试想一下，如果没有塑料的存在，我们的生活将会是什么样的？没有轻便的建筑材料、所有的工具都以金属和木材为主要构件、交通工具不再轻快、飞行器首先要摆脱自身强大的重力、近视人群的眼镜都厚重得甚至让人难以承受……塑料的出现，的的确确切切实实完完全全彻彻底底地改变了我们的生活。但是，万物不离其宗——凡事都没有十全十美的，塑料也给人类生活和自然环境带来了诸多问题。目前备受关注的塑料问题应该就是微塑料污染的问题了，那么什么是微塑料？对环境和生物又有什么影响？怎样影响的？该如何应对这类问题呢……一系列问题，敬请阅读本篇文章！

1 微塑料简介

塑料是经过加聚或缩聚反应合成的高分子有机物，其单体是从石油或天然气中提取而来^[1]。早在1907年人们就合成了世界上第一个现代塑料制品，后来随着塑料制造技术不断优化改进，成本不断降低，大量廉价、轻便的塑料制品被生产出并广泛应用于各个领域。随着人们对塑料制品的需求量越来越大，塑料制品的产量也不断增加，从而也导致了塑料废品越来越多。使用过后的塑料制品暴露于环境中，经过一些物理化学过程（物理破碎、风化腐蚀、阳光暴晒）会分解成塑料碎片或颗粒，这些碎片或颗粒会随着季风洋流在环境中沉积或通过生物活动而迁移至世界各地，其中一些塑料会经过自然力或人为力碎片化、纤维化。一般将塑料碎片纤维或颗粒中直径小于5mm的称为微塑料，通常情况下微塑料是由高分子聚合物构成的颗粒或纤维^[2]。环境中的微塑料主要成分包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氯乙烯（PVC）等^[3]。

图|自来水博士

2 微塑料引起环境问题的成因

微塑料问题究其原因，可大致归结于两个方面：“质”与“量”。

在“质”方面，塑料是由人类为方便生活而发明生产出的，塑料广泛应用于人类日常生活、工业生产、农业水产养殖等各大领域，随着塑料使用的范围不断扩大，人们对塑料“质”的要求也不断提高，塑料生产开始追求“耐用”，即重量轻、强度高、耐腐蚀性和电绝缘性等特性，从而导致塑料的处理回收降解成为难题，越来越多的难降解塑料流入环境中，这些塑料经过一系列物理过程碎片化成为微塑料。正是其重量轻的特点，微塑料的迁移及其容易，并且其造成的污染往往不是区域性而是全球性的；由于其强度高、耐腐蚀性强的特性，微塑料很难通过自然自净，造成的污染往往具有持久性；由于其体积小、比表面积大的特性，可在迁移过程中吸附环境中的农药残留、持久性污染物、微生物、重金属等有害物质，多种有害物质附着在微塑料上，在环境中或者生物体内迁移，导致环境问题的处理更加复杂。

在“量”方面，全球塑料生产自20世纪50年代以来，产量增加了近20倍，2018年达到了3.6*10⁸t，2019年已超过4*10⁸t^[4]。数量如此庞大的塑料往往不能得到及时处理，直接导致微塑料的“量”也十分庞大。大量的微塑料流入环境中，对整个生态系统造成的影响不容忽略。

微塑料处理的难题可以大体归纳为两个方面：一是难以对微塑料进行大规模全面的收集；二是目前尚没有可彻底处理微塑料的技术。

3 微塑料对环境与健康危害的形成机理

塑料对环境的影响按照其影响的对象可大致分为四类：对大气环境的影响、对水环境的影响、对土壤环境的影响和对生物体的影响。由于微塑料污染具有广泛的“传播性”，所以在整个生态系统中各个部分的微塑料都具有紧密的关联。

3.1 对大气环境的影响

大气环境中存在的微塑料通常来自合成纺织品、合成橡胶轮胎的磨损、垃圾焚烧、加工建筑材料等过程^[5]。微塑料对大气质量的影响机制可分为两种：微塑料颗粒污染和有毒有害物以微塑料为载体造成的复杂污染。对于微塑料颗粒污染，漂浮在空气中的微塑料会降低空气质量，通常表现为大气颗粒物浓度超标、能见度降低；但是，对于复杂气体污染，除了上述两条现象，还会出现空气中某种有毒物质浓度超标、某种细菌或病毒含量超标等更为复杂的现象。一般情况下，漂浮在空气中的微塑料随着大气迁移运动，其表面或内部（多孔塑料）极易吸附大量污染物，包括有毒有害气体与颗粒物、细菌和病毒等，微塑料成为这些有毒有害物的载体，并且随着大气运动不断积累和传播，严重影响大气环境质量。

