一、微塑料的 >
近幾十年來(lái)，塑料制品被大量生產(chǎn)和應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和人類日常生活中。環(huán)境中的塑料垃圾降解過(guò)程十分漫長(zhǎng)，在陽(yáng)光照射、物理、化學(xué)和生物等作用下會(huì)進(jìn)一步分解為許多粒徑不一的塑料微?；蛩芰衔⒅椤Ｋ芰戏纸鉃樗芰衔⒘：?，降解過(guò)程會(huì)愈加緩慢，大量形狀大小不一的塑料微粒在環(huán)境中堆積、富集。
微塑料，通常指粒徑小于5mm的塑料碎片，其粒徑較小，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，排入水環(huán)境后難以被自然降解，可能在水環(huán)境中存在數(shù)百至千年。微塑料的 >
污水處理廠是微塑料的最大 >
二、微塑料的分布
目前，微塑料在世界各地內(nèi)的水環(huán)境和沉積物環(huán)境中都可以被檢測(cè)到。有研究表明，海洋中的微塑料占塑料廢棄物的90%以上。經(jīng)Geyer等人研究發(fā)現(xiàn)，從1950年到2015年，全球大約產(chǎn)生了63億t塑料垃圾，其中一部分最終進(jìn)入海洋。目前，微塑料污染的調(diào)查研究區(qū)域主要集中在海洋，包括加拿大、巴西和中國(guó)等沿海國(guó)家，比如我國(guó)的黃海海岸、南海海域、珠江口水域等均已發(fā)現(xiàn)含有較高水平的微塑料。
微塑料廣泛存在于內(nèi)陸湖泊、河口、海洋，甚至偏遠(yuǎn)地區(qū)，如北極中央盆地。Eriksen等通過(guò)模型，估算全球海洋表層海水中的塑料數(shù)量超過(guò)5.25×1012個(gè)，其中微塑料的重量高達(dá)0.35×105t。不同海域表層海水中微塑料的濃度范圍從小于十個(gè)每平方千米到數(shù)萬(wàn)個(gè)每平方千米。Klein等對(duì)德國(guó)漢堡市108個(gè)大氣沉積物樣本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)微塑料廣泛存在于漢堡市區(qū)的大氣沉積中，采樣過(guò)程共發(fā)現(xiàn)2625個(gè)微塑料顆粒，平均豐度為275個(gè)/m2/d，微塑料占總顆粒量的95%。Soeun等研究了韓國(guó)納洞河塑料微粒的時(shí)空分布和特性，結(jié)果表明在不同的采樣季節(jié)某些微塑料的豐度和組成存在顯著差異。海洋微塑料負(fù)荷的70%~80%發(fā)生在雨季，在最壞的情況下，微塑料的年負(fù)荷大約比以前的估計(jì)高13倍或12倍。Zheng等研究了膠州灣地區(qū)微塑料的分布特征，發(fā)現(xiàn)與其他類似地區(qū)相比，海灣地區(qū)的微塑料豐度較低，且在殘余水流和有沉積物輸送趨勢(shì)的地區(qū)，對(duì)微塑料的分布和組成有明顯的影響。微塑料的豐度和組成在海水和沉積物中表現(xiàn)出很強(qiáng)的相關(guān)性，與海灣相比水和沉積物中微塑料豐度較高的河口樣品的微塑料尺寸較大，聚合物類型較少，表明河流輸入是海灣塑料微粒的主要 >
微塑料在海洋中受洋流、風(fēng)力等作用被長(zhǎng)距離運(yùn)輸，擴(kuò)散到全球的海洋生態(tài)系統(tǒng)。目前的研究已經(jīng)報(bào)道了微塑料廣泛存在于各個(gè)大洋不同深度的水體、海冰、深海沉積物以及海洋生物中。
三、微塑料的吸附性
微塑料在長(zhǎng)期的環(huán)境風(fēng)化作用下，會(huì)形成特殊的表面特征，如較高的比表面積、孔隙率和非晶結(jié)構(gòu)等，有利于環(huán)境中污染物的吸附。Zhang等通過(guò)電子顯微鏡研究了微塑料顆粒，發(fā)現(xiàn)微塑料顆粒表面有許多褶皺和多孔結(jié)構(gòu)。不同類型的微塑料和老化的微塑料通常也含有更高濃度的污染物。有研究指出，在不同微塑料中有機(jī)磷酯和鄰苯二甲酸酯的吸附行為研究中，發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯泡沫塑料比其他類型的微塑料含有更高濃度的多環(huán)芳烴和多氯聯(lián)苯。多環(huán)芳烴是一種典型的疏水污染物，其與微或納米級(jí)塑料的強(qiáng)相互作用在水環(huán)境中隨處可見(jiàn)。Lee等人對(duì)多環(huán)芳烴(PAHs)與聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)之間的吸附行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，采用KMPsw(微塑料與海水之間的分配系數(shù))的三相分配法進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，KMPsw的排序?yàn)榫郾揭蚁?PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)，與辛醇-水分配系數(shù)相似。吸附系數(shù)與疏水性之間存在較高的相關(guān)性，表明疏水性是塑料碎片與多環(huán)芳烴吸附行為的主要影響因素。
