《Environment & Health》：Formation and Transformation of Micro(nano)plastics: Mechanisms and Environmental Health Implications
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本综述系统整合了微纳塑料（MNPs）在机械、光化学、热、氧化及生物作用下的形成与转化证据，强调环境中的MNPs多为老化颗粒而非原始颗粒。老化显著改变颗粒形状、尺寸、表面化学及反应活性，进而影响其迁移性、持久性及与共存污染物、生物群和人类的相互作用。通过采用“来源─转化─暴露─风险”框架，本文阐明了理解转化路径对于追溯污染源、揭示暴露途径与剂量以及改进健康风险评估的关键重要性，特别关注了因分析限制而认知不足的纳米塑料（NPs）的高反应活性与生物有效性，并提出了前瞻性研究方向。
微纳塑料（MNPs），即尺寸小于5毫米包括纳米级尺度的塑料颗粒，已被日益认为是普遍存在的环境污染物。其风险不仅源于初始排放源，更与其在环境中的持续转化过程密切相关。这篇综述系统性地整合了当前关于MNPs在机械、光化学、热、氧化及生物过程作用下形成与转化的证据，明确指出环境中的MNPs绝大多数是经过老化的颗粒，而非原始状态。老化过程深刻地改变了颗粒的形态、尺寸、表面化学性质及其反应活性，从而影响它们在环境中的迁移能力、持久性，以及与共存污染物、生物体和人类的相互作用方式。
机械途径
机械能是MNPs释放的一个基本驱动力。诸如磨损、切割等过程会对聚合物施加应力，导致微裂纹产生、扩展，并最终破碎成不同形态的MPs，这些颗粒可能进一步碎裂成更小的NPs。与氧化或生物过程不同，机械应力通常在短时间内产生大量MNPs。例如，纺织品洗涤会释放数百万微纤维，轮胎磨损会产生大量颗粒，甚至医疗操作（如注射器使用）也会因摩擦释放MNPs。切割变形（如砧板切菜、玩具组装）和膨胀破裂（如气球爆炸、碳酸饮料瓶受冻）也是重要的机械释放途径。
光化学途径
太阳紫外线辐射是导致MNPs形成和转化的主要途径之一。UV可诱导聚合物链断裂、氧化和碎片化。环境中的因素，如光敏剂、天然有机质和离子，可以增强或抑制这些过程。光老化还会增加聚合物的自由体积和表面反应活性，促进低聚物/单体、添加剂和金属的溶出。例如，聚氨酯-聚对苯二甲酸乙二醇酯（PU-PET）人造革在UV照射下可释放大量MPs和NPs。MNPs本身也能作为光敏剂，产生环境持久性自由基（EPFRs），影响共存污染物的转化。
热与冷冻途径
加热和冷冻过程在自然和人为环境中驱动着MNPs的释放和转化。加热（如热水浸泡、微波加热）会加速聚合物链断裂和表面开裂，导致MNPs释放。例如，聚丙烯（PP）婴儿奶瓶在热水中可释放数百万MPs，尼龙茶包在热水中也会释放大量颗粒。蒸汽消毒（如婴儿奶嘴）和燃烧过程（如垃圾焚烧、野火）也会产生MNPs。冷冻过程则通过冰晶生长时的排挤效应产生局部高离子强度和压缩力，诱导键断裂和氧化碎裂，加速塑料降解，甚至在无外部催化剂条件下也能发生。
氧化途径
氧化过程是MNPs在自然和工程系统中转化的另一基本途径。臭氧（O3）、羟基自由基（•OH）和硫酸根自由基（SO4•–）等活性物种会攻击聚合物链、表面涂层和嵌入的添加剂，引发断裂、功能化或次级产物形成。例如，水处理中的臭氧氧化可增加出水中的MPs数量，并可将轮胎添加剂6PPD转化为高毒性的6PPD-醌。高级氧化工艺（AOPs）能有效降解塑料，但同时也可能产生更小、反应活性更高的颗粒以及消毒副产物（DBPs）前体物。
生物途径
生物体通过生物破碎（机械研磨）、生物降解（酶促分解）和生物矿化（碳酸盐掺入）影响MNPs。例如，磷虾、轮虫、端足类动物和蚯蚓的摄食和消化活动能将MPs破碎成NPs。微生物（如细菌、真菌）能分泌酶降解某些聚合物（如PET、PS、PE），但过程缓慢，且可能产生次级MPs。生物矿化过程则能将MNPs嵌入生物碳酸钙结构（如贝壳、珊瑚骨骼）中，形成长期储存库，但也带来了通过海产品消费的 trophic transfer 风险。
多因素途径
实际环境中，物理、化学和生物应力往往同时作用。研究表明，机械磨损与UV辐射协同作用可加速塑料老化和碎片化。光氧化和生物降解也存在相互作用，预先的光氧化或氧化处理能使塑料更易被微生物降解。这些多因素研究强调，在评估MNPs的环境行为、转化和风险时，必须考虑应力间的相互作用，单一因素实验可能会低估真实环境中的转化速率。
总结与展望
该综述强调了理解MNPs形成与转化机制对于准确评估其环境归趋和健康风险至关重要。未来研究应侧重于：研究真实环境老化塑料的转化行为；弥补对NPs认知的空白；开发先进的检测和表征技术；以及制定从源头控制到末端治理的全生命周期减缓策略。将“来源─转化─暴露─风险”框架融入未来研究，将有助于建立更准确的预测模型，并为保护生态系统和人类健康提供科学依据。