3.2 对水环境的影响

水环境中的微塑料来源更为广泛，农业水产养殖用的薄膜、日常生活中的包装和用品、工业生产中的塑料材料等未经妥善处理都有可能进入水体。另外，漂浮在大气中的微塑料也会沉降到水环境中。所以空气中的污染物会以微塑料为载体在水体中传播，扩大了污染范围。类似的，其影响机理也可以大致分为两种：微塑料本身污染（一般由于其物理性质所致）和微塑料与其他有毒有害物质形成的复杂污染。塑料通常本身具有强疏水性且透气性差，大量漂浮在水体表面会严重影响水与空气的气液平衡，导致溶解氧浓度下降、水生动植物死亡，从而进一步恶化水体；对于复杂污染，水中微小有毒有害物质或病毒细菌在微塑料上累积，通过河流、湖泊水体运动最终汇入海洋，造成污染物在整个水环境领域的传播扩散，严重污染水环境体系，这也解释了远在极地的水域中、动植物体内检测出许多人类活动产生的有毒有害物质的现象。此外，许多研究者都从水环境中的微塑料中检测出了有机污染物，例如多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）和多溴联苯醚（PBDEs）等。实验发现，单纯塑料颗粒的生物相容性良好，其毒性风险主要源自环境吸附的污染物或自身携带的添加剂^[6]。

3.3 对土壤环境的影响

在土壤中，微塑料可以通过农业耕作、土壤生物活动、植物根系的生物干扰作用和土壤的淋滤作用等进行累积和迁移^[7]，还可以是经过大气沉积、水流汇集最终在土壤环境中积累，这些过程也体现了微塑料吸附的有毒有害物质在水、气、土中的迁移。除此之外，微塑料还有可能进入地下水。土壤本身作为一种多孔介质，其淋滤过程会造成微塑料的垂直迁移。通过实验发现，在最高渗透率下微塑料球可以随水流运动到达70 cm的土壤层，并且微塑料在不断的垂直迁移过程中最终可能会进入地下水，造成地下水微塑料污染。微塑料在土壤中累积会造成土地板结化、土壤肥力下降、土壤生物量、活性以及功能多样性降低^{[8, 9]}。

3.4 对生物体的影响

生物体中的微塑料来源于环境，通常在生物进行各种生命活动如呼吸和进食时，在大气环境、水环境、土壤环境和其他生物体中累积的微塑料最终会转移至体内。

对于淡水和海洋生物而言，由于某些微塑料的颜色、形状和大小与其猎物相似，且其表面的生物膜会对生物体获取的嗅觉信息产生干扰，所以增加了水环境中生物体误食微塑料的概率。此外，生物还会通过呼吸、非选择性过滤以及直接穿透裸露细胞膜等方式摄入微塑料^[10]，在其它海洋生物体中微塑料也广泛存在，如无脊椎动物、海洋哺乳动物等。摄入微塑料会对鱼类造成严重的健康影响，包括摄食强度降低、生殖障碍、免疫抑制、生理紊乱以及对鳃、肝脏、肌肉、肾脏、心脏和中枢神经系统的损伤等。此外，微塑料中所含的塑料添加剂进入生物体后，会被释放出来，对生物组织和器官带来损伤。这些化学添加剂通常分为有毒物质、致突变物质及内分泌干扰性物质，包含邻苯二甲酸酯、增强塑料抗氧化性的酚类、延缓塑料光降解的二苯甲酮类、增强塑料热稳定性的铅类、增强塑料阻燃性的六溴联苯等多种化学成分^[11]。目前已有研究表明，微塑料无法生物降解，只能通过物理作用成为形体越来越小的微粒，这些微粒可以进入水生和陆生生物体内，随着食物链在动植物体内蓄积，最终转移至人体，进而威胁人类健康。微塑料本身对人体的危害主要来源于其结构单体（如双酚A）和添加剂（如增塑剂、阻燃剂等）或上述两者的结合，微塑料及其结合物可导致人体出现内分泌紊乱、呼吸困难，甚至遗传性病变、癌症及其他急慢性疾病等。

