從大氣到極地雪冰，微塑料無處不在

張玉蘭 陳治理

塑料自從發明以來，就被廣泛應用于人們的日常生活，如汽車、電子產品、包裝、衣物等，隨之而來的塑料污染也成為全球性難題。根據歐洲塑料制造商協會（PlasticEurope）發布的年度報告，2018年全球塑料產量約為3.59億噸，1950年以來全球塑料生產超過80億噸，其中僅有9%的塑料垃圾可回收利用，12%進行了焚燒處理，其余大部分塑料被丟棄到環境中。近幾十年來，塑料產量持續增加，由此帶來的一系列環境問題日趨嚴重。

微塑料是什么？

2004年，一篇發表于《科學》雜志的關于海洋水體與沉積物中塑料碎片的論文，首次提出了微塑料的概念。目前，科學界對于微塑料的定義通常是指粒徑在5毫米以下的塑料顆粒，包括碎片、薄膜、纖維等。我們認識到微塑料主要有兩個來源：一是生產時尺寸就在微米級的原生微塑料，主要用于化妝品和個人護理產品;二是大塑料在環境中經光照、氧化、機械磨損等作用，降解而成的次生微塑料。

微塑料引發環境問題

海洋中的微塑料是一個全球性的環境問題，引起了各國科學家的極大關注。由于塑料產量的快速增長，微塑料在海洋環境中的積累不斷增加。不同海洋區域微塑料的分布特征差異巨大。全球海洋微塑料聚集區主要分布在北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋和印度洋5個洋流環流帶，其中微塑料在北太平洋環流帶的豐度高達105個/平方公里。

海洋中的微塑料正在引發各種環境、生態問題：一方面，微塑料容易造成海洋動物進食器官的堵塞，影響動物攝食;另一方面，被吞食的微塑料含有或吸附有毒物質，將對海洋動物產生間接危害。這些有毒物質沿著食物鏈傳遞與富集，最終可能影響人類健康。近年來，科學家在淡水環境中也檢測到豐度較高的微塑料，如在我國的太湖、洞庭湖、三峽水庫等環境中，微塑料豐度可以達到107個/平方公里。而污泥和有機肥長期施用、農用地膜殘留等，都導致大量微塑料積累在土壤環境中。

隨著研究的深入，我們發現除了海洋、淡水和土壤環境，微塑料在大氣環境中也廣泛存在。在與人類生活息息相關的瓶裝水、自來水、食鹽、海產品、外賣包裝以及大氣中，都檢測到了數量不同、形狀各異的微塑料顆粒，微塑料可以說是“無處不在”。有評估表明，平均每個人每年通過食鹽、飲用水以及呼吸系統攝入的微塑料可達107個。而室內空氣中甚至也存在大量微塑料，對人體健康的潛在危害不容忽視。

微塑料的“乾坤大挪移”

由于微塑料具有輕便、小粒徑等特征，它甚至存在于全球不同地區的大氣環境中，可隨著氣溶膠干濕沉降等過程重新返回地面。如上海、東莞、日本福岡以及德國漢堡等地，研究人員在這些城市的大氣中都檢測到了微塑料。這些微塑料以纖維狀和碎片狀為主，較少有發泡類，且粒徑一般集中在小于500微米的范圍，比海洋環境中的微塑料偏小。在我國37個城市室內和室外的大氣沉降中，發現的微塑料類型主要是PET和PC，并且室內空氣中含有更多的微塑料。

最近的研究在偏遠地區也陸續檢測到了微塑料。歐洲比利牛斯山脈的空氣中檢測到數量較多的微塑料，其中很多都是微小的碎片、纖維和薄膜;美國落基山國家公園的降雨中，也發現有大量各種，顏色的塑料纖維和碎片;對北極積雪的檢測發現，每升雪水甚至含有上萬個微塑料顆粒;德國南部某鄉村公路的雪樣中微塑料最多，濃度達到每升15.4萬個。

這說明微塑料能在空氣中進行遠距離傳輸，并能到達遠離微塑料源區的空氣清潔地區。這種傳輸也可能是濱海地區陸地向海洋傳輸微塑料的一個重要途徑。

微塑料是如何進入大氣的，又是如何進行傳輸的？這一科學問題尚未得到確切回答。通常認為，地表環境中的微塑料受風力、磨損等作用而進入大氣環境，并可能與氣溶膠以及大氣中的其他化學組成發生作用，在大氣環流帶動下進行傳輸。最近的研究還指出，海洋飛沫也可能是表層海水微塑料進入大氣的一個重要方式。但是，由于目前缺少關于微塑料的準確排放源清單，也缺乏對次生微塑料產生過程、環境中氧化與降解過程等內容的準確認識，追蹤大氣微塑料的運移軌跡、沉降方式等困難重重。

人跡罕至的極地冰川也有微塑料

研究人員在阿爾卑斯山冰川中也發現了大量微塑料。冰川是冰凍圈的重要組成，主要發育在高緯度高海拔地區。這里遠離人類活動排放的污染物，但微塑料依然經由大氣傳輸沉降到冰川，在極端低溫環境下長時間無法降解，最終可能進入冰川地區的食物鏈，對環境和生物健康造成危害。為保護阿爾卑斯的冰川，相關的滑雪場已禁止使用塑料制品，以消除微塑料對冰川環境的影響。

作為全球冰凍圈的重要地區，青藏高原發育有大量的冰川，被譽為“亞洲水塔”。之前的研究發現，青藏高原的河湖水中存在微塑料。微塑料能否通過大氣傳輸進而經干濕沉降在這些冰川上沉積？針對這一科學問題，科研人員通過對冰川雪冰和湖冰表面積雪的采樣與檢測，初步發現雪冰中含有大量微塑料。由此進一步指出，即便是在人跡罕至的偏遠地區，微塑料依然可以通過大氣傳輸沉降到達地表。作為微塑料生命循環（microplasticlifecycle）的重要環節，大氣微塑料的遠距離傳輸不容忽視。

環境中微塑料廣泛存在。由于微塑料難降解、有毒性并且能吸附有毒物質，水生生態系統中的動物攝食微塑料，則可能擾亂其生理過程。而大氣微塑料比海洋中微塑料的粒徑更小，人體呼吸等都會攝入大量微塑料;在食物中，甲殼類海鮮、鹽和啤酒中微塑料顆粒也很多。微塑料在人體內的積累對人體健康存在潛在風險。目前，對于大氣微塑料的來源、賦存量、擴散途徑、遷移機理以及影響范圍的研究還比較少。不同地區微塑料在大氣中的污染狀況及其影響因素尚不清楚。大氣微塑料對人體影響如何，相關的健康風險評估亟待加強。