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我国微塑料分布及管控建议

时间 : 2020-04-09     来源 : 未知     作者 : 赵光明     点击 : 次     

        微塑料,普遍定义为粒径小于5毫米的塑料颗粒,于人类而言,占据食物链顶端的同时,生物富集的弊端是不可避免的。微塑料的问题需要受到更多的重视,对微塑料的了解必不可少,在不同国家提出因地制宜的政策同时,形成世界全球性的合作才能更好地进行管控。

微塑料的产生
    微塑料产生的原因是塑料物质的碎片化和分解,且碎片化的程度很大程度上取决于物质所处环境;温度和紫外线的照射量是微塑料形成的两个决定性因素,一些塑料制造业和喷砂打磨同样也是微塑料产生的主要来源;微塑料同时也时常以“塑料珠”的形式出现在护理物品中,如牙膏,洗面奶等。纤维状的微塑料同样占取微塑料的一部分,它们是由部分衣物清洗后的塑料纤维残留直接排放入水体所造成的。虽然微塑料的定义是小于5mm的塑料,但是微塑料产品可以小至0.004微米。普遍极其微小的范围使得微塑料能够被大部分生物以多种形式摄入,危害不可小觑。用于农作物生产的肥料以及淤泥中也发现了许多微塑料的存在,用于农业生产的地膜同样也是土地微塑料的主要来源之一。水体中的大部分微塑料都来自于土壤,土壤中最后留存的微塑料只占16%至38%,其余的大部分微塑料会最终从土壤迁移至水体中,最后通过水循环对整个环境产生巨大的影响。

微塑料的分布
    微塑料分布于世界各地,我国作为人口大国更是会受到微塑料的极大影响,应当引起重视。微塑料的分布区域可以大致分为内陆、淡水以及海洋三大区域,其微塑料的富集程度也有相对差别。虽然现在国际方面对微塑料的关注点普遍放在海洋上, 微塑料最为富集的区域却是在土壤中。有研究者指出,土壤中所含的微塑料含量可达海洋总量的4至23倍。在瑞士洪泛平原的一项调查指出,90%的土壤样本中都有微塑料的出现,可见微塑料的富集程度与人类的活动密切相关。
    内陆的淡水区域同样受到了微塑料的污染。河口地区同样是微塑料极易聚集的地点;以我国为例,三峡大坝,长江口的微塑料丰度比内陆河流要高两到三个等级;珠江流域的部分地区甚至有更高的塑料沉积物丰度,可见微塑料的分布实为无处不在。在微塑料产生的总量中,被输入到海洋中的部分占比不到 5%,还有一部分被分解,而绝大部分则停留在陆地或内陆水体中。
    含有微塑料的污水若不经过处理会直接排向海洋等其他水体,微塑料逐渐在海洋中的更多地方被发现, 几乎所有被测量过的海洋都有关于微塑料的记录。微塑料利用其粒径小、质量轻等特点,可借助洋流、风力等外力因素进行远距离的迁移。在南极也存在关于微塑料的记录,在我国蛟龙号潜艇带回的样本中也能检测出微塑料的存在;由于海冰的融化,越来越多的微塑料正在向海中回流,导致更多动物的更多摄入; 由于微塑料的密度相对较大,造成其趋向于沉向海底, 导致海底成为海洋微塑料最集中的区域。微塑料表面积大,疏水性强等特点增强了其表面吸附污染物(微生物,重金属等)的能力,又因其极强的迁移能力, 微塑料造成的海洋污染也引起了广泛的关注。

微塑料在食物链中的影响
    污染传播
    通过检测结果可知,大部分微塑料污染分布在海岸线或者水底,且其组成成分多为工业生产中常用的聚乙烯和聚丙烯。塑料本身化学结构相对稳定,但是部分用于塑料制造中的添加剂如增塑剂自身就会对环境产生影响。常见的邻苯二甲酸酯(酞酸酯)少量虽归于微毒性范围,但是实验显示大量摄入DEHP仍会导致生物体畸形等问题。微塑料中所含的毒性物质还有可能与环境中的其他物质反应,对环境内的生物产生复合毒性反应,可造成巨大的危害。水中的一些微生物会将微塑料视为附着位点,随着时间推移形成相对稳定的微生物环境,但在稳定的同时可能通过微塑料的移动进入其他生态系统,造成不可估量的后果。

对于低端食物链生物的影响
    微塑料在水体中游走时极易被贻贝、大型藻类、磷虾等食物链低端生物误食,由于塑料具有一定的稳定性,在低端食物链生物的体内不易被消化,若没有有效的方法及时排出会逐渐影响生物的正常消化,若微塑料自身带有一定的毒性或有污染物附着,则在食物链低端生物体内酶的催化下释放有毒物质,危害生物体的机能正常运行。国内有学者甚至研究发现,反季节种植的蔬菜在生长的过程中不仅会吸收微塑料, 甚至会运输或积累于茎叶中;无土栽培过程中由于饲料容器或塑料大棚的影响更容易受到微塑料的影响,通过富集可能造成的问题不可小觑。

对于高端食物链生物的影响
    位居高端食物链的生物最常受到的威胁往往来自于低营养级生物的富集现象,微塑料对高端食物链生物的威胁与其他生物富集类似。有实验表示,以浮游生物为食的捕食者体内微塑料含量可达到下一级营养级生物的20倍,若跨越二到三个营养级,生物体内的微塑料富集程度足以对大型生物体构成威胁;人类作为食物链顶端的高营养级生物正在受到微塑料的威胁。有实验表明,微塑料虽然大部分能够被人体直接排出,但是少量的微塑料残留很有可能通过血液等进入内脏。微塑料自身或许威胁不大,其可能携带的重金属等有害物质很有可能威胁到人体健康。同理,其他高营养级生物同样会存在此类问题。还有系列以微生物或浮游生物为主要食物来源的生物,如以磷虾为食的南极生物群,以微生物为食的利兹鱼等,会因大小相似而误食大量微塑料,对生物体造成极大的伤害。

