《Environmental Pollutants and Bioavailability》：Microplastics in ambient air: a review of atmospheric abundance, human exposure and urgent research needs
编辑推荐：
本综述系统回顾了2019-2025年间84项研究，聚焦大气微塑料（MPs）的丰度、组成（如PET、PE）、人体暴露途径及健康风险（如呼吸道炎症、氧化应激）。文章强调了大气传输在全球分布中的作用，指出纤维形态和<100 μm颗粒的主导地位，并揭示了研究方法（如FTIR、Raman）的差异对结果可比性的挑战。最后，提出了标准化监测、健康效应流行病学研究及源头减排等未来方向。
引言
塑料污染已成为全球最严峻的环境问题之一。全球塑料产量从2018年的约3.48亿吨增至2022年的4.30亿吨，并预计到2060年将增长两倍。这些塑料因其稳定性可在环境中存留数十年，最终通过风化、光降解等过程破碎成小于5毫米的微塑料（MPs）甚至纳米塑料。微塑料不仅源于大塑料的降解，也直接来自纺织、日用化学品等行业。大气微塑料的研究相对较新，但其在偏远地区（如南极）的检出凸显了其通过大气进行远距离传输的重要性，然而相关研究仍面临采样和分析方法缺乏标准化的挑战。
物理特性
微塑料的物理特性，包括聚合物组成、形态、尺寸和颜色，对于理解其来源、环境行为及健康风险至关重要。
聚合物组成
对84项研究的分析显示，大气微塑料中超过30种聚合物被识别，但主导类型包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET, 24.5%）、聚乙烯（PE, 18.3%）、聚丙烯（PP, 16.7%）、聚苯乙烯（PS, 14.1%）和聚酰胺（PA, 10.2%）。这些聚合物与包装（PE, PP）、纺织品（PET, PA）和泡沫（PS）等全球来源相关。研究还发现显著的地区差异，例如印度尼西亚万隆的样品中PE占比高达98.17%，而日本大阪则以PET为主（48.12%）。室内环境中，PET和聚酯（PES）因纺织品和地毯的使用而占主导；室外环境中，PE、PP和PS则更常见。
形态
形态是影响微塑料大气传输、沉降和可吸入性的关键因素。在已识别的形态中，纤维最为 predominant（85%的研究），尤其在室内环境（如澳大利亚样品中98%为纺织纤维）。由于其细长形状和小的截面积，纤维在大气中悬浮时间更长，传输距离更远。碎片在75%的研究中常见，尤其在室外环境（如泰国样品中94.8%–99.7%为碎片）。薄膜（30%）、颗粒（15%）、微珠（10%）及其他形态（如轮胎磨损颗粒TWP）则较少报告。从健康角度看，细纤维（<10 μm）更容易深入肺部，而碎片因其锋利边缘可能增加细胞毒性。
尺寸
颗粒尺寸是评估来源、传输途径和健康风险的核心参数。大多数研究指出，大气微塑料主要集中于<100 μm的尺寸范围。例如，泰国南部77.45%的颗粒小于100 μm；中国北方城市区域最高频率的颗粒小于50 μm；东南亚地区92.3%的颗粒小于50 μm。值得注意的是，部分研究也报告了较大颗粒的存在。室内环境通常发现较大的纤维（如欧洲室内>80%颗粒在50–2000 μm），而室外环境则更富含细小颗粒，这归因于光降解、风力分散和大气传输。小于10 μm的颗粒可深入肺部，对健康构成重大关切（约23.6%–47.8%的检出颗粒在此范围）。准确识别微塑料尺寸需要傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）和扫描电子显微镜（SEM）等先进工具。
颜色
