 氯 农 药 [ 2 4  ̄ 2 5 ] 、 烃 类 [ 2 6 ] 、 重 金 属 [ 2 7 ] 等 持 久 性 有 机 污 染 物 ꎬ 如 聚 乙 烯 微 塑 料 1 0 1 80 μ m 多 氯 联 苯 类 物 质 的 富 集 浓 度 与 沉 积 物 浓 度 相 当 ꎬ 而 当 微 塑 料 粒 径 降 至 纳 米 级 70 n m 时 ꎬ 其 吸 附 能 力 还 将 高 出 1 2 个 数 量 级 . 当 微 塑 料 颗 粒 和 有 机 染 污 物 的 结 合 体 被 生 物 摄 食 进 入 其 消 化 系 统 后 ꎬ 结 合 体 中 的 化 学 物 质 在 表 面 活 性 剂 的 作 用 下 被 释 放 出 来 ꎬ 对 生 物 产 生 复 合 毒 性 效 应 . R o c hm a n 等 [ 2 8 ] 研 究 发 现 ꎬ 日 本 青 鳉 长 期 暴 露 在 携 带 内 分 泌 干 扰 物 质 的 微 塑 料 中 ꎬ 雌 鱼 的 基 因 表 达 显 著 下 调 ꎬ 雄 鱼 的 生 殖 细 胞 异 常 增殖 . 此 外 ꎬ研 究 [ 2 9 ] 表 明 ꎬ微 塑 料 和 多 环 芳 烃 的 复 合 暴 露 会 使 贻 贝 的 血 淋 巴 、 腮 和 消 化 道 组 织 出 现 明 显 的 多 环 芳 烃 积 累 ꎬ 产 生 免 疫 反 应 、氧 化 应 激 反 应 、 神 经 毒 性 效 应 和 基 因 毒 性 等 生 物 效 应 . 微 塑 料 由 于 稳 定 性 高 、 质 量 轻 且 具 有 良 好 的 流 动 性 ꎬ 可 随 着 水 流 做 长 距 离 的 迁 移 ꎬ 成 为 微 生 物 、 藻 类 和 昆 虫 等 生 物 附 着 生 长 的 载 体 . 在 天 然 水 体 中 ꎬ 微 塑 料 表 面 大 约 1 周 内 便 可 附 着 生 物 膜 ꎬ 生 物 膜 上 含 有 大 量 的 微 生 物 、 藻 类 和 虫 卵 [ 3 0 ] . 如 平 均 约 22 % 的 微 塑 料 颗 粒 样 品 表 面 附 着 小 型 海 藻 和 有 孔 虫 类 [ 3 1 ] ꎬ 约 24 % 的 微 塑 料 颗 粒 表 面 观 察 到 海 黾 虫 卵 [ 3 2 ] . 微 塑 料 作 为 生 物 的 新 型 生 态 栖 息 地 ꎬ 为 生 物 传 播 提 供 了 载 体 条 件 . 当 附 着 生 物 的 微 塑 料 跨 生 物 地 理 区 迁 移 时 ꎬ 就 可 能 导 致 生 物 入 侵 [ 3 3 ] . 另 外 ꎬ Z e t t l e r 等 [ 3 4 ] 发 现 ꎬ 属 于 人 类 致 病 菌 的 弧 菌 属 细 菌 ꎬ 在 海 水 中 密 度 很 低 ꎬ 但 是 能 够 在 微 塑 料 表 面 富 集 ꎬ 成 为 微 塑 料 表 面 微 生 物 中 的 优 势 菌 ꎬ 对 水 质 安 全 和 人 类 健 康 造 成 潜 在 威 胁 . 综 上 ꎬ 微 塑 料 对 环 境 影 响 机 制 主 要 包 括 ① 微 塑 料 被 生 物 摄 食 后 对 生 物 产 生 机 械 损 伤 ꎬ 造 成 生 物 摄 食 效 率 降 低 、 生 长 缓 慢 、 受 伤 甚 至 死 亡 ꎻ ② 微 塑 料 的 迁 移 转 化 过 程 所 释 放 出 的 增 塑 剂 等 化 学 成 分 ꎬ 对 生 物 产 生 毒 害 作 用 ꎬ 改 变 生 物 体 内 的 内 分 泌 功 能 ꎬ 影 响 其 生 殖 和 发 育 等 ꎻ ③ 微 塑 料 与 持 久 性 有 机 污 染 物 共 存 ꎬ 促 进 污 染 物 在 生 物 体 内 的 富 集 ꎬ 改 变 污 染 物 的 毒 性 效 应 ꎬ 对 生 物 产 生 复 合 作 用 ꎻ ④ 微 塑 料 作 为 微 生 物 、 藻 类 和 昆 虫 等 生 物 的 载 体 ꎬ 在 进 行 生 物 能 量 迁 移 的 同 时 将 带 来 生 物 入 侵 等 威 胁 . 2 微 塑 料 在 我 国 不 同 环 境 介 质 中 的 污 染 现 状 微 塑 料 可 通 过 多 种 途 径 进 入 环 境 中 ꎬ 在 水 体 、 土 壤 等 介 质 中 呈 现 不 同 的 分 布 浓 度 和 特 征 . 目 前 ꎬ 我 国 对 微 塑 料 的 污 染 现 状 研 究 对 象 主 要 集 中 在 污 水 处 理 厂 污 水 、 污 泥 、 土 壤 、 地 表 水 体 和 海 洋 等 . 2 1 微 塑 料 在 污 水 处 理 厂 的 分 布 现 状 污 水 处 理 厂 是 微 塑 料 的 一 个 重 要 汇 聚 地 . 