综述:水生环境基质中醋酸纤维素及其他人工纤维素微纤维的赋存与浓度研究——烟蒂污染的指示物?

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Journal of Hazardous Materials Advances 5.5

编辑推荐:

  这篇综述系统评述了醋酸纤维素(CA)微纤维在水环境中的分布特征及其生态风险,重点探讨了烟蒂(CBs)作为主要污染源的贡献。文章整合了全球20项水体、13项沉积物和11项生物群研究数据,指出CA占海洋微塑料(MPs)的4-42%,其高密度(1.28-1.3 g/mL)导致在沉积物和底栖生物中富集。作者提出底栖无脊椎动物可作为CA污染的潜在生物指示物,并强调需建立标准化检测方法以区分不同人工纤维素(APC)来源。

  

醋酸纤维素微纤维的环境足迹与生态警示

Abstract
尽管醋酸纤维素(CA)颗粒本身无明显毒性,但其不溶性疏水特性和部分可降解性使其成为水源污染的潜在隐患。全球每年约4.5万亿个被随意丢弃的烟蒂(CBs),每个可能释放12,000-15,000根CA纤维,这些纤维在机械和物理应力下会形成微米级颗粒。CA在自然环境中降解需7.5-14年,其密度(1.28-1.3 g/mL)高于海水,导致在水体中的沉降行为具有特殊性。

Introduction
微塑料(MPs)中的合成微纤维(MFs)是水生环境最常见的污染物之一。CA作为乙酰化纤维素衍生物,95%的香烟滤嘴由其构成。这些纤维可吸附多环芳烃(PAHs)、苯系物(BTEX)、芳香胺和重金属等有毒物质,形成复合污染。实验证明,即使是未使用的香烟滤嘴释放的CA MFs,也能导致水生生物死亡率上升、物理损伤和繁殖成功率下降。

Occurrence in aquatic habitats
全球20项水体研究表明,CA MFs在淡水系统中的检出率为1-42%。捷克饮用水厂处理前后分别检出23和14 items/L的MPs,其中CA占比高达42%。地中海不同水深采样显示,25米深水区的CA浓度(1.2 fibers/L)是表层水(0.4 fibers/L)的3倍,这与CA的沉降特性相符。废水处理厂对CA的去除效率仅48-72%,残留纤维最终进入受纳水体。

Sediment accumulation
沉积物作为CA的最终汇,在13项研究中展现出显著富集效应。新西兰海滩沉积物中CA占MPs总量的30%,中国长江口沉积物中占比20%。粗颗粒沉积物(砂砾>粉砂>淤泥)对CA的截留能力更强,这与水动力输运能量相关。旅游区海滩沉积物的CA污染尤为突出,如地中海旅游区CA浓度达724 items/m2,印证了人类活动对污染的直接影响。

Biota contamination
底栖生物对CA的富集效应显著,地中海贻贝中CA占比达55%,远高于鱼类(10-22.1%)。英国河鲑对CA的摄取因子为3,表明其通过食物链放大的潜力。季节变化影响显著,葡萄牙Aveiro泻湖夏季生物体内CA浓度最高,这与旅游旺季的CBs丢弃量激增直接相关。

Anthropogenic cellulose challenges
仪器限制导致部分研究仅能识别"人工纤维素"(APC)大类。北极沉积物中APC占颗粒物的41.8%,亚马逊河雨季APC浓度(1.9 items/L)较旱季(1.06 items/L)显著升高。城市雨水管网沉积物中检出1020 items/kg的改性纤维素(AMC),其来源与城市CBs丢弃存在显著关联。

Conclusion
CA MFs的环境行为呈现"三高"特征:高检出率(海洋MPs的4-42%)、高沉积性(密度1.3 g/mL)、高生物富集性(底栖生物达55%)。建议未来研究:1)开发CA特异性化学标记物;2)建立CBs排放与CA污染的定量关系;3)完善从采样到检测的标准方法体系。底栖无脊椎动物作为CA污染生物指示物的提案,为环境监测提供了新思路。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号