综述:中国水环境中微塑料污染的现状及其与金属污染物对水生生物的相互作用

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Water Research X 8.2

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  这篇综述系统阐述了中国水生态系统中微塑料(MPs)与金属污染物的交互作用机制,创新性提出"内化潜力"概念解释复合毒性效应(协同/拮抗)。研究揭示了PE/PP/PET等 MPs 在长江、黄河等流域的分布规律(最高达930,000 n/m3),阐明了生物膜介导的金属吸附(如Cu2+吸附量提升15倍)及其通过SOD/CAT/MDA等指标引发的氧化应激机制,为制定针对性治理策略提供了理论依据。

  

中国水环境中的微塑料污染现状及其生态效应

微塑料来源与分布特征

中国作为全球塑料生产大国,2019年产量达9700万吨,但回收率仅26.7%,导致大量塑料通过地表径流进入水体。在长江、黄河等主要河流中,微塑料浓度呈现显著空间异质性:黄河下游检测到最高浓度(497,000-930,000 n/m3),而青藏高原河流仅483-967 n/m3。湖泊系统因封闭性更易富集微塑料,如鄱阳湖峰值达34,000 n/m3,远高于流通型湖泊龙感湖(453 n/m3)。

微塑料-金属相互作用机制

微塑料通过三种途径吸附金属污染物:

1)物理吸附:依赖静电作用,如PE在pH 5.8时对Cu2+的最大吸附;

2)化学络合:老化产生的C=O/-OH等官能团与金属配位,紫外老化3个月的PVC对Cd2+吸附量显著提升;

3)生物膜介导:成熟生物膜使PE的Cu2+吸附能力增加15倍。轮胎磨损颗粒(TWPs)作为特殊来源,含ZnO等添加剂,在酸性环境中可释放Zn2+

复合毒性效应规律

关键发现表明:当微塑料具有高内化潜力时(如纳米级PS),会携带Pb2+进入藻类细胞,引发协同毒性;反之,未被内化的微塑料(如PVC纤维)通过吸附降低Cu2+生物有效性,产生拮抗效应。TWPs浸出液对海洋藻类(如Heterocapsa steinii)的72小时EC50低至23%,显示金属浸出的显著生态风险。

未来研究方向

亟待解决三大挑战:建立标准化的MPs检测方法(如显微红外联用技术)、开展种群/群落水平的生态效应研究、深化TWPs与浸出金属的复合毒性机制。这些工作将为完善中国水环境微塑料风险评估体系提供科学支撑。

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