综述：紫外线降解是海洋塑料归宿与影响的关键驱动因素：实验室实验如何有效指导风险评估

这篇综述系统回顾了海洋环境中塑料的紫外线（UV）降解机制及其环境影响，重点探讨了实验室模拟与自然环境的相关性。文章剖析了UV辐射引发的物理化学变化（如表面裂纹、羰基指数CI变化）、微塑料/纳米塑料（MPs/NPs）形成机制，以及添加剂（如邻苯二甲酸盐、阻燃剂）和无意添加物质（NIAS）的释放规律。通过批判性评估63项研究（2017-2023），提出了标准化实验方案（如结合FTIR/SEM表征和LC-MS/GC-MS化学分析），为评估气候变化背景下塑料环境风险提供方法论框架。

　　

海洋塑料在紫外线（UV）辐射作用下的降解过程，正成为理解其环境归趋和生态影响的核心议题。作为最有效的环境降解机制，UV-B波段（290-315 nm）通过引发聚合物链断裂（chain scission）和自由基反应，显著加速聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等传统热塑性塑料的分解，这一过程远比水解或生物降解更为关键。

表面化学与形态的蜕变
当塑料暴露于紫外线下，表面首先发生光氧化反应（photooxidation），形成羰基（C=O）和羟基等含氧官能团。傅里叶变换红外光谱（FTIR）测定的羰基指数（CI）成为量化氧化程度的重要指标——例如PET纤维在65 W/m²
的模拟日光下暴露5个月后，1711 cm^-1
处的吸收峰显著降低。扫描电镜（SEM）则直观揭示了材料表面的龟裂和孔洞形成，如低密度聚乙烯（LDPE）经13周UV照射后出现随机分布的裂纹，这种表面脆化为后续碎片化埋下伏笔。

微纳塑料的生成密码
不同于传统认知的"大块破碎"模式，最新研究表明UV降解主要通过表面剥蚀（ablation）释放微米/纳米级颗粒。聚苯乙烯（PS）咖啡杯盖在UV-可见光照射10天后，纳米颗粒追踪分析（NTA）检测到粒径<100 nm的颗粒显著增加。值得注意的是，海水中形成的生物膜会覆盖塑料表面，可能抑制UV穿透，使得海滩环境比开阔海域更有利于光降解发生。

化学添加剂的逃逸
塑料中含有的增塑剂（如邻苯二甲酸酯）、阻燃剂等添加剂，在UV辐射下呈现复杂释放动力学。PVC电缆在阳光照射下邻苯二甲酸酯释放量增加5倍，而PE袋则未见显著变化。更值得关注的是，抗氧化剂Irgafos 168等添加剂在降解过程中会产生氧化产物如三(2,4-二叔丁基苯基)磷酸酯，这些转化产物的毒性可能远超母体化合物。非靶向筛查（GC-MS/LC-MS）已从降解塑料中鉴定出60余种化合物，包括单/二元羧酸等聚合物降解片段。

毒性演变的悖论
UV老化塑料的生态风险呈现两极分化：部分材料毒性增强，如经60天UV处理的PS微塑料在石斑鱼肝脏中蓄积量增加39%，同时检出邻苯二甲酸二丁酯（DBP）；而某些生物降解塑料（如PBAT）则在初期毒性后出现"解毒"现象。这种差异与材料中抗氧化剂消耗速率、降解产物特性密切相关。值得注意的是，海水中氯离子（Cl^-
）可能通过形成-CCl₃
基团改变PE表面化学，进而影响重金属吸附。

标准化实验的迫切需求
当前研究存在显著的方法学异质性：65%研究使用人工UV源，44%采用人工海水，且暴露时间从数天至三年不等。为提升数据可比性，建议建立包含以下要素的标准化协议：①同步进行自然/人工UV暴露对照；②结合FTIR、SEM和粒径分析（动态光散射DLS）多维度表征；③采用非靶向筛查（LC-HRMS）全面分析浸出物。对于风险评估，应特别关注UV敏感聚合物（如PP）和易迁移添加剂（如有机磷酸酯）的组合效应。

气候变化正悄然改写这场降解博弈的规则——臭氧层恢复可能增加UV-B通量，而海洋暖化会加速添加剂扩散。未来研究需突破单一应力实验的局限，构建包含机械磨损、生物膜作用的多因素耦合模型，才能真正解码塑料在海洋中的终极命运。