北方伟业计量集团有限公司
微塑料在环境中扮演着污染物载体的角色,目前已经在微塑料表面检测到持久性有机污染物(邻苯二甲酸酯类、多溴联苯醚、多环芳烃等)、重金属(As、Cu、Zn等)、抗生素(四环素、阿莫西林、环丙沙星等)等环境污染物,间接对土壤生物产生毒性影响。相较于微塑料毒性效应研究,微塑料上负载的污染物毒性效应的研究已经展开了多物种、多技术、多层次的广泛研究,并已证实这些负载污染物均具有一定的毒性效应。因此,微塑料负载毒性效应成为目前研究的关注重点,并且研究主要集中在微塑料与负载污染物的吸附行为与复合作用下的毒性效应。
微塑料具有比表面积大和疏水性高等物理性质。迄今为止,已有较多研究显示微塑料对土壤中不同类型环境污染物具有不同的吸附行为。Hüffer等研究表明微塑料的疏水性与脂肪族物质的吸附系数密切相关,Teuten等研究发现土壤中塑料上的有机污染物浓度高于周围土壤环境,说明塑料颗粒对有机污染物具有较强的吸附能力。但Gaylor等将蚯蚓(Eiseniafetida)分别暴露于仅添加多溴联苯醚的土壤和同时添加微塑料和多溴联苯醚污染的土壤中,结果显示添加微塑料对蚯蚓体内多溴联苯醚浓度没有明显影响。虽然重金属元素的物理和化学性质多样,但微塑料在自然环境中风化、破碎、分解的过程中会使其表面带有电荷,普遍认为微塑料对金属阳离子具有吸附作用。研究发现微塑料对重金属Zn有较强的吸附作用,虽然在自然环境中微塑料和土壤对Zn的解吸量都很小,但是在陆正蚓(Lumbricusterrestris)的肠道中微塑料对Zn的解吸量(40%~60%)高于土壤(2%~15%),微塑料可以显著地提高Zn在蚯蚓体内的生物利用率,但是进一步研究并未发现微塑料造成蚯蚓体内Zn累积以及蚯蚓死亡和体质量变化等证据。抗生素被广泛应用于医疗和畜禽养殖业,最终可能随着生活垃圾与生活污水等介质渗入到土壤环境中,抗生素和微塑料同时存在于土壤环境中,抗生素在微塑料上的吸附可能导致抗生素的远程迁移并且可能导致环境影响复合效应。研究发现微塑料的多孔结构和氢键导致微塑料对各类抗生素存在广泛的吸附行为,在淡水系统中5种抗生素(磺胺嘧啶、阿莫西林、四环素、环丙沙星、甲氧苄啶)在5种微塑料(PE、PS、PP、PA、PVC)上的分配系数(Kd)为(7.36±0.257)~(756±48.0)L·kg-1,土壤中也可能存在相似的吸附机制。Shen等研究表明微塑料的不同老化程度对抗生素的吸附能力没有显著影响,但是微塑料可以显著降低抗生素的降解速率。需要提及的是,关于微塑料与其他污染物的复合效应机理尚不明确,未来需要开展更多的复合效应机理研究。
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