關(guān)鍵詞：微塑料；監(jiān)測技術(shù)；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號(hào)：X830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500(2025)07-0153-03

DOI: 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.044

Review of Monitoring Technology and Ecological Risk Research on Microplastic Pollution

XUXiangyong，YUANMingzhang，NIYou，HUBin，LIHaolun (Qingdao Research Academy of Environmental Sciences，Qingdao 266ooo，China)

Abstract: Microplastic polution has becomeoneof the global environmental problems，causing serious impactson water bodies，soil，irndbiologicalhealth.Withtheincreasingseverityoficroplasticpoltion，owtoecivelyoitor microplasticsandassesstheirecologicalriskshas becomeahottopic inenvironmental scienceresearch.The microplastic monitoring technologyissummarized，theecologicalrisksofmicroplasticsareevaluated，andthechalengesandfuture developmentdirections ofmicroplastic monitoring technologyarepointedout，inordertoimprovethemonitoring levelof microplastic pollution and protect the ecological environment.

Keywords: microplastics; monitoring technology; ecological risk

自20世紀(jì)中期起，人類開始大量生產(chǎn)塑料，1950年，全球塑料的生產(chǎn)量大約為150萬t，而到了2025年，全球塑料的生產(chǎn)量已迅速增加至6億t]。微塑料是指在塑料垃圾降解、合成纖維脫落以及其他塑料制品碎裂時(shí)產(chǎn)生的直徑小于 5mm 的塑料顆粒。其廣泛分布于陸地、水體、空氣等環(huán)境中。與其他污染物相比，微塑料具有體積小、穩(wěn)定性強(qiáng)、難以降解的特性，更容易被生物攝取，對(duì)生物及其生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生威脅[2]。微塑料的長期存在與生物積累特性使得其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響變得復(fù)雜且難以評(píng)估。尤其是其對(duì)水生生物、土壤微生物、植物以及其他生態(tài)系統(tǒng)成員的影響，尚未完全明確。因此，研究微塑料的監(jiān)測技術(shù)、污染分布規(guī)律和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)變得尤為重要。本文探討微塑料污染的監(jiān)測技術(shù)與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究的最新進(jìn)展，系統(tǒng)評(píng)估現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足，分析微塑料污染的環(huán)境影響及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，為今后微塑料污染的治理與控制提供參考。

1微塑料監(jiān)測技術(shù)

1.1微塑料采樣

微塑料的采樣方法在環(huán)境監(jiān)測中起著至關(guān)重要的作用。不同的環(huán)境介質(zhì)（水、空氣、土壤、沉積物等）對(duì)采樣方法有不同的要求，因此選取適當(dāng)?shù)牟蓸臃椒▽?duì)于后續(xù)微塑料成分檢測和分析非常關(guān)鍵[3。水體采樣是指通過手動(dòng)或機(jī)械設(shè)備（采水瓶、拖網(wǎng)、過濾器等）從不同水層采集水體樣品，過濾或濃縮水體中的微塑料顆粒。沉積物與土壤采樣是使用抓斗或鉆探器從河流、湖泊、海洋或土壤中獲取沉積物或土壤樣本，分析其中的微塑料分布?？諝獠蓸邮峭ㄟ^氣溶膠采樣器采集空氣中的微塑料顆粒，過濾后進(jìn)行分析。生物樣品采樣則通過捕捉水生生物（魚類、貝類等）或鳥類、陸生動(dòng)物，檢測其體內(nèi)的微塑料，評(píng)估微塑料在生物體內(nèi)的累積情況。

1.2微塑料分離與濃縮

微塑料的分離與濃縮方法多種多樣，常見的有過濾法、浮選法和熱解法等[4。過濾法利用濾膜將樣本中的微塑料顆粒截留，濾膜的孔徑通常為 0.45μm 或更小，能夠截留絕大多數(shù)微塑料顆粒。此方法操作簡易，設(shè)備要求較低，適用于處理大量樣本。然而，對(duì)于尺寸極小的微塑料顆粒，濾膜可能無法實(shí)現(xiàn)完全截留，此時(shí)可能需要選用更精細(xì)的濾膜。浮選法利用微塑料的低密度（聚乙烯、聚丙烯等），根據(jù)微塑料與其他沉積物或有機(jī)物的密度差，采用密度梯度溶液（如鹽水）將微塑料顆粒分離出來。該方法能夠高效地區(qū)分不同密度的微塑料顆粒與其他物質(zhì)，適用于沉積物和土壤樣本中微塑料的分離。然而，該方法需要借助化學(xué)試劑，這可能改變微塑料顆粒的形態(tài)。因此，在操作過程中，必須嚴(yán)格控制試劑的濃度和溶解時(shí)間，以獲得最優(yōu)的分離效果。熱解法是將樣品加熱至高溫，使有機(jī)物質(zhì)（如植物殘留物）分解或揮發(fā)，而塑料顆粒由于高溫穩(wěn)定性會(huì)殘留下來。該技術(shù)有效地從沉積物中移除有機(jī)物，僅保留微塑料顆粒。然而，高溫處理可能改變微塑料顆粒形態(tài)，尤其是那些熔點(diǎn)較低的塑料。

