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本文聚焦微塑料（MPs），详细阐述其来源，包括空气、水和土壤等途径。深入探讨 MPs 对人类、动物、植物及生态系统的危害，如影响健康、破坏食物链等。同时介绍了减少 MPs 污染的策略，为解决 MPs 污染问题提供了全面参考。
1. 引言
近 50 年来，塑料在人类生活中的应用随着工业发展不断增加。从 1950 年的 150 万吨到 2015 年的 3.22 亿吨，塑料产量持续呈指数级增长，预计到 2040 年将达到 6.7 亿吨。大量塑料进入农业和海洋生态系统，对人类、动植物和海洋生物构成严重威胁。每年约有 1270 万吨陆地塑料垃圾流入海洋，若塑料生产、消费和废物管理维持现状，对环境的影响将是致命的。
塑料在水中溶解，根据降解过程分为初级和次级微塑料（MPs）。初级 MPs 是特意制造的微小塑料，常用于工业产品或化妆品；次级 MPs 则由较大塑料经物理、化学和生物过程转化而来。微塑料因其广泛扩散和对人类健康及环境的负面影响而备受关注，自 2019 年新冠疫情以来，微塑料暴露显著增加。因此，本文聚焦微塑料对海洋生态系统及相关经济的影响，旨在全面评估现有政策，为可持续发展提供参考。
2. 整个生态系统中微塑料的主要来源
2.1 进入空气的微塑料来源
空气中的微塑料主要源于合成织物磨损、车辆排放（轮胎磨损、刹车片和路面）、较大塑料碎片降解以及工业过程等。室内的清洁产品、油漆和合成家具也会释放微塑料。这些颗粒通过机械力、风和人类活动散布到大气中。合成织物、受损轮胎、颗粒再悬浮等是空气中微塑料的主要成因。
不同地区的微塑料排放受多种因素影响，如聚合物种类、地理位置、土地类型、气候和土地利用模式等。降水和降雨也会影响大气中微塑料的浓度，冬季时，陆地和水生栖息地的合成微塑料浓度会增加。多项研究表明，微塑料可能对空气质量产生不利影响，且在不同国家的空气环境中均有发现，如英国、德国、法国等。
在排放方面，河流是水系统中微塑料排放的重要贡献者，但不受控的地表径流和大气沉降是主要的未控来源，污水处理厂（WWTP）的出水则是主要的受控来源。此外，海洋也是大气中微塑料的重要来源，全球每年有大量微塑料从海洋转移到陆地。
2.2 进入水系统的微塑料来源
水系统中的微塑料主要来自较大塑料碎片的分解，如包装、瓶子和合成纺织品。工业、家庭和农业的废水排放，以及城市环境的径流，都加剧了微塑料对河流、湖泊和海洋的污染。污水处理过程中过滤效果不佳，进一步导致微塑料在水生生态系统中的积累。
蚯蚓的活动可能使微塑料从土壤上层转移到下层，影响地下水。微塑料污染了淡水、废水、地下水和海水等多种水生环境，且其在水生系统中的含量受城市化、人口密度、水滞留时间等多种因素影响。不同国家的湖泊、河流和海洋中均检测到微塑料，其浓度和类型因地区而异。
2.3 进入土壤的微塑料来源
微塑料不断从多种来源进入土壤，导致其在土壤中积累。污水污泥、农业塑料薄膜、空气排放、废水灌溉和有机肥料的使用等是土壤中微塑料的主要来源。此外，塑料垃圾的风化、分解以及人类活动也会造成土壤微塑料污染。不同国家的土壤中均检测到微塑料，其浓度和类型因土壤类型和地区而异。
2.3.1 微珠
微珠（10μm - 1mm）常用于化妆品、个人护理和清洁产品中，但因其尺寸小，易绕过初级污水处理，在环境中积累，对环境构成威胁。因此，加拿大、爱尔兰等国家已禁止在个人护理产品中使用微珠。
2.3.2 污水污泥
污水污泥是微塑料的主要来源之一，其中的塑料颗粒主要来自家庭废物、工业废水等。这些微塑料可能会污染土壤、地表水和地下水，甚至出现在家庭自来水中。洗衣机也会产生二次微塑料纤维，其产量因洗衣机类型和衣物质量而异。
2.3.3 农业部门 - 塑料地膜覆盖
