“Microplastics on the Planet: Current Knowledge and Challenges”由Lian-Jun Bao等人发表于*Environmental Science & Technology Letters*，系统综述了微塑料相关研究进展，包括分析方法、海陆传输、生物累积、人体暴露风险及海洋塑料沉降等，指出当前研究的不足与挑战，强调多技术联用对微塑料定性定量分析的重要性。

引言

2022年，全球塑料产量超过4×10⁸公吨（MT），其中90.6%为化石基塑料，0.5%为生物基塑料，8.9%为机械或化学回收塑料。化石基塑料包括聚丙烯、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚酰胺以及其他热塑性和热固性塑料。大部分（79%）塑料废物堆积在垃圾填埋场或自然环境中，这引发了全球关注的新问题。小型塑料碎片在2004年首次被定义为微塑料（MPs）。2008年，美国国家海洋和大气管理局海洋废弃物计划将微塑料的定义扩展为小于5毫米的塑料碎片，这一定义已在全球范围内被广泛接受。

微塑料可通过原生和次生来源进入环境。微塑料的原生来源主要与个人护理产品的使用以及塑料行业中塑料制品的热切割（如聚苯乙烯泡沫塑料）有关。次生微塑料主要产生于大块塑料碎片的破碎、降解和磨损。微塑料的足迹遍布所有环境介质，包括水、沉积物、土壤、空气和生物群。水生微塑料可通过水流排放和循环在全球范围内传输，其中一些可能会沉降到河床和海底。土壤中的微塑料会影响土壤肥力流失、养分循环和微生物生长，进而影响陆地生态系统。在大气环境中，纤维和细小塑料碎片是主要的微塑料类型，其尺寸通常小于100μm。这些轻质细小的微塑料可以在大气中长距离传输，其形状是控制传输的关键因素。几乎所有生物物种，包括浮游生物、双壳类动物、虾、鱼、陆地动物和人类，都暴露于微塑料中。最后，微塑料已在人类肺组织中被发现，这表明微塑料可能对人类构成潜在健康风险。

鉴于微塑料对生态系统和人类健康的重要性，本全球视角旨在根据现有文献，对微塑料的当前知识和挑战进行概述。目标是：1）评估用于表征微塑料的常用方法；2）阐述微塑料从陆地到海洋的传输；3）分析微塑料在植物和生物群中的积累模式；4）研究人类暴露于微塑料的情景和潜在健康风险；5）评估量化海洋塑料碎片垂直沉降动态的持续努力。在本全球视角中，为方便起见，“微塑料”和“塑料碎片”这两个术语有时可互换使用，这里塑料碎片涵盖所有尺寸。

1. 微塑料的特性分析

- 采样方法

- 土壤或沉积物采样：可使用铲子、抓斗采样器或岩芯采样器，关键是避免采样设备污染。

- 水体采样：包括动态（如船后拖网）、静态（如河岸固定浮网）和水柱采样（如配备流量计和尼龙网的浮游生物网或邦戈网）方法，各有优劣；也可现场或实验室过滤或筛分采集。

- 大气采样：分为主动（泵抽气通过过滤器等捕获装置）和被动（依赖自然沉降）采样，主动采样能保留各种尺寸微塑料，被动采样受天气影响，适合长期连续采样，但可能无法捕获轻质小颗粒。

- 预处理方法：复杂环境样本预处理因干扰物质多具挑战性，尚无标准化方法，需根据样本基质和研究目标选择，通常包括筛分、密度分离、过滤和消解等步骤，密度分离和消解起关键作用。

- 鉴定和定量方法：多种方法用于微塑料定性定量分析，新方法如激光直接红外光谱法（LDIR）、表面增强拉曼光谱法（SERS）、热重分析法（TGA）等各有优缺点，多技术联用有望在未来研究中发挥重要作用。

2. 微塑料从陆地到全球海洋的传输

- 实地测量：陆地产生的微塑料进入海洋途径包括大气沉降、河流排放和海滩排放，大气沉降多为轻质小颗粒（多为纤维），河流排放是近岸水域微塑料主要来源，但不同研究中河流微塑料丰度差异大，海滩对海洋微塑料的贡献因复杂水动力条件难以确定。

