综述：水生环境中塑料降解的挑战及标准化实验方法的必要性综述

本综述系统剖析了水生环境中塑料降解的研究现状，指出当前实验方法存在显著不一致性（如材料类型、粒径、UV辐射等参数不统一），严重阻碍了结果可比性与政策制定。作者强调亟需建立标准化实验方案（如长期降解测试与真实环境模拟），以支持可重复数据、预测模型及基于证据的风险评估（如ISO 24187:2023），最终为减少微塑料（MPs）污染的政策与缓解策略提供坚实基础。

　　

塑料降解：从宏观污染到微观威胁

塑料污染已成为全球性环境问题，尤其是其在水生环境中的降解过程及形成的微塑料（Microplastics, MPs），对生态系统和人类健康构成潜在威胁。

塑料污染与微塑料的形成

全球塑料产量从1950年的200万吨激增至2022年的4亿吨以上，大量塑料废物被填埋、焚烧或直接进入环境，其中水生生态系统是主要归宿。塑料在水环境中通过物理、化学和生物作用逐渐破碎，形成尺寸介于1 μm至5 mm的微塑料。这些微颗粒已广泛存在于地下水、湿地、河流、湖泊、海洋甚至冰川中，最近的研究还在井下700米深处的矿泉水中检测到其存在。

微塑料不仅具有持久性，还能吸附并传输有毒化合物（如重金属和有机污染物），成为污染物载体。更令人担忧的是，它们已进入人体组织与体液，包括血液、尿液、胎盘和羊水，表明存在系统性暴露途径。

降解机制与实验方法的挑战

塑料降解是一个多机制协同过程，主要包括光降解（Photodegradation）、热氧化（Thermo-oxidation）、水解（Hydrolysis）、机械破碎和生物降解（Biodegradation）。这些过程很少单独发生，而是依序或协同作用，导致降解行为难以一概而论。聚合物结构和添加剂（如紫外线稳定剂、增塑剂）显著影响降解速率。

目前，降解实验方法存在高度不一致性，例如：

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  聚合物类型和粒径差异大；

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  紫外线源和强度不统一；

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  水化学条件和暴露时长多变；

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  机械应力模拟方式不同。

这种异质性严重限制了结果的可比性和可重复性。尽管存在ISO和ASTM等标准（如ISO 14855-1、ASTM D6691），但它们多针对特定环境（如堆肥或海水），未能全面覆盖水生系统的复杂降解路径。

分析方法的进展与局限

微塑料的检测与分析是理解其形成和归趋的关键。ISO 24187:2023标准为采样、分离和鉴定提供了初步框架，推荐方法包括：

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  光谱技术（如FTIR、Raman）；

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  热分析（如Pyrolysis-GC-MS）；

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  化学方法（如液相色谱）。

然而，视觉分析等主观方法仍广泛使用，且不同技术间缺乏跨实验室可比性。采样策略也需根据介质（水、沉积物、生物样品）调整，以避免污染和偏差。

生物塑料：是绿色替代品吗？

生物塑料（Bioplastics）常被视为环境友好型替代品，但其降解性能高度依赖于环境条件。例如，聚乳酸（PLA）在工业堆肥中降解良好，但在淡水或海洋中降解缓慢。许多生物塑料在 aquatic 环境中的降解速率与传统塑料相当，且添加剂释放可能带来额外生态风险。公众对“可生物降解”和“可堆肥”标签的混淆进一步加剧了处置问题。

结论与展望

本综述指出，当前研究的主要问题在于方法论不一致和缺乏生态真实性。为推动领域发展，需：

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  制定针对不同水生环境（淡水、海水、废水）的标准化协议；

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  开展长期原位实验，模拟真实条件；

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  将降解研究与生态毒理和传输模型结合；

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  客观评估生物塑料的环境行为；

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  加强科学与政策接口，使证据直接支撑法规与减排策略。

只有通过方法学的 harmonization，才能获得可重现、可比较的数据，最终为预测模型和证据驱动的风险管理提供坚实基石。