主编述评｜海洋微塑料研究的进展与思考 - 海洋微塑料危害生态系统研究

恒厚 · 发表于海洋科普 2024-6-16 09:42:15

正文共：2139字

预计阅读时长：4分钟

主编述评

自2004年国际上首次提出“微塑料”概念来，微塑料研究得到快速发展。越来越多的研究证明，微塑料广泛存在于全球海洋环境，并对海洋生态系统存在影响。因此，微塑料与环境内分泌干扰物、全氟化合物等持久性有机污染物以及抗生素等一同被列入国际社会持续关注的新污染物名单。

近年来，我国广泛开展了海洋微塑料研究，Zhao等人于2014年首次对东海海域中的漂浮微塑料进行了定量研究，发现海水中微塑料的浓度为（0.167±0.138）个/m3，并证实了河流是海洋中微塑料的重要来源之一。对微塑料进行成分分析发现，渤海表层水[（0.33±0.34）个/m3]中微塑料的主要类型有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS），在小于1 mm的微塑料中聚丙烯（PP）的含量最高，由此预测海洋中可能存在更多未被检测到的、直径较小的PP废料。对南海海域的研究也发现，小颗粒的微塑料（0.02～0.3 mm）占检测总量的92%，且随着粒径的减小，表层水中微塑料的平均浓度呈指数增长。对于微塑料的来源，对渤海、黄海海域以及附近沙滩中的微塑料污染研究发现，海洋中微塑料可能的来源是鱼线、PE 绳网与PS 泡沫容器。同时，内海（渤海）的微塑料浓度远远高于开放海域（黄海），表明来自内陆或沿海活动的人为塑料废弃物可能是海洋中微塑料的主要来源。此外，还有学者对香港海域（0.51～279.09个/m3）、天津近岸海域（210～1170个/m3）、广东东部沿海（8895个/m3）中的微塑料污染进行了研究。自2016年起，我国依据《海洋微塑料监测技术规范》，在渤海、黄海、东海、南海共设置6条断面30个监测点位，组织开展管辖海域微塑料监测。监测结果显示，我国近海海面漂浮微塑料平均浓度为0.27个/m3。其中，河口、海湾和海岛周边海域由于特殊地形条件和人类活动影响等，微塑料浓度高于近海海域。近年来，全球已有调查结果显示，不同海域表层海水中微塑料平均浓度差异显著，从赤道东太平洋的4.8×10−6个/m3到瑞典近岸海域的8.6×103个/m3，其中45%的调查结果微塑料浓度为0.01～10个/m3。与国际同类调查研究结果相比较，我国近海微塑料浓度处于中低水平。河流被认为是海洋微塑料的主要输入源。综合公开发表的87条入海河流的研究数据结果，入海河流微塑料平均浓度范围为0.046～176个/m3，最高浓度出现在越南的西贡河，平均值为9.11个/m3 ；珠江、长江入海断面水体中微塑料浓度分别为0.13 个/m3和0.90个/m3，我国入海河流的微塑料浓度也处于全球中低水平。

进入海洋环境的微塑料可通过摄食或黏附等方式进入生物体，目前已在多种海洋生物体内发现海洋微塑料，小至浮游动物，大至大型哺乳类动物。Gouin研究发现，20%（>17,500个体）的被调查物种（>800种，87,000个体）摄入了塑料。微塑料进入生物体后，可导致消化道损伤，大量室内模拟实验已表明，微塑料具有生长抑制、氧化损伤、免疫应激等直接毒性效应，同时也发现了微塑料吸附的共存污染物引起的间接毒性效应。微塑料还可通过食物链传递到高营养级生物甚至人体内。目前，已在200多种可食用的海洋生物甚至海盐中发现了微塑料，据估算，欧洲每人每年可通过食用贝类摄入约1.1万个微塑料。由于其巨大的表面积与体积比和疏水特性，微塑料可吸附包括持久性有机污染物（POPs）和内分泌干扰化学品（EDCs）等在内的有毒有害物质，在海洋中停留的时间越长，富集在塑料表面的有毒有害物质浓度就越高，例如，墨西哥瓜达卢佩岛周边海域塑料表面的PAHs含量为39～1200 ng/g；日本东京汐田海滩塑料表面的PCBs含量为<28～2300 ng/g；美国加州Hermosa海滩塑料表面的DDTs含量为267 ng/g；加纳Lagoon海滩塑料表面的PAHs含量为2751 ng/g。