1.3微塑料定性與定量分析

微塑料監(jiān)測技術(shù)常用的定性與定量分析方法分為3類，即目檢法、光譜法和質(zhì)譜法。最常用的則是顯微鏡觀察法、傅立葉變換紅外光譜法、拉曼光譜法、熱解－氣相色譜質(zhì)譜法與流式細(xì)胞術(shù)等方法，各方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍存在一定差異[5]。

1.3.1 顯微鏡觀察法

顯微鏡觀察法通過顯微鏡對(duì)過濾后的樣品進(jìn)行觀察，對(duì)微塑料顆粒進(jìn)行識(shí)別和計(jì)數(shù)。該方法簡單、經(jīng)濟(jì)，操作容易，適用于大量樣品的快速處理。但是，該方法只適用于處理粒徑較大的微塑料顆粒，對(duì)微塑料顆粒的定量分析有限，難以檢測尺寸小于 5μm 的微塑料。顯微鏡觀察法適用于小范圍、高靈敏度的微塑料顆粒形態(tài)分析。

1.3.2傅立葉變換紅外光譜法

傅立葉變換紅外光譜法通過分析微塑料的紅外吸收光譜來識(shí)別其分子結(jié)構(gòu)，鑒定塑料的種類。該方法直觀、操作簡單，能夠觀察微塑料的形態(tài)和尺寸。但是，該方法操作煩瑣，適用范圍有限，難以對(duì)大規(guī)模樣本進(jìn)行高通量分析，難以定量識(shí)別顆粒的種類和數(shù)量。傅立葉變換紅外光譜法適用于水樣、土壤樣品中的微塑料種類識(shí)別與定性分析。

1.3.3 拉曼光譜法

拉曼光譜法通過拉曼散射現(xiàn)象獲取微塑料分子的光譜信息，進(jìn)行物質(zhì)鑒定。該方法具有高靈敏度，能夠精確識(shí)別塑料種類，適用于復(fù)雜樣品中的微塑料檢測。但是，該方法對(duì)微塑料顆粒的前處理要求較高，對(duì)微小顆粒（粒徑小于 20μm ）的靈敏度較低。拉曼光譜法適用于微塑料顆粒的化學(xué)成分分析、微小顆粒（納米級(jí)）檢測。

1.3.4熱解-氣相色譜質(zhì)譜法

熱解－氣相色譜質(zhì)譜法通過熱解微塑料樣品生成揮發(fā)性物質(zhì)，再使用氣相色譜質(zhì)譜分析檢測微塑料的種類。該方法具有高分辨率，能夠?qū)π☆w粒微塑料（甚至納米級(jí)）進(jìn)行分析，適用于復(fù)雜樣品分析。但是，樣品的前處理較為復(fù)雜，對(duì)透明或無色的微塑料顆粒不夠敏感。熱解－氣相色譜質(zhì)譜法適用于實(shí)驗(yàn)室中復(fù)雜樣品的定量和定性分析。

1.3.5 流式細(xì)胞術(shù)

流式細(xì)胞術(shù)通過流式細(xì)胞儀對(duì)樣品中的微塑料顆粒進(jìn)行快速分析，測量顆粒的大小、形態(tài)及其他特性。該方法能夠精確分析微塑料的化學(xué)成分，適用于復(fù)雜樣品的微塑料檢測，尤其對(duì)塑料的深度分析能力強(qiáng)。但是，該方法對(duì)樣品的前處理要求較高，儀器成本較高，操作復(fù)雜，適用于實(shí)驗(yàn)室研究。流式細(xì)胞術(shù)適用于水體中微塑料顆粒的快速篩選與分析。

2微塑料的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.1微塑料對(duì)水生生物的影響

魚類、貝類、浮游生物等水生生物可能誤食水中漂浮的微塑料顆粒，尤其是小顆粒（如微米級(jí)）或透明的塑料顆粒，攝入后，這些有毒化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)在水生生物體內(nèi)累積，造成毒性效應(yīng)，影響其生理功能、免疫系統(tǒng)，甚至致癌，引發(fā)內(nèi)分泌干擾等嚴(yán)重后果。微塑料還可能通過生物體內(nèi)的代謝活動(dòng)引發(fā)更為復(fù)雜的毒性反應(yīng)。微塑料顆粒吸附的重金屬（如鉛、汞）和持久性有機(jī)污染物（如多環(huán)芳烴）對(duì)水生生物的毒性作用顯著，尤其對(duì)其神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)有潛在破壞。

2.2微塑料對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響

微塑料對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在改變土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)及破壞生態(tài)功能。微塑料顆粒可能通過影響土壤結(jié)構(gòu)、透水性和水分保持能力，改變土壤的物理特性。同時(shí)，吸附有害化學(xué)物質(zhì)的微塑料可能污染土壤，破壞土壤的化學(xué)平衡。微塑料還會(huì)影響土壤微生物群落、土壤動(dòng)物健康，抑制植物生長，進(jìn)而擾亂養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)平衡。此外，微塑料在土壤中的長期累積可能對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)造成持續(xù)性損害，影響生態(tài)功能和生物多樣性，帶來嚴(yán)重的環(huán)境挑戰(zhàn)。