污 水 9 3 4 1 环 境 科 学 研 究 第 3 2 卷 处 理 厂 中 的 微 塑 料 主 要 有 3 个 来 源 途 径 ① 含 有 个 人 护 理 品 、 洗 涤 衣 物 脱 落 纤 维 的 生 活 污 水 ꎻ ② 纺 织 厂 、服 装 制 造 厂 等 工 业 废 水 ꎻ ③ 携 带 轮 胎 碎 片 和 塑 料 胶 片 的 雨 水 等 . 2 1 1 污 水 处 理 厂 的 微 塑 料 污 染 情 况 前 已 述 及 ꎬ 我 国 是 塑 料 生 产 消 费 大 国 ꎬ 废 弃 的 塑 料 制 品 广 泛 存 在 于 环 境 中 ꎬ 有 研 究 [ 3 5 ] 表 明 ꎬ 大 部 分 的 微 塑 料 来 源 于 塑 料 的 破 碎 和 降 解 ꎬ 因 此 随 着 地 表 径 流 、 生 活 污 水 进 入 污 水 处 理 厂 的 微 塑 料 总 量 不 容 忽 视 . 然 而 ꎬ 目 前 有 关 我 国 污 水 处 理 厂 微 塑 料 污 染 的 研 究 报 道 相 对 较 少 . 白 濛 雨 等 [ 3 6 ] 通 过 研 究 上 海 某 污 水 处 理 厂 ꎬ 发 现 进 水 中 微 塑 料 含 量 为 11 7 个 ∕ L ꎬ 出 水 中 微 塑 料 含 量 为 52 个 ∕ L ꎬ 微 塑 料 的 去 除 率 为 55 6 % . 汪 文 玲 等 [ 3 7 ] 研 究 了 厦 门 筼 筜 污 水 处 理 厂 中 微 塑 料 的 特 征 ꎬ 发 现 该 污 水 处 理 厂 进 水 中 微 塑 料 含 量 为 1 7 0 3 个 ∕ L ꎬ 初 级 处 理 出 水 中 为 1 09 0 个 ∕ L ꎬ 二 级 处 理 出 水 中 为 0 32 4 个 ∕ L ꎬ 去 除 率 分 别 为 35 99 % 、 80 97 % . 而 在 国 外 ꎬ M ur ph y 等 [ 3 8 ] 调 查 了 苏 格 兰 的 一 个 二 级 污 水 处 理 厂 ꎬ 发 现 进 水 中 微 塑 料 的 平 均 含 量 为 15 70 ± 5 23 个 ∕ L ꎬ 出 水 中 为 0 25 ± 0 04 个 ∕ L ꎬ 微 塑 料 的 截 留 率 达 9 8 41 % . 可 见 ꎬ 与 国 外 污 水 处 理 厂 相 比 ꎬ 我 国 污 水 处 理 厂 进 、 出 水 中 微 塑 料 含 量 处 于 较 高 水 平 ꎬ 而 污 水 处 理 工 艺 对 微 塑 料 的 去 除 率 较 低 . 虽 然 ꎬ 污 水 处 理 厂 对 微 塑 料 有 一 定 的 拦 截 去 除 作 用 ꎬ 但 由 于 污 水 处 理 量 大 ꎬ 排 放 进 入 环 境 中 的 微 塑 料 总 量 不 容 忽 视 . C h e u ng 等 [ 3 9 ] 发 现 中 国 大 陆 每 年 有 2 10 1 0 1 4 个 微 珠 折 合 30 6 9 t 排 放 到 水 环 境 中 ꎬ 其 中 超 过 8 0 % 来 自 污 水 处 理 厂 的 排 放 . 汪 文 玲 等 [ 3 7 ] 研 究 结 果 也 表 明 ꎬ 由 污 水 处 理 厂 排 放 到 水 环 境 中 的 微 塑 料 数 量 巨 大 ꎬ 厦 门 筼 筜 污 水 处 理 厂 每 日 排 入 厦 门 西 海 域 的 微 塑 料 数 量 高 达 9 72 10 4 个 . M a s o n 等 [ 4 0 ] 通 过 对 美 国 1 7 个 不 同 污 水 处 理 厂 出 水 的 调 查 发 现 ꎬ 污 水 处 理 厂 微 塑 料 的 平 均 排 放 量 超 过 4 0 0 1 0 6 个 ∕ d . M ur phy 等 [ 3 8 ] 研 究 表 明 ꎬ 通 过 污 水 处 理 厂 排 水 进 入 环 境 中 的 微 塑 料 达 6 5 0 10 6 个 ∕ d . 因 此 ꎬ 污 水 处 理 厂 的 出 水 是 环 境 介 质 中 微 塑 料 重 要 来 源 之 一 . 通 过 进 一 步 分 析 微 塑 料 形 态 发 现 ꎬ 我 国 污 水 处 理 厂 进 水 中 微 塑 料 种 类 主 要 包 括 人 造 丝 3 6 8 4 % 、 合 成 革 2 1 05 % 和 聚 酯 纤 维 18 42 % 见 图 2 [ 3 6 ] ꎬ 说 明 衣 物 脱 落 的 纤 维 是 污 水 处 理 厂 中 微 塑 料 的 主 要 来 源 ꎬ 而 个 人 护 理 品 排 放 的 塑 料 微 珠 所 占 比 例 较 少 ꎬ 这 与 B o u c he r 等 [ 4 1 ] 研 究 结 论 类 似 ꎬ 他 们 发 现 个 人 护 理 品 排 放 的 塑 料 微 珠 仅 占 全 球 海 洋 等 水 体 环 境 中 原 生 微 塑 料 的 2 % . 图 2 污 水 处 理 厂 进 水 中 的 微 塑 料 种 类 [ 3 6 ] F i g . 2 C a t e g o r i e s o f m i c r o p l a s t i c s