淡水環(huán)境中微塑料污染

1、淡水環(huán)境中微塑料污染塑料作為一種以樹脂為主要原料而具有可塑性的材料及其制品，被廣泛應(yīng)用于我們的生 活中。塑料物質(zhì)在陸地環(huán)境以及水生環(huán)境中分解后，最終變成不計(jì)其數(shù)的小塑料顆粒，其中 顆粒的尺寸小于5mm，被定義為微塑料。微塑料包括初生微塑料和次生微塑料。洗護(hù)用品、 清潔用品、醫(yī)療產(chǎn)品或者用于工業(yè)生產(chǎn)都含有初生微塑料，例如：洗面奶、化妝品。二次微 塑料是大塊塑料，直接釋放到環(huán)境中并降解產(chǎn)生大量的微小塑料。微塑料具有粒徑小，光解 能力弱的特點(diǎn)，因此被研究學(xué)者視為一種潛在持久性的有機(jī)污染物。微塑料容易被水體中的 魚類等水生動(dòng)物誤食，對魚類繁衍造成了嚴(yán)重威脅。另外，由于微塑料的比表面積較大，因 此在淡水

2、環(huán)境中易于吸附重金屬和有機(jī)污染物，這些污染物經(jīng)微塑料吸附后一旦進(jìn)入食物鏈 循環(huán)，可以生物放大到更高的營養(yǎng)水平冏。微塑料污染首先在海洋中發(fā)現(xiàn)。當(dāng)今世界海洋環(huán) 境中的研究相對成熟，對淡水環(huán)境中微塑料的研究起步較晚。國內(nèi)外的研究也在包括三峽水 庫、洞庭湖、太湖、萊茵河、多瑙河、北美洲五大湖等內(nèi)陸水體中發(fā)現(xiàn)了微塑料的存在，一 些淡水環(huán)境中的微塑料濃度遠(yuǎn)高于海洋系統(tǒng)。淡水環(huán)境對人類的生活影響非常重要，研究淡 水環(huán)境中的微塑料污染很有必要的。本文通過文獻(xiàn)調(diào)研，系統(tǒng)地闡述了淡水中微塑料的污染 問題，以期對淡水環(huán)境微塑料污染的理論研究和控制提供借鑒。一、淡水環(huán)境中微塑料的污染特征1.1淡水環(huán)境中微塑料污染的來

3、源進(jìn)入淡水系統(tǒng)的原生微塑料包括清潔和化妝品中的聚乙烯、聚丙烯、基苯乙烯顆粒，它 們通過生活污水排放進(jìn)入水生系統(tǒng)，其他微塑料包括塑料樹脂粉末或用于噴射顆粒的工業(yè)來 源，以及用于制造塑料產(chǎn)品的原料但是有研究調(diào)查表明，在我國的淡水環(huán)境中清潔用品和化 妝用品的塑料微珠的含量并不高，生活污水經(jīng)由污水處理廠處理，污水廠可以處理掉大量的 塑料微珠，但是因?yàn)槲鬯幚砹勘容^大，所以仍然會(huì)有很小部分的塑料微珠排出，塑料加工， 特別是廢塑料回收加工造成的塑料污染，值得我們關(guān)注。進(jìn)入淡水環(huán)境的二次污染相比于原生來源廣泛。未合理處置的塑料垃圾會(huì)進(jìn)入環(huán)境，經(jīng) 過紫外線的照射和風(fēng)化變成更小的微塑料，例如，廢棄在湖泊中或者河

4、流中的漁網(wǎng)，經(jīng)過降 解后會(huì)產(chǎn)生很多的微塑料。使用過后的塑料隨意丟棄到水體中降解后都會(huì)造成微塑料的污 染。不僅如此，陸地環(huán)境中的塑料制品，在裂解后有一部分也會(huì)進(jìn)入淡水水體，例如，廢棄 的塑料大棚，塑料在土壤中降解由于動(dòng)力作用，微小的塑料顆粒會(huì)逐漸下滲進(jìn)入地下水。丟 棄在陸地上的塑料若未能及時(shí)處理，也因?yàn)轱L(fēng)力作用吹入自然水體。在大氣中含有的微塑料 也會(huì)因?yàn)榭諝鈩?dòng)力進(jìn)入地表水中。1.2淡水環(huán)境中的微塑料污染狀況和分布特征在歐洲、北美、亞洲的淡水中都檢測到了微塑料口句。在歐洲的日內(nèi)瓦湖，意大利加爾 達(dá)湖，奧地利多瑙河，德國易北河，莫澤爾河，內(nèi)卡河以及萊茵河，英國的添馬艦河口，北 美的洛杉磯，芝加哥北岸

