室内和室外环境中大气微塑料及相关重金属污染：菲律宾马尼拉都会区的污染水平与健康风险

《Chemosphere》：Airborne microplastics and associated heavy metal contamination in indoor and outdoor environments: Pollution levels and health risks in Metro Manila, Philippines

　　

**主要发现**

• 纤维状微塑料占主导，主要聚合物为聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯（PE）。
• 微塑料运输了锌（Zn）、铜（Cu）、钡（Ba）、铅（Pb）和银（Ag），且存在显著的空间变异性。
• 大气微塑料中的重金属浓度高于其他基质中的浓度。
• 微塑料与重金属的联合暴露对儿童构成吸入性健康风险。
• 这是首批确定大气微塑料中重金属含量的开创性研究之一。

**引言**

塑料在全球各行各业中得到广泛应用，包括食品包装、纺织品、农用薄膜、医疗器械和建筑材料。随着时间的推移，这些大型塑料制品会降解为微塑料（MPs），通常定义为粒径小于5毫米的塑料颗粒（Dimaongon等，2024；Nakano等，2025）。人类可能通过摄入、皮肤接触和吸入暴露于微塑料中（Kibria，2024），这因其环境行为和相关的健康风险而引发担忧。

由于微塑料能够吸附并运输环境污染物，它们越来越令人担忧。这些污染物包括疏水性有机污染物，如多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）和六氯环己烷异构体，以及重金属，如镉（Cd）、锌（Zn）、镍（Ni）和铅（Pb）（Amato-Louren?o等，2022；Wardrop等，2016）。多环芳烃浓度的季节性变化也与远距离大气传输有关，例如来自伊拉克和沙特阿拉伯等遥远地区的沙尘，这些沙尘主要来自石油来源，对PM2.5、大气微塑料和多环芳烃做出了重大贡献。这表明大气中的新污染物可能既来自近源也来自远源（Akhbarizadeh等，2021），并且还可能作为微生物病原体的载体（Cui等，2022）。

尽管存在这些担忧，但关于大气微塑料相关金属的实证证据仍然有限，大多数现有研究只是推断潜在情况，而不是直接量化大气微塑料上的重金属（HM）负荷。以前的研究采用扫描电子显微镜和能量色散X射线光谱仪（SEM-EDX）来检测微塑料表面的元素组成；这种方法仅提供半定量表面质量百分比，而不是精确浓度（μg/g或ng/粒子），这限制了其在暴露和风险评估中的适用性（Amer等，2025）。研究微塑料-污染物相互作用的研究中也指出了类似的局限性，其中SEM-EDS主要用于元素筛选而不是定量分析（Luo等，2023；Zhu等，2023）。这凸显了一个关键的知识空白，即大气微塑料作为重金属载体的程度及其对吸入暴露的影响尚未得到系统研究。这些微塑料可以随风长距离传输（Bullard等，2021），通过高程分布（Amer等，2025）、气象条件（Szewc等，2021）、区域扩散（Martina和Trini Castelli，2023）以及人们花费大量时间的室内和室外环境中传输（Jahanzaib等，2025）。

在封闭空间中也检测到了微塑料（Avilés Valera等，2025；Dris等，2017；Liao等，2021；Nandi等，2024），室内环境已被证明存在相当严重的微塑料污染，通常与人口密度和人类活动有关（Ouyang等，2022）。Zheng等（2024）研究了五个经常占用地点，发现宿舍和办公室的微塑料暴露水平最高。靠近洗衣店和合成纺织品的丰富度被认为是室内微塑料存在的主要贡献因素（Valdiviezo-Gonzales等，2024）。虽然许多研究报告室内空气中的微塑料浓度高于室外空气，但这种关联受通风行为等因素影响。例如，使用电风扇和空气循环系统可能会增加室外微塑料向室内空间的转移（Yeh和Jung，2025）。

有趣的是，Lin等（2025）观察到，在周末，室外微塑料浓度超过室内水平，室内以聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）为主导聚合物，室外则发现PET和聚丙烯（PP）的混合物。此外，室内和室外工作人员的吸入暴露主要是微塑料纤维，这些纤维甚至在他们的上呼吸道中被检测到（Jiang等，2022）。吸入现在被认为是微塑料进入人体的重要途径（Domenech和Marcos，2021；Zheng等，2024），凸显了研究大气微塑料及其潜在健康影响的需要。

尽管Romarate等（2023）确认了菲律宾马尼拉大气中存在微塑料，但这些新兴污染物在室内和室外环境中的普遍性仍未得到理解。马尼拉大都会区是菲律宾最大的大都会区和经济及政府中心。此外，Tejano等（2024）在菲律宾南部棉兰老岛的一个城市中识别了道路灰尘中的微塑料，而Amer等（2025）记录了微塑料在环境中的高程传输。最近，Romarate等（2025）报告了马尼拉大都会区大气微塑料的首次日变化和季节模式，发现旱季较高的温度增加了微塑料水平，PET和聚酯占主导地位。他们的发现表明，聚氯乙烯（PVC）和聚氨酯（PU）等危险聚合物在雨季驱动了较高的环境风险，如聚合物危害指数（PHI）所示。

