海洋微塑料的来源及其危害

塑料制品由于加工容易,价格较低廉,因此被广泛应用到工业、农业、科研和日用品等多个领域中,使用量巨大[1]。但塑料制品化学性质稳定,普遍耐腐蚀且难以被生物降解,导致其在环境中存在数百年至几千年而不消散,从而引起塑料垃圾的不断累积[2]。生活中一些没有被妥善处置的塑料垃圾会直接,或者以碎片、微粒的形式进入并长期存在于海洋中,随海水运动进行远距离的迁移,引起全球范围的海洋塑料污染[3]。这些残留在海洋中的塑料垃圾经过长时间的风化、裂解,形成粒径小于5mm或1mm甚至纳米级的微塑料[4],而被称为海洋中的PM2.5[5]。微塑料包括初生微塑料和次生微塑料,前者是在生产中被制成微米级的微塑料颗粒,后者则是大型塑料、合成纤维等经过光照、高温及土壤磨损等环境作用后分裂或降解形成的[6]。海洋微塑料数量多、分布广、不易降解且极易随海水迁移[7]。截止至2016年的数据统计表明,海洋中已经积累了约3.5万吨的微塑料[8]。

由于微塑料颗粒小、比表面积大、疏水性强、表面会附着微生物等的特点,使其能强有力得富集持久性有机污染物和重金属等污染物,从而成为众多海洋污染物的载体[1],所以微塑料污染对海洋环境造成的影响要比大型塑料大得多[9]。

1微塑料的来源

据统计,海洋中的塑料碎片中有75%~90%来自陆地,其余的10%~25%则直接来自海洋[10]。根据初生微塑料和次生微塑料的分类,其来源也有所不同,但调查发现在人类居住较密集的地区,往往微塑料的污染会更加严重,有力地说明了人类活动是海洋微塑料的主要来源[11]。

1.1生活污水

生活污水中的微塑料主要是指塑料微珠和纺织纤维等。有市场调研[2]表明,年龄在20~45岁的大部分受访者日常生活中均使用洗面奶,而添加在化妆品及个人护理用品中的塑料微珠,会随着洗浴污水流入下水道,从而进入水循环系统[12]。由于目前全球生活污水处理水平有限,难以保证这些塑料微粒能在污水处理系统中完全被过滤下来,所以部分微塑料会随污水进入海洋环境。而来源于日常衣物、地毯等纺织品清洗的纤维,由于尺寸较小,大部分都可以通过污水处理系统而进入河流和海洋中,因此家用洗衣机也成为了海洋微塑料污染的一个主要源头[2]。但在海洋初生微塑料污染中,合成化纤衣物才是主要来源,塑料微珠的污染源也只占主要微塑料的2%[13]。

1.2工业废水

工业生产过程中产生的微米级塑料也是水环境中微塑料的来源之一,包括了大块塑料在制造、使用以及保存等过程中产生的磨损,如汽车轮胎使用过程中的磨损、纺织印染厂中衣物的制造和印染过程中而产生的微纤维[2]。这些微塑料会随着工业废水进入污水厂处理,由于难以过滤处理而最终可能汇入淡水河流和海洋中。

1.3塑料垃圾的倾倒

塑料垃圾的直接倾倒无疑是海洋中塑料污染物的首要源头,这些主要源自于人类生产生活过程中产生的塑料污染物。据

《科学》杂志报告,2016年全球约192个沿海国家和地区制造了近3亿吨塑料垃圾,其中900万吨左右的塑料垃圾直接或间接地被排入海洋[1]。由于海水养殖中使用了大量的聚苯乙烯漂浮装置,也增加了海洋塑料垃圾的可能来源。据美国官方统计,每年约30000多万磅的塑料渔具污染来自全世界各个国家的渔船和商船倾倒,其中塑料包装就占比约16%[1]。这些塑料垃圾会在特定环境条件下,例如在水流、风力等的作用力下,塑料会被风化、脆化、裂变而形成更小的颗粒。由于沙滩比热低、升温快,光氧化速率更快,残留在沙滩附近的塑料更易于其他塑料垃圾裂解而产生次生微塑料[11]。

2微塑料的危害

微塑料由于体积小、质量轻,主要分布在水体表层,但近海岸的海滩和水底深积物中也会有所分布[14]。因为微塑料的形状、大小与一些有机物和浮游生物比较相似,因此容易被小型鱼类或无脊椎动物误食。而较大型生物则通过捕食小型鱼类间接摄入微塑料,并通过食物链在各营养级之间传递,进而可能导致最终整个生态系统的生物都处于受到微塑料污染的危险中[15]。需要注意的是,微塑料的危害不仅是其本身的理化性质对水生生物的影响,同时也包括了微塑料含有添加剂的毒害作用,以及从海水中吸附的持久性有机污染物和重金属等污染物的毒害作用[3,16]。

2.1微塑料对生物的单独毒性效应

由于微塑料大小、形状和颜色与普通海洋动物的食物相似,海洋生物尤其是幼小生物在摄食过程中很难将微塑料与其他食物颗粒区分开来,所以在摄食过程中容易将微塑料一同摄入体内,从而造成微塑料的误食[16,17]。微塑料被海洋动物误食后,会通过划伤和阻塞动物的消化道,影响系统平衡和正常代谢等的方式降低动物身体机能[15],如粒径小的微塑料能够进入鱼的肝脏,引发肝脏炎症进而影响脂质和能量的代谢,造成脂质的累积[18]。微塑料还可能导致组织病变与炎症反应、干扰神经系统及内分泌系统、降低鱼类的存活率等[19]。

飘浮在海水中的微塑料对太阳光的遮挡和反射作用也会阻碍藻类的光合作用,减少有机物的积累,从而降低了整个海洋生态系统的初级生产力[15]。因本身重力较大,或因吸附了有机、无机污染物质而使得其重力明显增加的微塑料,沉积在海底后,也会直接威胁海底生物的生存,如深海里的海参会对微塑料进行直接摄食等[20]。

2.2微塑料与污染物的联合毒性效应

微塑料比表面积大,疏水性强,易于与环境中的一些有机污染物相互作用[21]。有研究表明,微塑料会从海洋环境中吸附一些

海洋微塑料的来源及其危害

江秀萍

(华南农业大学资源环境学院,广东广州510642)

摘要:随着海洋中塑料制品的不断累积,海洋塑料污染也逐渐成为了全球性的环境问题。被称为海洋PM2.5的微塑料作为一类新型的海洋污染物,正受到人们越来越多的关注,尤其是微塑料对海洋生物及海洋生态系统的影响方面。本文综述了海洋微塑料的主要来源,包括了生活污水、工业废水和塑料垃圾的倾倒,阐述了微塑料对海洋生物的单独及联合毒性效应,对目前海洋微塑料污染防治方面的内容做出总结,仅供参考。

关键词:海洋微塑料;来源;危害

中图分类号:X55文献标志码:A文章编号:1672-3872(2019)17-0276-02

作者简介:江秀萍(1996—),女,广东梅州人,本科,研究方向:新兴有机

污染物的迁移转化。