微塑料:我们对这种新兴污染物了解多少?

在现代世界，塑料已经无处不在。虽然越来越重视个人回收利用和社会朝着更循环的塑料经济发展，有助于减少塑料垃圾的产生，但有人担心，这种回收也可能继续增加塑料垃圾的数量塑料微粒被泄露到环境中。¹

微塑料，通常被定义为小于5毫米的塑料碎片，²几乎在地球的每一个缝隙中都能找到。最近的科学考察在峰顶附近发现了合成纤维和微塑料的痕迹珠穆朗玛峰，^3.今年早些时候，科学家报告称在人类的血液第一次。⁴

尽管有几项研究表明，微塑料会对生态、动物和人类健康产生负面影响，⁵微塑料的研究仍然是一个相对年轻的领域。因此，关于这些微塑料如何迁移到环境中，它们构成的潜在风险，以及如何最好地分析、研究并最终对抗微塑料污染，仍然存在重大的知识缺口。

探索微塑料污染的来源

微塑料最著名的一种形式是小塑料微珠，通常被添加到化妆品中作为去角质剂。现在，包括美国、英国和韩国在内的许多司法管辖区已经选择禁止使用比特币⁶因为担心微塑料污染。但这不是环境中微塑料的唯一常见来源，塑料垃圾也不是。

“我认为大多数人认为微塑料的来源是被分解的垃圾，它在很大程度上并不能生物降解;它只是被阳光风化成越来越小的碎片。但我们也发现了很多纤维，这些纤维很可能是从我们穿的合成纤维衣服上脱落的。马修·罗斯博士他是麦克文大学物理科学系的助理教授。罗斯的研究工作主要集中在了解环境中污染物的来源和命运。

当罗斯开始研究微塑料时，他最初关注的是污水处理厂周围的水道。但在发现从这些植物上游和下游收集的微塑料碎片的浓度没有差异后，⁷罗斯开始寻找微塑料污染的替代来源。

他的团队最近发现，暴雨或大雪后收集的地表水也含有大量的微塑料。⁸这些微塑料主要是合成服装纤维，以及下雨时从道路上冲刷下来的橡胶轮胎磨损颗粒。

罗斯解释说:“在大多数地方，雨水径流在进入水道之前没有经过处理。”“我们的一些新开发项目是像雨水保留池这样的东西，它有助于清理一些沉积物和一些微粒。但即使如此，很多废水在没有任何化学处理或废水处理厂额外过滤的情况下被排放到水道中。”

单颗粒ICP-MS微塑料检测

碳很难用ICP-MS测量，因为它具有很高的电离势，而且它存在于用于产生等离子体的氩气和试剂中。下载此应用程序注释，了解更多关于碳背景的减少，消费品中聚苯乙烯微粒的检测以及SP-ICP-MS作为微塑料筛选技术的使用。

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塑料微粒,mega-problem

在继续确定微塑料在环境中的主要来源和运输机制的同时，其他研究人员正在关注与这种污染相关的潜在生态健康后果。

当微塑料向下游进入河流、湖泊并最终进入海洋时，这可能对海洋生物产生重大影响Imari Walker博士他是非营利研究机构RTI International的研究科学家，他解释道。

她说:“如果你用塑料代替了你胃里本该是食物的东西，你就不能充分吸收营养。”“另一个问题是，取决于微塑料有多小，它们有可能进入血液并积聚在组织中。”

沃克自己的研究探索了塑料和微塑料如何在环境中腐烂。当制造塑料时，化学物质被添加到其中，以赋予其特定的结构或美学特性。当这些塑料开始降解为微塑料或纳米塑料时，会导致这些化学物质渗入供水系统、周围环境，甚至渗入食用它们的动物的肠道。⁹

微塑料还会带来更多的间接风险。例如，微塑料经常被困在废水过滤过程中形成的固体污泥中。在许多地方，这些污水污泥被重新利用，制成肥料。微塑料污染的这一来源在很大程度上被忽视了，直到最近才有研究开始调查微塑料在污泥基肥料中的命运。¹⁰因此，关于这些肥料的安全性仍然存在许多问题。

“从本质上讲，我们正在向我们的农业土地上施用充满微塑料和微纤维的肥料。这些微塑料有可能被我们吃的植物利用吗?我们是在根中还是在实际的果实中积累纳米塑料?这是个大问题。”

“此外，这是如何影响土壤中的营养物质、碳和氮的比例的?这会影响我们的食物质量吗?我们真的没有答案。”

微塑料无处不在的特性也引发了其他担忧。例如，其他生物和化学污染物可以附着在微塑料表面。通过这种方式，微塑料可以成为水生生态系统甚至极端极地环境中其他污染物的载体。¹¹