尽管人们大部分日常生活都在室内度过，Noorimotlagh等（2024）指出，近年来室内微塑料水平迅速增加，特别是随着城市生活方式越来越将人们限制在室内。然而，大气微塑料的运动和大气悬浮，以及它们与有害物质如重金属的相互作用，仍然知之甚少。它们在室内和室外空间的潜在健康影响可能比我们意识到的更严重。虽然我们之前的工作在马尼拉大都会区（Ministerio等，2026）和菲律宾南部（Amer等，2025）通过SEM-EDX分析确认了大气微塑料表面存在重金属，但它仅提供半定量元素数据，无法产生精确的质量基浓度值。本研究在此基础上应用ICP-MS对经μFTIR确认的、分离的大气微塑料进行分析。

为了弥补这一空白，本研究旨在确定微塑料和重金属在不同室内环境中的浓度、形态和组成特征，如起居室、餐厅、办公室、商店、教室和实验室空间，以及相应的室外环境。具体而言，本研究旨在：(1)评估室内和室外环境中微塑料的浓度和特征；(2)确定大气微塑料样品中检测到的重金属、主要元素和微量元素浓度，并表征其相关的金属特征；(3)评估潜在风险，从而增进对其环境和生态影响的认识。研究结果将为日常生活中大气微塑料和共存污染物的持续吸入所构成的毒理学风险提供有价值的见解。此外，本研究提供了与分离的大气微塑料相关的重金属和元素浓度的定量测量，同时表征其丰度、形态和聚合物组成，并评估其潜在污染和吸入暴露风险。这种综合方法解决了关于大气微塑料相关定量金属负荷以及室内和室外城市环境中微塑料与潜在危险金属共生的重要知识空白。据我们所知，这是第一项定量确定与室内和室外环境中经过聚合物确认的分离大气微塑料相关的重金属浓度的研究。

**研究区域和空气样本采集**

在菲律宾马尼拉大都会区的三个主要城市地点建立了六对室内和室外采样点。每个城市用不同颜色阴影标示以区分其行政边界，采样位置则用颜色编码和标记符号表示，以指示采集样本的具体环境（图1）。

在奎松市，教室（CL）和实验室（LB）代表了教育环境，其特点是学生定期活动。

**室内和室外空气中微塑料的丰度**

μFTIR分析确认了425个目视疑似颗粒中的252个为微塑料（59.29%），而173个颗粒（40.71%）未获确认。大气微塑料浓度在室内和室外环境之间存在差异（图2）。室内样本表现出较高的微塑料浓度，范围约为0.074至0.595 MP/m3，平均为0.297 ± 0.20 MP/m3（均值 ± 标准差）。相比之下，室外浓度范围约为0.057至0.262 MP/m3，平均为0.173 ± 0.07 MP/m3。

**讨论**

我们观察到室内和室外环境之间大气微塑料污染的数量差异，室内环境通常显示出较高的微塑料丰度和危险聚合物类型的更大发生频率。从室内环境回收的颗粒分数中也检测到较高的重金属和微量元素浓度。然而，室内和室外环境之间微塑料浓度的差异不具有统计学显著性（p > 0.05），因此这些模式……

**研究意义和局限性**

除了采样环境之外，研究结果突出了大气微塑料作为颗粒物污染的新兴成分，以及城市环境中相关金属的潜在载体。某些室内地点观察到的高污染水平表明，实际措施如改善通风和空气过滤、定期除尘以及减少塑料和合成纤维来源的重要性。在更广泛的层面上，源头削减和改进塑料废物管理可能……

**结论和建议**

本研究使用ICP-MS量化了室内和室外环境中经μFTIR确认的微塑料分数中的大气微塑料和金属含量。尽管室内和室外环境之间的微塑料浓度没有显著差异，但室内地点通常表现出较高的微塑料丰度、潜在危险聚合物的更大代表性，以及较高的金属浓度。PET、PP、PE和PVC是常见检测到的聚合物，而Fe、Al、Zn、Pb、C……

**CRediT作者贡献声明**

Jade Rae B. Ministerio：撰写——初稿，方法论，调查，形式分析，概念化。
Rodolfo A. Romarate：撰写——审阅与编辑，方法论，概念化。
Najiha B. Amer：方法论，调查，数据管理，概念化。
Shinji Takahashi：撰写——审阅与编辑，资源，方法论。
Chihiro Inoue：撰写——审阅与编辑，资源，方法论。
Mei-Fang Chien：撰写——审阅与编辑，资源，方法论。
Kozo Watanabe：

**利益冲突声明**

作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作的报告。

**致谢**

第一作者感谢科学技术部通过加速科学与技术人力资源发展计划（ASTHRDP）提供的支持。HPB感谢日本学术振兴会（JSPS）桥接奖学金，东北大学国际合作研究邀请研究员奖学金计划，以及海洋和环境污染研究领先学术中心（LaMeR）的……

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