享受乐趣的同时提高公众意识：意大利学生在学校环境中监测空气中的微塑料

《Current Research in Environmental Sustainability》：Having fun and raising awareness: Italian students monitor airborne microplastic in school environments

通过在意大利一所科学高中实施「Taking microplastics into the class」教育项目，研究展示了结合实地清理、空气被动采样、实验室分析及同伴学习活动的有效教育模式，显著提升了高中生对微塑料污染的认知、风险感知和环保行为意愿，为城市微塑料监测和可持续发展教育提供了可复制的实践方案。

　　微塑料（MP，<5 mm）在大气和土壤中广泛存在，其主要来源集中在城市区域。然而，公众对微塑料污染的认知仍主要集中在海洋和沿海环境。为了提高公众对微塑料污染问题的认识，特别是鼓励年轻一代采取环保行为，需要开展相关的科普活动。本研究中的环境教育项目“将微塑料带入课堂”，旨在通过意大利高中学生收集学校环境中微塑料的被动沉积数据，并提升他们对微塑料污染的认知。项目通过一系列实践活动，如清理、微塑料采样与分析、数据整理、毒性测试等，让学生在互动学习中了解微塑料污染的来源和影响。

在项目实施过程中，20名学生参与了不同的实践活动，包括现场清理、微塑料采样分析、数据集的建立以及实验室尺度的毒性测试。这些活动采用互动式学习方法，使学生能够深入理解科学流程，并通过小组学习和问卷调查的方式评估他们的认知、知识和行为变化。研究结果显示，科学驱动且结构合理的教育项目非常有效地激发了学生对微塑料污染问题的知识获取、环境意识、自我效能感以及跨学科能力。小组间的学习方法被证明是促进可持续和环保行为的有效方式。此外，项目详细介绍了各种方法，以帮助未来针对微塑料污染源及其在城市环境中的传播开展更有针对性的科普活动。

在介绍环节，学生通过讲座和讨论了解了微塑料的环境问题，包括塑料材料及其废弃物的持久性、降解过程，以及它们在不同环境矩阵中的存在和对动物与人类的潜在影响。项目特别强调了微塑料在城市环境中的污染源及其通过空气传播的特性，以增强学生对日常生活中微塑料污染的意识。讲座以非正式的方式进行，例如在普通教室而非礼堂中举行，由年轻研究人员讲解，并鼓励学生发表意见，以吸引他们的注意力和参与度。

后续的讲座和讨论中，包括简短的讲解和视觉展示，用于概述活动内容、回顾关键概念、总结结果和澄清疑问。涉及的主题包括塑料回收过程、微塑料分析的方法（如尺寸测量和材料特征分析）以及生态毒性测试。为了保持学生的兴趣和好奇心，这些讲座在不同的环境中进行，例如他们的教室、大学实验室和学校的计算机教室。例如，在讲解材料特征分析的讲座中，组织了大学设施的参观活动，介绍了用于微塑料分析的扫描电子显微镜和微拉曼光谱仪等技术，并讨论了环境科学中用于确定材料组成、风化和表面特性的方法。

为了测试学生的知识获取情况，一些会议中使用了匿名在线自我评估问卷（使用Mentimeter工具），以便学生通过移动设备进行评估。这种互动工具也被用于收集反馈，以监测项目的进展情况。通过这些互动方式，学生能够更好地理解科学方法，并提升他们的科学素养。

在实践活动中，学生参与了清理学校庭院、空气微塑料被动采样、样品处理和分析等任务。每个学生都收到了一份详细的采样协议，以逐步熟悉科学流程。采样地点包括两个户外地点（Out1和Out2）和一个室内地点（Ind），分别位于学校庭院的不同区域。Out1靠近停车场和繁忙的交通道路，而Out2则位于学校的后院。学生负责设置、监测、回收和初步处理采样点的样本，并在实验过程中始终穿着白大褂和手套，以确保微塑料污染控制措施的实施。

为了提高学生对微塑料污染的认识，项目还进行了微塑料的分析和质量控制。通过数字显微镜对样本进行初步观察，并去除滤纸上沉积的矿物和天然有机物质，如花粉、无脊椎动物和土壤残留物，以确保微塑料的准确检测。处理后的样本被转移至大学设施进行进一步分析，并使用微拉曼光谱仪确定其聚合物组成。这些分析步骤由大学研究人员完成，并通过软件进行数据处理。

学生还参与了微塑料候选物的计数和尺寸测量，使用开源软件ImageJ进行分析。由于时间限制，只对部分样本进行了分析，因此结果未进行标准化处理。项目强调了严格的质量控制措施，包括使用环境空白样本，以评估采样和处理过程中的潜在交叉污染。这些空白样本包括在操作者附近打开的玻璃纤维滤纸，以确保数据的准确性。

在生态毒性测试中，学生通过观察和计数的方式了解了微塑料对土壤生物的影响。实验使用了OECD指南，将土壤无脊椎动物（如跳虫Folsomia candida）暴露于单个或混合污染物（如高密度聚乙烯微塑料和镉）中，并记录其死亡率和繁殖情况。这些测试不仅展示了微塑料对土壤生物的负面影响，还增强了学生对环境问题的理解和意识。

项目还通过小组间的学习和科普活动进行数据传播。学生被分为两组，分别准备了研究报告和新闻文章。通过这些活动，学生不仅提高了他们的管理和沟通能力，还通过科学传播增强了对环境问题的认识。项目数据显示，学生在活动后对微塑料污染的担忧程度有所提高，尽管这种变化并不显著。这表明小组间的学习在传达关键环境概念方面是有效的。

问卷调查的结果显示，学生对微塑料污染的知识水平有了显著提升。在活动前和活动后，学生对微塑料污染的认知有了明显改善。大多数学生能够正确回答微塑料存在于所有环境矩阵（如水、土壤、大气和生物）的问题，并且能够正确识别微塑料的尺寸和形状。尽管在某些问题上学生的回答仍存在一定的模糊性，但整体上他们的知识水平得到了显著提高。

此外，项目还探讨了微塑料污染对人类健康的影响，包括通过食物摄入和吸入等途径。学生通过这些活动不仅了解了微塑料的来源和影响，还增强了他们的自我效能感和环保意识。通过小组间的学习，学生能够更深入地理解环境问题，并采取相应的环保行动。

项目还强调了环境教育在提高学生环保意识和行为中的重要性。通过多种学习方法，包括互动讲座、实践活动和小组间的学习，学生能够更好地理解和应用所学知识。这些方法不仅提升了学生的知识水平，还促进了他们的跨学科能力和环境意识。

在未来的环境教育项目中，可以借鉴本研究的方法，增加学生在高级分析步骤中的参与度。例如，通过专门的培训模块、简化演示或与研究人员合作进行分析，以提高学生对微塑料污染的理解和应对能力。此外，项目还提供了标准化的指南，以帮助学生在数据可视化和质量控制方面取得更好的效果。

综上所述，本项目“将微塑料带入课堂”不仅收集了学校环境中微塑料污染的数据，还成功地提升了学生的环保意识和行为。通过多种互动方式和科学方法，学生能够更深入地理解微塑料污染的来源和影响，并采取相应的环保行动。这些方法可以作为未来开展类似科普活动的参考，以促进公众对微塑料污染问题的认识和应对能力。