科学家实现城市大气微纳塑料量化研究
01/09
06:28
记者从中国科学院地球环境研究所获悉，该所科研团队联合国内外学者，开发了一种半自动显微分析方法，首次实现对环境样品中，小至200纳米的塑料颗粒进行有效定量。该成果今天（8日）发表于国际学术期刊《科学进展》。
据了解，该方法基于计算机控制的扫描电子显微技术，通过逐颗粒定位并测量其粒径、形貌与元素组成等微观理化参数，系统揭示了西安、广州大气气溶胶、降水（雨、雪）、降尘和扬尘中微塑料与纳米塑料的丰度。研究发现，道路扬尘与降雨过程主导着大气塑料的跨介质传输，并观测到微纳塑料在大气中与矿物尘、黑碳等颗粒物发生了异质混合。
△城市大气微塑料和纳米塑料丰度、通量与组成示意图
自2004年“微塑料”概念（尺寸小于5毫米的塑料碎片）被提出后，微塑料及更小的纳米塑料（小于1微米）已被多项研究发现广泛存在于各类环境介质（水、土壤、空气及生物等）中。它们通过物理与化学的复合作用，对生物个体及生态系统的多个层级构成潜在且长期的威胁。近年来，极地、高山等偏远地区的观测证据进一步揭示，大气传输成为微塑料全球循环的关键通道。同时，微米及纳米级塑料颗粒可经呼吸道进入肺部及血液，是除摄食外另一重要的人体暴露途径。
传统分析方法依赖显微镜下对塑料形状、颜色和透明度的人工识别，难以实现对环境样品中微米级塑料的定量，更无法精准识别纳米级塑料，成为该领域研究的瓶颈。作为一种可通过大气通道快速扩散至全球的新型污染物，尽管学术界日益关注微纳塑料在大气中的存量、传输、转化及归趋，但受限于定量方法的缺乏，其在大气中传输演化及其气候环境与健康效应难以准确评估。
这项研究工作通过方法学创新，将大气塑料研究的空间分辨率从微米推进至纳米尺度，为量化微纳塑料的大气过程提供了有力工具。基于粒径分辨的形貌与化学组成实测数据，研究深化了对大气塑料环境行为的认识，为评估其对辐射强迫与生态系统的影响提供了直接依据。此外，研究首次发现的大气异质混合现象，也为深入探究微纳塑料的健康风险与气候效应拓展了新思路。