建立海洋微塑料监测方法标准，开展海洋微塑料监测评价工作，是掌握海洋微塑料污染分布，为微塑料污染的源头管控和综合治理提供数据支撑的基础。但由于缺乏标准化的监测与分析技术方法，导致海洋环境中微塑料浓度、成分的可靠数据匮乏，不同研究之间的结果不可比，甚至不确定。因此，国际社会正在积极推进微塑料监测标准统一化进展。2013年，欧盟发布的《欧洲海域海洋垃圾监测指南》将微塑料监测方法纳入其中；2015年，美国国家海洋与大气管理局（NOAA）编制了《海洋微塑料实验室分析方法》；2019 年，联合国海洋污染科学问题专家组（GESAMP）发布了《海洋塑料监测评价技术方法》。2020年，日本环境省在组织开展国际微塑料实验室分析比对的基础上，正在编制《统一化海面漂浮微塑料监测方法指南》。我国生态环境部也组织了海洋微塑料监测技术规程行业标准的编制工作，并开展了业务化试运行。上述方法在推进全球和区域微塑料监测方法的统一化方面起到了促进作用。

尽管海洋微塑料研究在近些年取得了显著进展，但由于技术的限制，目前对环境中微塑料的鉴定方法具有一定的局限性，尤其是对小粒级的微塑料乃至纳米级别的塑料难以有效分离和鉴定；微塑料入海通量的时空分布格局和变化尤为复杂，全球缺乏实测数据对微塑料入海通量做出准确评估，现有以塑料不当管理、人口分布模型评估的微塑料入海通量存在极大不确定性；微塑料在近海及大洋中的迁移受陆源输入、洋流运动、生物扰动和温盐变化等多个过程和因素的共同调控，难以界定跨界污染责任。此外，由于目前多数海洋微塑料的毒性风险研究场景与真实环境相去甚远，且尚无统一的标准和可适用的风险评估模型，难以准确阐明微塑料的生态与健康危害；另外，受微塑料类型、化学物的性质以及生物体和周围环境的平衡分配等多种因素的影响，微塑料与吸附的污染物复合效应纷繁复杂，导致微塑料对海洋生态环境的生态危害严重程度尚存在不确定性。综上所述，今后海洋微塑料研究的主要趋势包括：开发快速、自动化分析技术方法，提升微塑料分析监测效率；创新建立小于20 μm 微塑料的分离和鉴定标准化方法；开展微塑料入海通量时空分布格局及其变化研究，降低全球微塑料入海通量模型评估的不确定性；研究微塑料迁移转化路径、环境归趋及其控制机制，揭示微塑料在近海—大洋—极地环境中的赋存特征及迁移路径，确定微塑料输运的主要过程及源汇分布格局；阐明环境浓度下微塑料的生物效应，特别是对典型生态系统的关键生物类群及群落的长期影响，探讨微塑料作为载体对典型污染物的环境归趋及毒性的影响，阐明其复合作用机制，探索建立微塑料环境基准的推导与确定方法。

主编简介

王菊英，女，研究员，本刊主编，环境科学博士，现任国家海洋环境监测中心主任、党委书记。兼任联合国“海洋环境以及其社会经济方面的状况作出全球报告和评估的经常程序项目（经常程序，GRAME）”专家，生态环境部国家环境基准专家委员会副主任委员，大气科学类专业教学指导委员会委员，大连海事大学特聘教授，中国科学技术学会全国海洋生态环境保护学科首席科学传播专家，“海洋学报”中英文版、“中国海洋大学学报”中英文版、“生态毒理学报”、“海洋环境科学”、“应用海洋学报”等期刊编委。

主要从事海洋环保研究、海洋生态环境监测评价工作，主要科研业务工作包括：1）在海水水质基准研究方面，创新研发的优先控制污染物定量筛选模式、海洋受试生物培养技术、毒性检测技术、基准定值体系，可为“海水水质标准”的制修订提供科学依据。作为团队骨干参加的海洋沉积物质量基准/标准研究，在国内率先采用从基准到标准的研究模式，其成果—“GB18668-2002 海洋沉积物质量”已颁布实施。相关工作推动了我国海洋环境质量基准研究的发展并完善了质量标准体系建设。2）自2002年以来，先后科学设计并业务化实施了全国海水浴场、滨海旅游度假区、海洋垃圾和微塑料、海-气CO2交换通量、海洋酸化/低氧等全新监测项目。通过科技创新，极大丰富了监测服务产品，扩展并延深了服务领域，拓展和健全了国家海洋环境监测体系。3）自2004年始，作为国际认同的海洋生态环境评价专家走向联合国，一直参与全球海洋评估项目工作，并与我外交部保持沟通和联系，积极从技术层面为国家的海洋环境外交提供支撑，履行大国责任发出中国声音。

主持国家863项目2项，海洋公益性行业科研专项1项，国家重点研发计划重点专项课题1项，科技部支撑计划课题1项，以及省部级课题30余项。已发表论文100余篇，出版专著4部，编写国家标准和行业标准15个，获省部级科技创新奖8项。

来源：《海洋环境科学》作者：国家海洋环境监测中心主任、党委书记王菊英

专题文章推荐