我国微塑料情况介绍及控制建议
    国内微塑料分布主要集中于内陆和淡水。我国作为人类活动极为活跃的地区,各环境下的微塑料丰度普遍偏高。就土壤而言,有研究表示,土壤中富集的微塑料90%会进入污泥中。在调查我国11个省 (区市)28个污水处理厂 79个污泥样品中发现,污泥中微塑料的含量范围在 1 600—56 400个/kg,平均值在 22 700±12 100个/kg,这与国外情况类似。除污泥之外,有机肥的长期施用、地膜残留分解、大气中的微塑料、径流以及灌溉将微塑料带入土壤同样也是我国微塑料产生的主要来源。土壤中微塑料因结构,组成物质不同对其降解也会有影响;如聚丙烯(PP)塑料在土壤中培养1年后仅有0.4%被降解,而 PVC 塑料在土壤中 35 年都没有降解。土壤中微塑料难以分解, 使微塑料在土壤中富集,并随着水体的迁移变成水环境中微塑料的“源”。
    我国淡水中微塑料丰度也很高。我国人口总数多,人口密度大,同时也是塑料生产的大国,内陆淡水受到微塑料的影响相对较高。在太湖、武汉城市水体、珠江支流、上海城市河道、洞庭湖和洪湖等淡水环境中,均检测到微塑料的存在,说明了我国淡水环境中微塑料污染现象的普遍性。根据微塑料的产生途径不同将为塑料分为初级、次级微塑料;初级微塑料的代表之一就是个人护理用品中添加的微塑料磨砂, 平均每年会有200万亿多个微塑料因磨砂洗面奶释放到环境中。但这依然不占我国微塑料总量的大部分, 对塑料生产废料的不完全回收以及次级微塑料来源更广泛也产生更多微塑料,应引起更高的重视。同时,污水中的微塑料容易被微生物利用,其化学效应会对淡水中生物产生较大的影响,也是造成微塑料变为水体沉积物的主要原因之一。我国淡水中微塑料的高丰度对海洋环境造成了较大的影响。
    上文虽提到淡水水体中只有5%的微塑料会最终进入海洋,但是海洋水体中的塑料如泡沫等通过紫外线照射、洋流冲刷、动物体内的不完全消化分解同样会造成大量的微塑料污染。根据《2016 年中国海洋环境状况公报》,渤海、东海、南海监测断面表层水体漂浮微塑料平均密度为 0 . 2 9 个/立方米,最高为 2 . 3 5 个/立方米。2015年,包括我我国在内的多个国家在食盐、啤酒、蜂蜜等产品中检测出了不同形状、数量以及材质的微塑料;随着我国的经济发展和人民生活水平的不断提高,对塑料制品的需求也持续增加。对国内基础情况了解后,如何进行有效地整治管理同样至关重要。控制微塑料的根本手段是控制塑料垃圾不进入环境后分裂进一步形成微塑料。我国的垃圾塑料始于铁路上的泡沫塑料餐盒,此类一次性塑料制品除了影响环境美观之外,还会分解成微塑料,一旦被生物误食则有可能进入食物链,对整个生态系统产生影响。我国总体对于塑料垃圾的控制存在管理立法不足,管理法规执行效果不理想,塑料垃圾回收体系不健全,可降解塑料体系不完善,微塑料管理空白等多方面问题。
    对于国内微塑料的控制有以下多点建议:内陆方面,建立完善土壤中微塑料分离分析方法,评估微塑料中化学添加剂在土壤中的释放性,防范环境风险, 系统认识微塑料对于土壤功能的影响,发展源头管控和环境修复技术可以有效地控制土地微塑料对环境的污染。
    淡水方面,微塑料的源头控制依然重要,减少生产、加工、运输中的泄漏,在微塑料迁移过程中实施阻断,淡水环境污染的末端处置,完善废弃塑料相关法律法规,加大执行力度。
    海洋方面,加强国内法令措施,与世界各国进行合作尽快找出有效处理海洋中微塑料的方法,加大对微塑料的抵制及海洋保护的宣传力度等,同时进行海洋微塑料污染的风向管控。从生物方面尝试对微塑料管控的突破。有学者发现,黄粉虫(Tenebrio molitor Linnaeus) 能够吃掉聚苯乙烯发泡塑料,并进一步通过对黄粉虫的肠道微生物进行研究发现,从黄粉虫肠道中分离出的肠道菌株 YT2(Exiguobacterium sp.)具有降解聚苯乙烯发泡塑料的能力。

结语
     近年来,随着社会以及民众环境保护意识的逐渐增强,对微塑料的认知以及重视程度也在不断增加, 对控制微塑料的意识也在增加,但是微塑料对于环境的影响并没有减轻,微塑料对于环境的污染并没有得到很大的改善。微塑料在食物链中对于生物的影响本文已经有详细的介绍,在不同层级的生物都会受到一定的影响;微塑料的毒害作用以及其善于迁移的特点导致微塑料在整个生态系统中都会造成不良的影响。对于我国微塑料的产生分布以及控制建议,关于内陆、淡水、海洋三个方面的产生以及在我国的分布和对于微塑料控制的建议,“控源”等方法,本文也有了一定的阐述。出于对水环境以及整个生态环境的保护,我国应确立相关法律,加大实施力度;鼓励公众参与, 加大公众监督力度,确保食物链与生物圈的正常发展, 维护国家与世界环境可持续发展。
    (赵光明,南京外国语学校)

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