微塑料环境行为与健康风险评估：综述
微塑料环境行为与健康风险评估：综述
近日，《环境化学快报》发表了一篇题为《微塑料环境行为与健康风险评估：综述》的文章。这篇综述由中国东南大学公共卫生学院的研究团队撰写，详细评估了微塑料在环境中的分布、老化、检测、毒性及其与其他污染物的联合毒性，探讨了微塑料对人体健康的潜在风险，并提出了相应的减缓措施。
全球塑料污染现状与危害
全球塑料生产量预计将在2050年达到330亿吨，每年排放到环境中的微塑料数量从46万吨到1400亿吨不等。微塑料作为新兴污染物，已被广泛发现于土壤、水体及大气中，并随着物理、化学和生物因素的影响而发生迁移和老化。这些塑料微粒不仅会单独对生物产生毒性作用，还可作为有机污染物、重金属、内分泌干扰物和抗生素等有害物质的载体，进一步加剧其毒性。
微塑料的环境行为和健康暴露风险。环境中的塑料微粒与日俱增，广泛分布在空气、水和土壤中。环境中的微塑料会经历迁移、转化和老化，受物理、化学和生物因素的影响。环境中的微塑料与其他环境污染物共同暴露。此外，环境中的微塑料会对生物体和人类产生不利影响。研究了微塑料对环境模式生物的毒性影响及其对人类的潜在健康风险，以加深我们对微塑料在实际环境暴露中带来的潜在风险的理解
微塑料在不同环境中响应各种因素的迁移。微塑料广泛存在于大气、土壤、海洋、河流和湖泊中。当受到外部干预时，微塑料会在不同的环境隔间（包括大气、土壤和水）中迁移和转化。在自然或人为条件（如意外之财、降雨和浇水）的影响下，微塑料经常在不同环境中水平和垂直移动。微塑料在大气和土壤中的最终目的地通常最终会积聚在海洋中。箭头表示微塑料的迁移方向。不同颜色和形状的符号代表环境中不同形式的微塑料
对人类健康的影响
微塑料通过直接或间接途径进入人体，可能引发多种健康问题，如胃肠、肺部、生殖及心血管系统毒性，甚至神经毒性。研究发现，微塑料可通过呼吸道、消化道及皮肤直接进入体内，尤其是在空气中的微塑料颗粒，其对人体的影响更为直接。
微塑料的暴露途径和潜在健康风险。微塑料可由各种合成产品、个人护理产品和塑料产品产生，甚至可能存在于食品中。目前的研究证据表明，人类会接触到不同类型的微塑料。当个体接触到这些物质时，微塑料可以通过口服、吸入和皮肤接触进入人体。微塑料摄入的主要途径是口服。体内存在的微塑料可能会导致器官和系统损伤，包括但不限于神经系统、呼吸系统、胃肠道、心血管系统和生殖系统
检测与分析技术
当前最常用的微塑料检测技术是傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱。这些技术可对环境样本及生物样本中的微塑料进行定性和定量分析。然而，鉴于环境样本的复杂性，现有的检测方法尚未形成统一的标准，迫切需要通过多种检测技术的结合来提升检测的准确性和效率。
程序 | 方法 | 优势 | 弊端 | 引用 |
|---|---|---|---|---|
消化 | 酸消解 | 去除大部分有机物 | 微塑料的消化、破坏效率低下 | Ye et al. （2024) |
碱消解 | 消化效率高，去除大部分有机物，损伤小 | 杂质会影响光谱信号 | Lao et al. （2024) | |
氧化剂消解 | 消解效率高，去除大部分有机物，对光谱信号的影响小 | 对某些聚合物具有破坏性 | Setiyawan et al. （2020) | |
酶消化 | 消化彻底、无害、环保 | 特异性酶，成本高昂且耗时 | Kiran 等人（2022) | |
分离 | 视觉对象选择 | 简单直接 | 效率低下，难以有效分离 | Fiore 等人（2024) |
