分析技术在土壤微塑料研究中的应用现状*

刘东生,邹国元,2,陈延华,2,梁丽娜,2,李丽霞,2**

(1.北京市农林科学院植物营养与资源研究所 北京 100097;2.北京市缓控释肥料工程技术研究中心 北京 100097)

废弃塑料的普遍存在及诸多负面影响使公众感到不安,这让塑料污染成为了环境领域研究的焦点问题。2004年,英国科研人员在《科学》上发表的一篇论文中首次提出微塑料概念[1],微塑料污染开始进入大众视线。目前尚未有全球公认的微塑料定义。塑料按尺寸大小可分为:大(macroplastic,＞2.5 cm)、中(mesoplastic,5 mm～2.5 cm)、微(microplastic,MP 100 nm～5 mm)和纳(nanoplastic,＜100 nm)[2-3]。微塑料具体又可分为:小(small,＜1 mm)、中(medium,1～3 mm)和大(large,3～5 mm)[4]。近期,一些学者建议窄化微塑料的范围(1～1000 µm),将尺寸小于1 µm的塑料归为纳米塑料[5-6]。微塑料的形貌类型包括微珠(beads)、颗粒(nurdles或pellets)、纤维(fibers)、泡沫(foams)、碎片(fragments)和膜(films)等[7-8]。大部分微塑料的化学结构稳定、难降解、可长期存在(或以更小尺寸的形式存在),将对生态环境安全和人类健康带来潜在的威胁。形貌特征直接影响微塑料在土壤中的迁移行为[9-10]。环境风险与尺寸、组分和含量等因素息息相关,微塑料尺寸越小,环境风险越大,对其的检测越困难。受采样、前处理和分析技术的限制,现有研究中检测到的微塑料尺寸普遍较大,其实际数目被明显低估[11-12]。另外,文献数据之间的可比性差,不容易达成共识。沉积物中微塑料的分析方法可以经过微调后用于土壤微塑料的分析。不过,对于土壤微塑料而言,复杂的组分和表面附着物的存在导致分析检测存在更大的挑战,尚难以形成统一、规范的标准方法[13]。

微塑料的成分本质上是聚合物,对其的研究检测主要借助于分析聚合物的技术从组分、形貌(包括颜色、形状和尺寸)、含量(包括数量和质量)等几个维度进行,如图1所示。……