2.3微塑料對(duì)空氣和陸生生物的影響

微塑料顆粒通過大氣傳輸機(jī)制，對(duì)陸生生物及環(huán)境構(gòu)成潛在威脅。這些顆粒能夠借助風(fēng)力擴(kuò)散至更廣闊的區(qū)域，陸生生物吸入或接觸這些顆粒，可能面臨呼吸系統(tǒng)問題和免疫系統(tǒng)功能障礙等健康風(fēng)險(xiǎn)。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，微塑料的存在可能對(duì)植物生長、土壤健康以及生物多樣性產(chǎn)生負(fù)面影響，從而破壞生態(tài)平衡。此外，空氣傳播的微塑料顆粒增加環(huán)境污染的復(fù)雜性，對(duì)空氣質(zhì)量造成影響，并對(duì)遠(yuǎn)離污染源的區(qū)域產(chǎn)生影響，這無疑增加環(huán)境治理的難度。

3微塑料監(jiān)測技術(shù)的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向

3.1 面臨的挑戰(zhàn)

微塑料顆粒的尺寸極小，形態(tài)多樣，導(dǎo)致傳統(tǒng)監(jiān)測方法難以有效識(shí)別和定量。在土壤、空氣、水體等復(fù)雜環(huán)境中，微塑料的種類、形狀、大小及其與其他物質(zhì)的混雜使得檢測變得更加困難。微塑料不僅包括不同類型的聚合物，還可能包括含有不同添加劑的塑料材料。這些差異會(huì)影響微塑料的化學(xué)性質(zhì)、降解速率和生物可利用性，因此需要選用更高效的技術(shù)手段來區(qū)分和評(píng)估不同類型的微塑料。

目前，微塑料的監(jiān)測方法尚未完全標(biāo)準(zhǔn)化，不同地區(qū)和研究者使用的分析方法差異較大，導(dǎo)致結(jié)果不一致，給跨區(qū)域的比較和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估帶來困難。微塑料在不同環(huán)境中的分布具有高度不均性，某些區(qū)域可能污染嚴(yán)重，而某些地方則較為清潔。如何在這些變化較大的環(huán)境中進(jìn)行有效取樣，并對(duì)微塑料的濃度、類型及其生態(tài)影響進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，是一大挑戰(zhàn)。微塑料對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響可能是長期的、漸進(jìn)性的，并且影響機(jī)制尚不完全明確。不同物種對(duì)微塑料的反應(yīng)不同，且可能受到許多其他環(huán)境因素的交互作用。因此，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要考慮不同環(huán)境和生物的復(fù)雜交互。

3.2發(fā)展方向

開發(fā)高靈敏度、快速準(zhǔn)確的檢測技術(shù)，如拉曼光譜、紅外光譜、氣相色譜質(zhì)譜等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)微塑料種類、尺寸、形態(tài)的高效識(shí)別。通過應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)、人工智能等手段，提升數(shù)據(jù)分析的速度與精確度。制定全球統(tǒng)一的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，確保不同地區(qū)和研究者能夠采用一致的方法進(jìn)行微塑料檢測和數(shù)據(jù)對(duì)比，為全球污染控制和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支持。構(gòu)建綜合性的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，綜合考量微塑料的物理、化學(xué)、毒理特性，尤其是它們與環(huán)境因素（溫度、濕度、污染物等）的相互作用。重點(diǎn)關(guān)注在不同生物、生態(tài)系統(tǒng)中的作用機(jī)制，評(píng)估微塑料對(duì)生態(tài)健康和生物多樣性可能產(chǎn)生的長期影響。

研發(fā)更加高效的取樣工具和技術(shù)，特別是在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用。例如，運(yùn)用自動(dòng)化設(shè)備、無人機(jī)、遙感技術(shù)等獲取大范圍、長期的數(shù)據(jù)，以更深入地理解微塑料在不同環(huán)境中的分布規(guī)律。探索微塑料降解和回收的新技術(shù)，如生物降解、催化降解等，以減少微塑料在環(huán)境中的持久性，并降低其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，推動(dòng)塑料替代品的研發(fā)，減少源頭污染，降低微塑料的產(chǎn)生。微塑料污染問題跨越環(huán)境科學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等學(xué)科，需要跨學(xué)科合作，以推動(dòng)研究進(jìn)展。同時(shí)，提升公眾意識(shí)，促進(jìn)社會(huì)各界參與塑料污染的治理和監(jiān)測，為政策制定提供科學(xué)依據(jù)。

4結(jié)論

微塑料污染的監(jiān)測與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究正在取得越來越多的進(jìn)展，但仍面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn)。為了全面了解微塑料的環(huán)境影響及其潛在危害，未來需要繼續(xù)推動(dòng)監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化，開展更為系統(tǒng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究。同時(shí)，加強(qiáng)微塑料污染治理與政策制定，也是未來環(huán)境保護(hù)的重要課題。

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