过滤 | 简单高效，可分离大多数样品 | 易堵塞的过滤介质 | Xu et al. （2024) | |
密度浮选 | 最常用和最有效的分离大多数微塑料 | 操作复杂，重复多次 | Somer 等人（2024 年) | |
检测 | 立体显微镜 | 操作简单、直观且经济高效 | 耗时、效率低下、无法识别细颗粒 | Abad-López 等人（2024) |
电子显微镜 | 识别塑料微粒的大小和形状 | 无法识别塑料微粒成分 | Fiore 等人（2024) | |
傅里叶变换红外光谱 | 最常用的，无损分析，快速处理 | 样品要求高，无法检测小于 20 μm 的混合物，且无标准光谱 | Akhbarizadeh 等人（2021) | |
拉曼光谱 | 最高分辨率的无损分析 | 易受干扰，对样品纯度要求高 | Li et al. （2024b) | |
热分析（色谱-质谱） | 样品要求低，快速准确，添加剂效果分析 | 设备昂贵，操作复杂，对样品有破坏性 | Ye et al. （2024) | |
相干反斯托克斯拉曼散射显微光谱 | 无损、无需化学预处理、快速加工 | 光谱库未完全建立，在复杂条件下导致遗漏 | Rhee et al. （2024) |
毒性研究与模型生物应用
研究中使用了多种模型生物来评估微塑料的生态毒性及其对健康的潜在威胁。模式生物如斑马鱼、秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）、蚯蚓及拟南芥（Arabidopsis thaliana）等，因其与人类基因的高同源性、快速的繁殖周期和对环境污染物的敏感性，成为评估微塑料污染的重要工具。例如，斑马鱼暴露于聚丙烯微塑料后，表现出心脏发育相关基因的表达抑制，而秀丽隐杆线虫的长期低浓度暴露则改变了神经递质水平，诱导跨代神经毒性。
微塑料与其他污染物的综合暴露风险。现实环境错综复杂，环境中的微塑料通常不会单独存在，而是与多种环境污染物共存。该图总结了微塑料与环境中典型污染物的综合影响，包括但不限于持久性有机污染物、重金属、内分泌干扰化合物和抗生素。微塑料与不同类型污染物之间的相互作用机制详见其他专题。此外，还列举了相互作用影响因素和关节毒性作用。需要进一步的研究来了解微塑料与典型环境污染物的综合毒性作用
减缓与治理措施
综述还讨论了微塑料污染的减缓与治理方法，提出了加强微塑料监测和国际合作的必要性，以应对全球性的微塑料污染问题。未来研究需集中于改进微塑料检测技术，了解其在土壤和空气环境中的存在及迁移规律，并制定科学的风险评估模型。
结论
微塑料污染的扩散已成为全球关注的问题，对于环境和生物体中的塑料微粒，存在多种检测方法，其中傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱是目前最常用的技术。各种人类生物标本，包括粪便、痰液、唾液、血液、支气管肺泡灌洗液、胎盘和其他器官，已被发现含有微塑料，表明这些颗粒可能对人体健康产生不利影响。体外和体内实验结果证实，微塑料对胃肠道系统、生殖系统、呼吸系统、心血管系统和神经系统都有不良影响。
研究表明，微塑料通常不会单独存在于环境中，而是与其他环境污染物共存，例如持久性有机污染物、内分泌干扰化合物和重金属，这些污染物会加剧微塑料暴露的风险。减少微塑料污染需要采取多方面的方法，包括尽量减少塑料使用、提高公众意识、改进废物分类方法、促进回收计划以及促进塑料废物的再利用。实施综合生态恢复技术、高效的废物管理实践和采用循环经济模式是有效对抗污染的关键策略。总的来说，本综述对微塑料的整个生命周期进行了系统和全面的描述，包括它们的分布、转化过程、环境和健康风险以及建议的缓解措施。