5、海峽，圣勞倫斯河和五大湖，亞洲蒙古的霍夫斯戈?duì)柡加形⑺芰?污染。有研究表明，來自北美五大湖的樣品已檢測到初生微塑料為家用來源，預(yù)生產(chǎn)塑料樹 脂顆粒是洛杉磯盆地河流中第二大主要碎片和休倫湖最主要的碎片，在蒙古的霍夫斯戈?duì)柡?和意大利的加爾達(dá)湖發(fā)現(xiàn)了次生微塑料。一些研究發(fā)現(xiàn)微塑料類型與人類活動(dòng)空間有聯(lián)系。微塑料的來源通?？梢酝ㄟ^微塑料材 料的性質(zhì)或相對豐度來識(shí)別。例如，在多瑙河發(fā)現(xiàn)了原料塑料，這條河的附近便有塑料生產(chǎn) 地點(diǎn)，在休倫湖的工業(yè)區(qū)和人口密集的工業(yè)湖中，樹脂顆粒和微珠最為豐富，而在人口稀少 的山區(qū)湖泊缺乏初級顆粒，但含有大量的次生碎片，表明了初生塑料的破裂。近幾年，我國淡水中微塑料的污染

6、調(diào)查工作也陸陸續(xù)續(xù)展開，在三峽大壩、太湖流域、 長江流域、洞庭湖、武漢城市水體、廣州城市水體、珠江支流、上海城市河道，以及洪湖等 地區(qū)檢測到微塑料，表明微塑料污染在我國淡水系統(tǒng)中也很常見。而且有些研究證明這些水 體的微塑料濃度相對還是比較高的。在我國內(nèi)陸淡水微塑料污染的研究中，有關(guān)武漢漢江和長江20個(gè)城市湖泊和城市河段 的地表水微塑料水平，北湖的濃度最高，湖泊中的微塑料豐度在空間顯著變化，與距離城市 中心的距離呈負(fù)相關(guān)，這證實(shí)了人為因素在微塑料分布的重要性。漢江和長江的城市河段具 有比大多數(shù)研究湖泊相對較低的微塑料水平，研究水中主要的微塑料為有色塑料和纖維。洞 庭湖和洪湖都是長江中游重要的湖泊

7、，但是大流域和人口集中的人為活動(dòng)都對其造成了污 染，研究結(jié)果表明，兩個(gè)湖泊的微塑料的豐度表現(xiàn)出高的空間異質(zhì)性，許多因素都會(huì)導(dǎo)致微 塑料的分布變化，洞庭湖到長江的入口處，航運(yùn)繁忙，這是微塑料污染的潛在來源，另外， 水面變窄可能會(huì)增加浮力塑料的濃度，而與岳陽市區(qū)相鄰，有助于該地區(qū)更高的塑料豐富度， 相反，洞庭湖的東南部被農(nóng)場包圍，人口較少，具有相對較低的塑料豐度。二、淡水環(huán)境中微塑料的危害2.1微塑料對生態(tài)的危害因?yàn)槲⑺芰系捏w積比較小，所以很多水生生物會(huì)誤食。目前有很多研究表明淡水環(huán)境中 枝角類和橈足類浮游生物可誤食0.1，1.0，9.9 um的聚苯乙烯微球，但是它們攝入的聚苯乙 烯微球基本能在2

8、4h內(nèi)隨糞便排出。大型潢可食粒徑為0.1 um和1.0 um的聚苯乙烯微球 概率高于9.9 um的聚苯乙烯微球。我國的長江三峽、太湖等水體是微塑料富集的重要區(qū)域， 而太湖中的亞洲蛤中也檢測到了微塑料。淡水中的蠕蟲、太陽魚、斑馬魚都可以食用和排泄 塑料微粒。由于微塑料很難降解，一旦被水生生物攝入身體后延長了在生物體腸道的停留時(shí)間，而 導(dǎo)致水生生物的攝食量下降，進(jìn)而引發(fā)機(jī)體的炎癥反應(yīng)，使其吸收與儲(chǔ)備能量的能力下降如。 粒徑較大的微塑料比較容易富集在水生生物的腮、肝臟、腸道和淋巴組織，從而引發(fā)生物體 的滲透壓和呼吸作用，引起腸道的炎癥。粒徑較小的微塑料可能會(huì)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)或其他周邊 組織進(jìn)而對整個(gè)生物

9、機(jī)體產(chǎn)生毒害作用。微塑料還會(huì)干擾生物體的內(nèi)分泌，以及對生物體酶 活性的影響，還可誘導(dǎo)生物機(jī)體內(nèi)某些信號(hào)通路的變化和蛋白表達(dá)，造成細(xì)胞壞死，進(jìn)而影 響水生生物的生長，繁殖，以及生存。食物鏈的污染物富集加劇了微塑料的生態(tài)危害。鳥類在掠食低級水生生物的同時(shí)，其中 的微塑料可能轉(zhuǎn)移至鳥的身體，或者是湖水中，底泥中的微塑料被鳥類誤食微塑料，被誤食 的微塑料會(huì)隨著食物鏈從低營養(yǎng)水平流向高營養(yǎng)水平，最終有可能出現(xiàn)在人類的桌子之上。 動(dòng)物捕食了含有污染物的微塑料，食進(jìn)的微塑料會(huì)釋放出污染物甚至是塑料添加劑，并且引 起細(xì)胞學(xué)的改變、分子學(xué)的變化、組織學(xué)以及行為學(xué)等的改變，嚴(yán)重時(shí)造成死亡。2.2微塑料對環(huán)境的危害