颗粒颜色受原始聚合物类型、化学添加剂（如颜料）和大气条件（如紫外线辐射）影响，有助于视觉识别、来源追溯和降解过程评估。数据显示，白色或透明色是最常见的颜色（如一项研究中占比达66%），黑色在某些地区（如泰国样品中占99.73%）和蓝色在其他研究中也显著 dominant。室内环境通常观察到更浅、更透明的颜色，与合成纺织品和家居用品相关；室外环境则以黑色和灰色为主，可能与光降解和交通污染有关。深色颗粒可能携带更多污染物，而颜色分析结合其他特性是识别污染源的有力工具。
方法学差异与局限性的批判性评估
研究间缺乏统一的采样、分析和报告标准是数据可比性的主要挑战。主动采样（使用气泵）与被动采样（使用沉降收集器）的选择直接影响报告的尺寸分布，前者能捕获更小（<10 μm）、可吸入的颗粒。分析技术（如FTIR、Raman）及其应用方式（从视觉选择到自动映射）的差异导致最小可检测尺寸和样品代表性的不同。纳米塑料（<1 μm）的采样不足是一个关键空白。污染控制措施和形态、颜色分类的主观性进一步增加了研究间的变异性。这些方法学上的不一致凸显了建立统一协议的紧迫性。
大气微塑料的来源
大气微塑料来源可分为初级来源（如磨砂颗粒、树脂颗粒）和次级来源（大塑料降解产生）。室内环境主要源于合成纤维从纺织品、地毯等的脱落；室外环境则包括轮胎磨损、塑料包装废弃物和城市灰尘等。工业区（如伊朗阿萨鲁耶）的石化活动和塑料生产是重要点源。证据表明微塑料可通过大气过程进行远距离传输，甚至在偏远地区如南极也被发现。
微塑料分析方法
采样方法主要包括主动和被动两种。实验室分析广泛使用FTIR和Raman光谱。激光直接红外成像（LDIR）等技术能精确检测极小颗粒（<20 μm）。电子显微镜（SEM）与能谱仪（EDS）联用可用于形貌和化学组成分析。缺乏全球标准方法是该领域最大的问题，阻碍了研究结果的比较和健康环境影响的有效评估。
统计分析及传输模式
统计分析表明微塑料浓度与人口密度和交通流量呈正相关。例如，泰国南部繁忙道路区域的浓度显著高于居民区。研究人员使用复杂软件模拟微塑料的大气运动轨迹，这些模型与实地研究（如在阿尔卑斯山和极地雪样中检出微塑料）结果一致。天气条件也起关键作用，降雨可清除空气中的颗粒，使其沉降到表面。
地理与大气特征
气候和地理位置显著影响空气中微塑料的数量和类型。多雨地区（如东南亚）更常见细小颗粒，可能源于雨水的冲刷作用；干燥地区（如中国北方）则可能富集较大颗粒。室内建筑设计、通风系统以及家居材料（如地毯、窗帘）的类型直接影响室内微塑料水平。
环境与健康影响
生态方面，微塑料沉降到土壤和水体后进入食物链，导致生物累积、毒性效应和生理紊乱，威胁生物多样性和食品安全。在农业领域，微塑料积累改变土壤物理性质，影响产品质量和微生物活动。在冰冻圈，微塑料可降低反照率，加速冰雪融化，进而影响气候变化。健康方面，吸入微塑料可引发肺部炎症、氧化应激和组织损伤。小于10 μm的颗粒能深入肺部，实验室研究表明它们可导致细胞损伤、DNA损伤、细胞死亡和肠道菌群失调，增加代谢问题、心血管疾病等风险。纳米塑料因其能更易穿透细胞和组织（如血脑屏障、胎盘）而受到特别关注，但其人类健康影响的流行病学数据仍缺乏。
结论与未来展望
本综述整合了关于大气微塑料的现有知识。室内浓度通常高于室外，主要源于合成纺织品。室外来源包括轮胎磨损颗粒、塑料废弃物等。微塑料通过大气广泛分布，并可能吸附其他污染物增加其毒性。健康影响尚不完全清楚，但体外和动物研究提示了多种风险。未来研究应优先发展全球传输模型、进行人体流行病学研究以及探索复合毒性效应。政策建议包括规制主要排放源、推广循环经济和建立空气质量标准。跨学科合作对于应对大气微塑料对人类健康和全球生态的威胁至关重要。