微塑料在環(huán)境中有大小不同的尺寸，其尺寸對(duì)污染物的吸附是重要的影響因素之一。Wang等以聚苯乙烯為典型微塑料，以菲和硝基苯為污染物，研究了微米、亞微米和納米級(jí)塑料對(duì)污染物的吸附性能，發(fā)現(xiàn)微米級(jí)聚苯乙烯和亞微米級(jí)聚苯乙烯的logKd(微塑料中污染物濃度的分布系數(shù))隨粒徑的減小而增大，而納米聚苯乙烯的logKd隨粒徑的增大而減小。由此得出，當(dāng)粒徑減小到納米級(jí)時(shí)，污染物(菲和硝基苯)的吸附行為發(fā)生了改變。Zhang等研究聚苯乙烯微塑料吸附土霉素的過(guò)程，同時(shí)存在顆粒擴(kuò)散和膜內(nèi)擴(kuò)散，經(jīng)過(guò)處理的聚苯乙烯對(duì)土霉素具有較高的親和力。經(jīng)過(guò)處理的微塑料具有更高的比表面積、微孔面積和氧化程度，土霉素吸附在擱淺泡沫上的FreundlichKf值為894±84((mg/kg)(mg/L)1/n)，最大吸附發(fā)生在pH=5時(shí)，此時(shí)微塑料表面與土霉素之間的靜電斥力最小，說(shuō)明靜電相互作用可能調(diào)節(jié)了吸附。Zhang等研究了聚丙烯微塑料在模擬海水中吸附3,6-二溴咔唑(3,6-BCZ)和1,3,6,8-四溴咔唑(1,3,6,8-BCZ)的情況。結(jié)果表明，擬二階動(dòng)力學(xué)模型更適合描述微塑料對(duì)多鹵代咔唑的吸附，3,6-BCZ和1,3,6,8-BCZ的平衡吸附時(shí)間分別為6h和8h。吸附能力隨粒徑的減小而增大，吸附能力隨鹽度的增大而先增大后減小，最大吸附量出現(xiàn)在鹽度14%時(shí)。吸附量隨多鹵代咔唑濃度的增加而增加。微塑料顆粒以各種形狀、各種大小堆積聚集，而水體中的有機(jī)污染物種類眾多、成分復(fù)雜并具有一定的毒性，兩者結(jié)合易產(chǎn)生更嚴(yán)重的環(huán)境危害。徐鵬程等[28]研究了新制的微塑料和在紫外光照射下老化的微塑料對(duì)2,2',4,4'-四溴聯(lián)苯醚(BDE-47)的吸附行為。結(jié)果表明，微塑料吸附BDE-47的過(guò)程以表面吸附為主，鹽度的影響不大，而溶解性有機(jī)質(zhì)會(huì)與微塑料和BDE-47發(fā)生相互作用，從而降低新制和老化微塑料對(duì)2,2',4,4'-四溴聯(lián)苯醚(BDE-47)的吸附。
李文華等以鄱陽(yáng)湖湖口-長(zhǎng)江段沉積物中的微塑料為研究對(duì)象，探究其與Cu、Cd、Pb、Zn和Cr等重金屬的形態(tài)及含量之間的關(guān)系。重金屬以氧化態(tài)或陽(yáng)離子交換的形式吸附聚集到微塑料表面，隨著微塑料的遷移進(jìn)入土壤環(huán)境和水環(huán)境中。此外沉積物中重金屬的含量也會(huì)受微塑料的顏色、粒徑與聚合物組分等影響。微塑料作為重金屬轉(zhuǎn)移的載體之一，重金屬隨著微塑料的遷移將更大范圍地影響環(huán)境。同時(shí)，被污染的水體中含有多種微生物，這些微生物甚至具有致病性，環(huán)境中存留的微塑料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的聚集和積累則能為這些微生物提供載體，附著在微塑料表面的微生物形成生物膜的形式。這些附著在微塑料表面的微生物會(huì)隨著微塑料的遷移入侵其他生態(tài)系統(tǒng)中，侵襲原本的微生物菌落并使其發(fā)生改變，而引起某種傳播疾病的暴發(fā)流行。
微塑料的吸附行為對(duì)生物的影響極大。Trifuoggi等研究了海膽的早期胚胎發(fā)育，暴露在微塑料的海膽出現(xiàn)發(fā)育形態(tài)等缺陷、且其有絲分裂異常情況顯著增加。Schrank等發(fā)現(xiàn)柔性聚氯乙烯(PVC)對(duì)大型水蚤的形態(tài)、代謝率及后代生長(zhǎng)率和數(shù)量都有影響。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，塑料的使用量與日俱增，其大量的丟棄已對(duì)自然環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。目前有關(guān)微塑料吸附行為的研究還主要集中在研究其分布情況，較少研究其吸附性等化學(xué)性質(zhì)，不能很好地詮釋自然狀態(tài)下微塑料與其他污染物相互作用的關(guān)系。
研究微塑料的吸附行為有助于為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以期分析各種影響因素對(duì)其吸附效果的作用和微塑料吸附污染物的吸附曲線，得出緩解這一污染物危害環(huán)境的途徑。未來(lái)的研究需要進(jìn)一步優(yōu)化微塑料采集、使用的方法，做好微塑料分布情況的統(tǒng)計(jì)，同時(shí)綜合考慮生物因素以及非生物因素，以及微塑料的粒徑大小、表面形態(tài)、塑料的種類以及污染物的濃度和存在狀態(tài)等因素，同時(shí)應(yīng)該加大力度改善固體廢物和廢水處理設(shè)施以處理微塑料，有關(guān)微塑料對(duì)環(huán)境污染物的吸附行為及吸附污染物對(duì)生物體的影響仍需深入探討。( >
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