移动中的空气传播微塑料：欧洲城市地区作为向偏远地区扩散的源头

《Environmental Pollution》：Airborne Microplastics on the Move: Urban Europe as a Source to Remote Regions

微塑料大气传输特征及轮胎磨损颗粒污染研究：挪威城乡梯度观测发现城市地区（奥斯陆、特罗姆瑟）微塑料浓度（沉积通量达676 μg/m2·d，气溶胶272 ng/m3）是北极泽皮宁格站的60倍，以轮胎磨损颗粒（TWP）为主（>90%），冬季胎换季（10月）导致TWP通量激增至1200 μg/m2·d。模型显示中欧工业活动是北极站点主要源区，道路扬尘贡献率达35%-45%。pyr-GC/MS技术证实微塑料大气传输存在显著时空异质性，冬季逆温层增强长距离传输，TWP占PM??质量比达30%。建议加强冬季轮胎管理及跨境污染协同治理。

　　这项研究通过在挪威的城市和偏远地区进行平行测量，对地表空气中的微塑料颗粒（AMPs）进行了全面评估。研究采用了一种基于热裂解气相色谱-质谱联用技术（pyrolysis-GC/MS）的特定分析方法，对不同聚合物类型的微塑料进行了识别和量化。结果显示，微塑料几乎在所有样本中都被检测到，尤其是在城市区域，如奥斯陆，轮胎磨损颗粒（TWP）构成了微塑料质量的绝大部分（超过90%）。而在偏远地区，微塑料的浓度和通量则相对较低，但显示出长期传输（LRT）的特征，这些微塑料可能来自欧洲其他地区的排放源。

微塑料的来源和传输路径是一个复杂的问题，研究中不仅关注了本地排放，还分析了其从欧洲中心区域远距离传输到挪威偏远地区的可能性。通过使用拉格朗日粒子扩散模型（FLEXPART）和最新的排放清单，研究团队能够模拟不同站点的微塑料浓度和沉积量，并揭示了这些微塑料的潜在来源。研究发现，道路灰尘是微塑料的主要来源，特别是在城市和偏远地区，这表明无论是城市还是农村，道路相关的活动都对微塑料的传播产生了重要影响。

此外，研究还强调了微塑料在不同季节的变化趋势。在奥斯陆和特罗姆瑟等城市，微塑料的通量在冬季轮胎使用开始时显著上升，这与轮胎磨损颗粒的排放量增加密切相关。而在偏远地区，如Zeppelin观测站和Veiholmen，没有明显的季节性趋势，这可能是因为这些地区的微塑料主要来源于远距离传输，而不是本地排放。研究还指出，降水和气象条件对微塑料的传输和沉积有显著影响，特别是在秋季和冬季，降水的增加可能减少了微塑料在空气中的扩散和机械产生。

微塑料不仅作为污染物存在，还可能携带化学和生物污染物，例如多环芳烃（PAHs）、重金属和塑料添加剂。这些污染物在微塑料传输过程中可能被吸附，从而增加其毒性潜力。此外，微塑料还可能携带微生物群落，包括致病菌和抗生素耐药基因，这进一步突显了其对环境和人类健康的潜在威胁。研究还提到，微塑料可能作为云凝结核（CCN）和冰核粒子（INP），对云的形成和特性产生影响，进而影响气候系统。明亮颜色的塑料可能反射太阳辐射，产生负的辐射强迫效应，而较暗的塑料，如来自轮胎磨损的微塑料，则可能吸收太阳辐射，产生正的辐射强迫效应。

这项研究的重要性在于它不仅提供了关于微塑料在挪威不同环境中的分布和来源的详细数据，还通过使用统一的分析方法，为未来的监测和研究奠定了基础。研究结果表明，城市区域是微塑料的主要来源，而偏远地区则通过远距离传输受到微塑料的影响。因此，为了更好地理解和应对微塑料污染，需要在城市和偏远地区进行定期和统一的监测，同时发展更可靠的分析技术。研究还强调了将微塑料数据整合到更广泛的污染控制和气候策略中的必要性，以减少塑料泄漏并保护大气质量和气候系统的完整性。

研究中还提到，尽管目前的分析方法在某些情况下可能存在一定的局限性，如无法准确检测所有类型的聚合物变化，但热裂解气相色谱-质谱联用技术在微塑料检测中具有独特的优势，特别是对于小尺寸和不规则形状的颗粒。此外，研究团队还指出了在监测和研究中，标准化和实验室间的校准对于提高数据的可比性和可靠性至关重要。随着对微塑料污染的关注不断增加，这种综合性的研究方法为环境政策制定者和研究人员提供了重要的科学依据，以更有效地应对这一全球性环境问题。

总之，这项研究揭示了微塑料在挪威城市和偏远地区之间的显著差异，并强调了其作为污染物和气候因子的双重作用。通过详细的分析和建模，研究团队不仅加深了对微塑料来源和传输机制的理解，还为未来的监测和管理策略提供了科学支持。随着更多研究的开展和技术的进步，预计微塑料污染的监测和控制将变得更加精准和有效，从而有助于减轻其对环境和人类健康的潜在影响。