10、微塑料的粒徑小、比表面積大、強(qiáng)疏水性、污染物易附著，因此擁有較強(qiáng)的富集重金屬 及有機(jī)污染物的能力，從而成為污染物的載體創(chuàng)。微塑料對多環(huán)芳燒、多氯聯(lián)苯、有機(jī)氯農(nóng) 藥等持久性有機(jī)污染物也有較強(qiáng)的吸附能力，微塑料的表面可以被重金屬吸附，而且微塑料 表面風(fēng)化后更有利于重金屬的吸附。另外，塑料本身也會(huì)含有有毒的物質(zhì)，例如，聚合物單 體、塑化劑、阻燃劑、抗氧化劑等，并會(huì)在進(jìn)入水體后將這些污染物逐漸釋放出來微塑料吸 附各種化學(xué)物質(zhì)后所形成的復(fù)合污染物嚴(yán)重污染了水體環(huán)境，吸附后的微塑料污染物重量增 大，通過重力降至水底，污染物便進(jìn)入底泥中，對水體產(chǎn)生持久性的污染。由于微塑料的粒 徑比較小，可以在水環(huán)境中遷移很

11、遠(yuǎn)，而微塑料吸附的重金屬以及有機(jī)污染物也會(huì)遠(yuǎn)距離遷 移，進(jìn)一步加重了復(fù)合污染物的污染，大大增加了污染面積。除了吸附有機(jī)化學(xué)物質(zhì)外，微 塑料自身也能釋放出有毒的化學(xué)物質(zhì)。塑料制品中往往添加了各種添加劑來達(dá)到耐蝕、耐用 的特性，如用以提高耐熱性的多漠聯(lián)苯醍、抗氧化的壬基酚、耐生物降解的三氯生（二氯苯 氧氯酚）等。微塑料在生物、非生物作用下降解時(shí)，會(huì)濾出添加劑，對生態(tài)環(huán)境造成威脅。隨手扔掉的塑料袋也會(huì)使初級生產(chǎn)力減弱，造成沉積物厭氧。三、微塑料污染的控制由于微塑料是一種新興的污染物，所以針對這種污染物，我國還沒太多關(guān)于微塑料污染 控制政策出臺(tái)。我國對塑料的濫用做了一定的措施，例如無償使用塑料袋變?yōu)橛?/p>

12、償使用塑料 袋，但是效果并不是很明顯。由于個(gè)人洗護(hù)用品是微塑料污染的主要的原生來源，所以應(yīng)該 控制微塑料微珠在洗護(hù)用品中的使用。當(dāng)塑料垃圾進(jìn)入環(huán)境后，要及時(shí)進(jìn)行垃圾攔截，清理， 防止裂解，形成更小的微塑料。微塑料進(jìn)入淡水環(huán)境后，污水處理廠處理微塑料也是比較可行的方法。有研究表明，一 般來說，污水廠的初級處理的去除率低于二級處理的去除率。不同的污水處理廠的去除率也 不同，蘇格蘭地區(qū)可達(dá)到98.41%，加拿大地區(qū)可達(dá)到98.3%，瑞典地區(qū)可達(dá)到99.9%，芬蘭 地區(qū)也可到達(dá)99.9%，而我國的廈門地區(qū)可達(dá)80.97%，而上海地區(qū)微塑料去除率只有55.6%， 所以不同地區(qū)污水廠微塑料去除率也有所不同，經(jīng)過污水處理廠處理，出水中微塑料的含量 顯著降低，盡管除去率比較好，但是有微塑料進(jìn)入自然水體。通過比較不同地區(qū)污水處理廠 微塑料的去除率，發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)的去除率還是有很大區(qū)別的，原因主要有兩點(diǎn)，首先與污水 處理廠的技術(shù)相關(guān)，每個(gè)污水廠工藝不同，對微塑料的去除會(huì)有一定的影響，其次與進(jìn)水中 微塑料的含量相關(guān)，每個(gè)國家和地區(qū)污水廠的進(jìn)水水質(zhì)不同，所以也會(huì)影響微塑料的去除率。 尤其是我們國內(nèi)污水處理廠，相較于國外微塑料去除率差距還是很大的，所以需要我們進(jìn)一 步提高微塑料去除的技術(shù)。四、結(jié)束語本文從淡水中微塑料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、污染的來源、分析