塑料地膜覆盖在农业中广泛应用，但塑料薄膜降解或丢弃后会破碎成小碎片，造成微塑料污染。尽管存在环境问题，但因其经济优势，该做法仍在持续。塑料地膜主要由聚乙烯（PE）制成，难以完全降解，会影响土壤功能并流入水体。
2.3.4 农业部门 - 塑料温室和堆肥
农业中的塑料温室和堆肥也会产生微塑料污染。使用后的塑料最终会进入土壤，通过物理、生物化学等过程降解为微塑料。不同类型的温室中微塑料的分布存在差异。
3. 微塑料的暴露途径
3.1 微塑料进入人体的途径
微塑料可通过摄入、吸入和皮肤接触进入人体。口服摄入是主要途径，微塑料存在于食物、饮料、饮用水以及塑料食品容器和餐具中，可能在消化道和其他器官积累。吸入也是微塑料进入人体的方式之一，尤其是在塑料生产或处理行业工作的人。皮肤接触灰尘、合成纤维和化妆品微珠也可能导致微塑料暴露，但相对较少。
3.2 微塑料进入动物的途径
动物通过摄入和缠绕暴露于微塑料。海洋生物因微塑料表面形成的生物膜而容易缠绕或摄入微塑料，已有超过 800 种海洋物种被发现与微塑料相互作用。土壤动物也会与土壤中的塑料碎片相互作用并摄食。此外，陆地动物可能通过饮用受污染的水或食用受污染的饲料暴露于微塑料，进而通过食物链传递给食肉动物。
3.3 微塑料进入植物的途径
植物通过根际吸收和接触（如微塑料沉降、受污染的水或灌溉水）摄入微塑料，还可通过叶面吸收和根部吸收积累微塑料。微塑料虽难以穿透完整植物组织，但可在种子和根部表面积累，影响植物生长。水生植物如苔藓和浮萍与微塑料接触暴露，其对微塑料的粘附随暴露时间增加，可用于追踪淡水环境中的微塑料污染。
4. 微塑料对健康的影响
4.1 人类健康
人类在日常生活中可能摄入或吸入微塑料，部分微塑料会在体内积累。研究表明，个体每年通过食物摄入 39,000 - 52,000 个微塑料颗粒。这些微塑料可能改变肠道微生物组成和代谢，引发炎症反应，还可能携带有害化学物质，导致毒性、炎症和潜在的长期健康影响，增加患胃肠道疾病、免疫系统紊乱和癌症的风险。
微塑料已在人体的胎盘、心脏、肺、结肠和睾丸等器官中被发现，还可能通过循环系统运输到身体各处，在动脉中积累。皮肤接触微塑料可能导致炎症和皮肤刺激，吸入微塑料与自身免疫疾病、过敏、哮喘和心脏问题有关。
4.2 动物健康
小鼠和大鼠等哺乳动物常被用于评估微塑料对健康的风险研究。研究发现，口服聚苯乙烯（PS）微塑料和纳米塑料可在小鼠的多个身体组织中积累。其他动物如绵羊、鸡、狗、猫、猪和鸟类等也受到微塑料暴露的影响，可能导致病理损伤、免疫和神经系统问题、生长异常等。
微塑料污染对海洋生物和生态系统产生广泛影响，包括对食物链基础的初级生产者的影响，还会改变海洋生物的生理和行为，影响其生存和繁殖。此外，微塑料污染还会对渔业和水产养殖业造成负面影响，降低鱼类和贝类的质量和市场价值。
4.3 土壤健康
微塑料对土壤生态系统产生多种影响，改变土壤的多样性、结构、质地和酶活性，影响土壤的生物地球化学循环。微塑料会影响土壤的 pH 值、容重、孔隙度、团聚体和电导率等参数，还可能改变土壤中养分的循环，对土壤生物产生诱变、致癌和致畸作用。
4.4 植物健康
微塑料存在于土壤和水中，会影响植物的整体生长和发育。塑料聚集可能对植物根系及其共生体产生不利影响，限制植物生长。微塑料还可能通过改变土壤生产力间接抑制植物生长，其对植物的影响因聚合物的形状和类型而异。
研究表明，微塑料会影响植物的蒸腾作用、生长和发育，如降低玉米的蒸腾和生长，影响大豆的生长和产量。此外，微塑料对水生植物和微藻的生长和多样性也有影响，高浓度的微塑料会抑制螺旋藻的生长，而较大的微塑料可能促进杜氏盐藻的细胞生长和光合作用。
4.5 对海洋生态系统的影响
微塑料浓度的增加对海洋生物构成严重威胁，影响海洋 / 沿海生态系统和全球社会经济。微塑料可被浮游生物、鱼类和底栖生物摄入，气候变化导致的海洋表面温度升高可能增强致病微生物的浓度，微塑料可能作为病原体传播的载体，对海洋生物构成更大风险。