4 关于微塑料污染治理方案的建议

目前关于环境中微塑料的研究较多，如海水、淡水、底泥中微塑料的分布、数量、种类、变化等方面的研究，但是涉及环境中微塑料与其他污染物相互间的作用机制和污染情况的研究较少；微塑料的危害具有全球性，但是其处理技术尚在发展阶段，还未成熟。因此，就目前的微塑料治理工作，有如下建议：

（1）探究微塑料与环境污染物间相互作用的机制。

应加强微塑料与传统污染物（如重金属和有机污染物）和新污染物（有机毒物和持久性有机污染物）间吸附以及解吸的相关研究，为探究微塑料的环境风险奠定基础。研究微塑料-污染物复合体对生态环境的影响以及两者间的相互作用机制，通过大量实验探究多种污染物与微塑料的相互作用，尽可能客观反映实际情况，阐明它们之间相互作用机理，然后通过物理化学方法阻断微塑料与环境中有毒有害物质之间的反应，以达到削弱污染的效果。

(2)微塑料的源头控制。

基于目前微塑料在环境介质中的污染状况，对于微塑料源头控制尤为重要。应该加大对塑料生产使用的限制力度，尽可能从源头减少微塑料的产生。另外，针对微塑料的迁移途径，可以通过更加严格的截留手段缩小其迁移范围。例如，对雨水径流中微塑料进行截留，实现微塑料的传播途径控制。未来研究中,既需要制定相关法律法规从源头上管控塑料制品的使用以及废水中微塑料排放量,也需研发新易降解、可循环、生态或无危害型产品替代塑料制品。

(3)加强对微塑料检测技术的探究。

目前微塑料的检测方法和手段尚不成熟，不同的研究对微塑料的定量表示方式不同。未来需要规范微塑料的采集、分离和鉴定检测方法，使定量表示方式标准化、统一化，以便数据间相互参考对比，对微塑料的分布有一个更全面系统的分析和认识，同时提升不同研究结果之间的可比性。

(4)建议开展微塑料潜在生态风险评估。

像其他污染物一样，建立一套适用于微塑料污染的生态风险评价方法体系，以便更加精确的、定量地认识其污染水平。

参考文献

[1]  蔡慧文. 环境水体中纳米塑料的分离与鉴定方法研究 [博士]: 华东师范大学; 2022.

[2]  王书敏， 潘伟亮， 罗玲利， 敖良根， 谢会敏， 蒲麟鑫. 微塑料在水土环境中的来源、危害及其检测方法评述[J]. 应用化工. 2022,51(5).

[3]  肖宇， 李永利， 俞洪宝， 陈闯， 唐莉， 刘俊. 环境水体及饮用水中微塑料研究进展[J]. 质量安全与检验检测. 2022,32(02):39-42.

[4]  Zhou F-tWAKBAC-sHAR-pLAW-jHAC-yYALLAY. Distribution, characteristics, and research status of microplastics in the trunk stream and main lakes of the Yangtze River: A review[J]. 中国地质(英文). 2022,5(1).

[5] 李臻阳， 杨书申， 徐亮， 郭新梅， 李卫军. 大气环境中微塑料污染及其分析技术的研究进展[J]. 环境化学. 2022,41(04):1114-23.

[6] 王运庆， 纪云霞， 陈令新， editors. 纳米塑料的生物示踪和毒理效应研究. 第四次全国计算毒理学学术会议暨国家自然科学基金委员会化学科学部学科战略研讨会; 2021; 中国陕西延安.

[7]  陈利顶， 李敏， 杨磊， 赵方凯. 城乡景观中土壤生态系统微塑料的来源、迁移特征及其风险[J]. 生态学报. 2022,42(5).

[8] 李贞霞， 李瑞静， 赵亚菲， 耿佳慧， 李军庆. 农田土壤微塑料污染及其对植物的影响研究进展[J]. 生态与农村环境学报. 2021,37(6).

[9] 陈家玮， 胡婷婷. 土壤中微塑料的吸附迁移及老化作用对污染物环境行为的影响研究进展[J]. 岩矿测试. 2022,41(3).

[10] 刘璐， 孙启智， 刘章华， 雷源， 李畅孝， 刘芃岩. 水环境中微塑料的迁移及其与有机污染物的复合毒性效应研究进展[J]. 环境化学. 2022,41(05):1504-14.

[11] 张晓莹， 陈苏， 冯天联， 刘颖. 微塑料对土壤生态系统及陆生生物的影响[J]. 沈阳大学学报:自然科学版. 2022,34(4).