- 建模工作：现有陆地塑料输入海洋模型存在较大不确定性，大气传输建模工作虽有进展，但不同模型结果差异大，主要源于模型参数和校准验证数据差异。大气传输和河流径流对海洋微塑料输入贡献大小仍有争议，从质量输入看，河流可能大于大气沉降。

3. 微塑料在植物和生物群中的累积

- 累积机制：植物暴露于微塑料的途径包括根部从土壤吸收和叶面从空气吸附，纳米塑料在植物根部积累与尺寸、表面电荷和根系有关，叶面吸附受多种因素影响，鱼类摄入微塑料与尺寸有关，食物摄入概率是关键因素，其活动和运动端点在水和食物暴露时更易观察，高营养级鱼类摄入微塑料的控制因素有待阐明。

图 1.植物、生物群和人类接触微塑料的途径。

- 生物累积争议：微塑料生物累积概念存在争议，不同研究结果不一致，评估时需统一暴露介质和生物体内检测到的微塑料最小尺寸，考虑生物碎片化对累积评估的影响，推荐使用质量浓度评估，确定生物对微塑料的摄取和消除速率有助于评估生物累积发生情况。

- 食物网转移：实验室研究中，高暴露浓度纳米塑料可在食物网中转移放大，微米塑料未观察到；大型湖泊围隔实验表明微塑料食物网转移概率低；稳定同位素分析有助于理解微塑料在食物网中的营养转移，但存在不确定性。

4. 人类对微塑料的暴露及潜在健康风险

- 人体微塑料存在情况：微塑料在人体多种样本中被检测到，如胎盘、胎粪等，但人体微塑料数量浓度量化不足，血液样本检测微塑料具挑战性，需开发新检测方法。

- 主要暴露途径：人类暴露于微塑料的途径包括口服摄入、吸入和皮肤吸收，口服摄入是主要途径，但不同年龄组和暴露途径的摄入情况不同，如婴儿暴露于奶瓶和塑料玩具中的微塑料，成年人吸烟和食用外卖食品也会增加暴露，目前确定主要暴露途径仍具挑战性，需构建大数据集。

- 健康风险评估：目前缺乏微塑料人体暴露潜在健康风险报告，由于缺乏参考阈值，难以综合评估，可分别评估不同暴露途径风险，类比特定污染物，但存在不确定性，动物和细胞测试及长期流行病学研究有助于确定微塑料参考值。

5. 塑料碎片在全球海洋中的归宿研究进展：

海洋塑料碎片去向不明引发对其潜在库存和最终汇的研究，海洋沉积物可能是重要汇，现场测量发现塑料碎片在海洋不同深度分布，模型研究尝试解释塑料碎片垂直沉降动态，如考虑生物污垢和微生物诱导碳酸钙沉淀等因素的模型，但仍需改进。

- Bao, L.-J., Mai, L., Liu, L.-Y., Sun, X.-F., & Zeng, E. Y. (2024). Microplastics on the Planet: Current Knowledge and Challenges. Environmental Science & Technology Letters, XXXX, XXX, XXX−XXX. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.4c00603

作者信息：

- 通讯作者：Eddy Y. Zeng，邮箱为eddyzeng@scut.edu.cn，就职于华南理工大学环境与能源学院工业集群污染控制与生态修复教育部重点实验室、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）。

- 共同第一作者

- Lian-Jun Bao，就职于华南理工大学环境与能源学院工业集群污染控制与生态修复教育部重点实验室、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）以及暨南大学广东省环境污染与健康重点实验室环境微塑料研究中心。

- Lei Mai，就职于南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）以及暨南大学广东省环境污染与健康重点实验室环境微塑料研究中心。

- Liang-Ying Liu，就职于暨南大学广东省环境污染与健康重点实验室环境微塑料研究中心。

- 其他作者：Xiang-Fei Sun，就职于南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）。