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典型的微塑料分析工作流程

虽然没有分析微塑料的中央标准化方法，但目前非正式的测试金标准是光谱成像。

例如，考虑使用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱或拉曼光谱分析水样。过滤是准备这种样品进行分析的第一步。使用非塑料过滤器和玻璃装置可以将微塑料从水中分离出来，但是这种过滤也会捕获大量不需要的有机物质。

“所有这些物质都需要被消化，因为如果你把东西从现实世界中拿出来，它不仅仅是微塑料，”他说Fay Couceiro博士他是朴茨茅斯大学生物地球化学和环境污染方面的首席研究员。

库塞罗最近领导了一项调查，报告了成功使用芬顿试剂用于微塑料分析的废水样品中快速去除有机物。¹²Couceiro认为，这种优化应该有助于提高实验室微塑料分析样品制备的速度和成本效益。

芬顿试剂是过氧化氢和硫酸铁作为催化剂。而不是(消化样本)在双氧水中单独花费7到14天，你可以在几个小时内完成，”Couceiro说。

她解释说:“如果你使用酸或其他一些方法，你会发现在这个过程中，塑料实际上会受到轻微的损坏，这可能会改变光谱，使其更难识别。”“使用芬顿试剂，塑料表面没有明显变化，光谱也没有明显变化。这就是为什么我们认为这是两全其美的选择。”

在消化之后，密度分离步骤可以帮助将微塑料从任何剩余的矿物质和生物材料中分离出来。在最后的溶剂清洗之后，微塑料应该被分离出来，并准备进行分析。使用拉曼光谱等光谱分析技术，研究人员可以将微塑料产生的光谱与更广泛的光谱库进行比较，以便快速识别和表征分离的微塑料。

微塑料分析标准化的必要性

致力于微塑料分析的标准化方法是当今微塑料研究人员的核心优先事项。如果没有标准化，学者们就很难比较和对比不同地理区域的不同群体获得的研究成果。

从工业和法律的角度来看，这也很重要。随着微塑料污染已成为一个更广泛认识到的威胁，微塑料分析也开始转变，不再仅仅是学术界或政府研究机构的领域。¹³如果要管制这种污染，一般环境测试实验室提供的测试服务需要标准化。

“唯一的立法方法是有一个标准化的方法，每个人都遵循进行分析和量化。除非你有一个标准的方法，否则你不能立法，这是非常重要的，”库塞罗说。

Couceiro补充说:“虽然我认为学术界和研究应该有一种黄金标准方法，但我也认为需要有一种快速而粗略的方法，让你得到一个大致的结果。”“特别是对于行业来说，如果你要说某个流程需要调整，但出现了问题，那么在你得到一些数据之前的两周延迟是不够快的。”

使用显微镜或立体镜进行视觉检查是一种常见的分析方法，它不需要尖端学术研究中使用的各种昂贵的拉曼光谱仪器，但是视觉方法非常耗时。一个更快的方法是使用染色染料，比如尼罗红，¹⁴尽管这种方法被批评为通过其他有机物的无意染色产生假阳性。¹⁵

当涉及到解决微塑料污染时，检测几乎是一个既定的结论。微塑料无处不在。因此，鉴于微塑料已经在我们的世界上留下了巨大的足迹，分析作为一种研究微塑料如何传播以及如何阻止它们流动的手段，具有了新的重要性。

罗斯也表达了同样的观点。他认为，现有的微塑料数量庞大，意味着应该把重点放在“关掉水龙头”，防止这些塑料流入自然环境上。Walker说，进一步的研究也应该有助于识别那些可能释放危险化学添加剂的塑料，比如含有双酚A (BPA)的塑料，以了解和限制它们造成的危险。

参考文献

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2.塑料和微塑料简介．联合国环境规划署。https://wedocs.unep.org/handle/20.500.11822/28420．2015年7月出版。访问时间为2022年7月15日。

3.李志强，李志强，等。塑料污染达到新高度——珠穆朗玛峰上微塑料的初步发现。一个地球．杂志2020;3(5):621 - 630。doi:10.1016 / j.oneear.2020.10.020

4.Leslie HA, van Velzen MJM, Brandsma SH, Vethaak AD, Garcia-Vallejo JJ, Lamoree MH.人体血液中塑料颗粒污染的发现和量化。环绕。Int。2022; 163:107199。doi:10.1016 / j.envint.2022.107199

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8.麦克文大学新闻处。研究人员寻找隐藏在显而易见的地方的微塑料．这种情况。发布于2022年4月5日。https://www.macewan.ca/campus-life/news/2022/04/news-research-ross-22/．

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