4.6 鱼类和贝类
鱼类可能误将微塑料当作食物摄入，尤其是滤食性和沉积性鱼类。微塑料的摄入会对鱼类造成物理和化学影响，如损伤消化道、延迟免疫毒理学反应、改变基因表达，最终导致细胞死亡。微塑料还会在鱼类组织中积累，通过食物链传递给人类，影响鱼类的健康和市场价值。
4.7 浮游生物
微塑料颗粒因尺寸小，容易被浮游生物摄入。微塑料可穿透浮游植物的细胞壁，影响其叶绿素吸收过程，还可能被浮游植物细胞吞噬并保留在组织中。浮游动物误将微塑料当作食物摄入，会影响其消化系统和内部器官，导致摄食减少、受伤和死亡，还会影响其繁殖能力和生长发育。
4.8 珊瑚礁
珊瑚礁因靠近海岸线，易受微塑料污染的影响。微塑料会对珊瑚礁造成磨损和物理损伤，破坏其微生物群落平衡，影响珊瑚的生长和繁殖成功。研究发现，微塑料污染会导致珊瑚组织坏死、白化和生长缓慢，还会改变珊瑚的摄食习惯。
4.9 生物运输
漂浮的塑料材料包括微塑料，可作为生物和有机污染物的运输载体，将生物从原生地运输到新的地方，改变海洋生物的分布。微塑料表面会形成生物膜，吸引各种生物附着，促进非本土物种的定居，可能对生态系统造成影响。
4.10 旅游业
沿海地区的微塑料污染因旅游业的发展而加剧，这对依赖可持续和美观沿海环境的旅游业产生负面影响。微塑料污染可能导致海滩关闭，影响海洋生物多样性，降低海水能见度，增加海滩清理和修复成本。
4.11 蓝色经济
蓝色经济旨在可持续利用海洋资源促进经济增长，但海洋污染尤其是微塑料污染对其构成重大挑战。微塑料污染会影响鱼类健康和产量，对依赖海洋资源的产业造成损害，最终影响蓝色经济的发展和相关人口的生计。
5. 缓解微塑料的一般策略
5.1 从环境中去除微塑料的绿色技术
减少全球塑料污染是当务之急，需要从政治、经济和社会等多方面采取有效措施。未来减少环境中的微塑料需要开发可生物降解塑料、回收传统塑料、采用综合生态友好方法和零污染物去除技术。此外，生态设计塑料产品、加强相关法律、研究和开发生物塑料和可生物降解塑料以及改进废水处理系统等也是重要的工具。
5.1.1 工业层面减少塑料垃圾的策略
塑料行业在循环经济结构中不断转型，减少塑料垃圾和推进循环性的关键解决方案包括：
- 提高塑料循环性：应用生态设计技术，生产无毒添加剂的塑料、使用替代材料或制造耐用聚合物，以减少塑料对环境的影响。
- 强化生产者责任：通过扩展生产者责任原则（EPR），增加生产者对产品生命周期的责任，但在实施过程中需要改进，以有效减少塑料垃圾。
- 禁止特定一次性塑料：一些国家禁止特定的一次性塑料，欧盟从 2021 年开始实施相关禁令，但部分国家因新冠疫情暂停了禁令。
- 促进再生塑料市场发展：通过对原生塑料使用收费、宣传再生塑料优势等策略，推动再生塑料市场发展，但目前仍面临一些挑战。
- 开发新型生物塑料和可生物降解材料：新型生物塑料和可生物降解材料不断涌现，具有环境和技术优势，但也面临一些挑战，需要进一步研究和改进。
5.2 国际微塑料监管：政策与应对措施
微塑料被视为环境污染物，其污染问题受到越来越多的关注。世界卫生组织（WHO）等组织制定了相关指南和法规，以保护公众健康。多个国家和地区已出台政策限制微塑料的使用，如禁止在化妆品中使用微珠等。联合国也将减少微塑料污染纳入可持续发展目标（SDG）14，但目前其他 SDG 中尚无相关指标。未来预计会有更多针对微塑料的法律出台，但政策的执行效果仍有待观察。新冠疫情对塑料污染的影响尚不清楚，一些国家因疫情延迟或推翻了限制塑料污染的举措。
6. 结论和未来展望
塑料污染已成为重大的生态和环境问题，微塑料广泛分布于环境中，对所有生态系统造成严重损害。为缓解微塑料污染，需要采取多种措施，包括减少塑料使用、提高产品可回收性、发展可生物降解塑料、加强法规监管以及提高公众意识等。各国应制定和执行相关立法，共同应对微塑料污染问题，实现生态系统的可持续发展。
