北马其顿若干点位基于苔藓的大气微塑料沉降初步评估

《Microplastics》：A Preliminary Moss-Based Assessment of Atmospheric Microplastic Deposition at Selected Locations in North Macedonia

　　

大气微塑料（Atmospheric microplastics, MPs）因其广泛存在、持久性及潜在生态与人体健康影响而成为重要环境污染物，但东南欧关于大气微塑料沉降的信息极为有限。本研究基于苔藓对北马其顿若干代表性点位开展大气微塑料沉降的初步评估。研究人员在代表不同人为影响程度的点位采集苔藓样本，按既往国家尺度调查一致的样品制备流程处理，采用显微傅里叶变换红外光谱（micro-Fourier Transform Infrared, μ-FTIR）鉴定微塑料颗粒。所有苔藓样本均检出微塑料，证实该国普遍存在大气沉降。最高浓度记录于Vodno–Skopje（16.72 MP g?1干重），其次为Majdan（7.10 MP g?1）和Bojan?i?te（3.29 MP g?1）。各点位聚合物组成差异显著：Vodno–Skopje聚合物多样性最高，聚丙烯（polypropylene, PP）、聚苯乙烯（polystyrene, PS）、聚氯乙烯（polyvinyl chloride, PVC）、聚乳酸（polylactic acid, PLA）及醋酸纤维素（cellulose acetate, CA）均高于各自检测限；Majdan几乎仅见聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate, PET），Bojan?i?te以CA和PLA为主。检出浓度处于部分欧洲研究报道范围内，但因采样与分析方法的差异，直接比较须谨慎。结果表明苔藓生物监测可作为评估大气微塑料沉降的补充方法，但需扩大点位覆盖与多时段重复以进一步验证。

研究背景方面，全球塑料年产已超4亿吨，大块塑料经物理、化学与生物风化碎裂为小于5 mm的微塑料（Microplastics, MPs），其因持久性、迁移性与潜在影响已成为海洋、淡水、陆地及大气中的广布污染物。大气微塑料源包括塑料废弃物破碎、合成纺织纤维、轮胎磨损、建材、农业与工业排放，可经干湿沉降分布于城市至极地等远端环境，并能吸附添加剂与其他污染物，被人体吸入后沉积于呼吸道，故亟需理解其来源与沉降格局。传统大气采样需专用仪器与持续运行成本，苔藓因无真根、比表面积大、营养近乎全来自大气沉降，长期被用于UNECE ICP Vegetation框架下重金属与氮沉降监测；近期被提出作为大气微塑料被动采样器。西欧与北欧研究较多，而东南欧、尤其北马其顿尚无苔藓基大气微塑料数据，且该国防参与ICP Vegetation逾二十年，具备方法延续基础，故研究人员开展此项试点以填补地理空白并建立首套数据。论文发表于《Microplastics》。

关键技术方法上，研究人员于2022年8月在北马其顿3个点位（Vodno–Skopje、Majdan、Bojan?i?te）按ICP Vegetation规范采集顶段鲜活苔藓（分别取Hypnum cupressiforme、Homalothecium lutescens、Pseudoscleropodium purum），每点50×50 m复合样，距道路≥300 m/100 m，取近2–3年绿段约20–30 g鲜重；全程棉质着装、无粉丁腈手套、不锈钢工具、铝箔/纸袋封装以控污染。实验室取恒重3 g±0.02 g苔藓经高流冲洗室分离，加荧光标记聚氯乙烯（PVC）微球作回收示踪（平均回收56%±4%），Fenton氧化消减有机质，ZnCl₂（1.7 g cm^?3）密度分离，全量过25 mm银膜（3 μm）后由μ-FTIR（PerkinElmer Spotlight 400，反射模式4000–700 cm^?1，分辨率8 cm^?1，像素25 μm）配Purency Microplastics Finder比对21种聚合物谱库判定，以空白均值建聚合物别检测限（Limit of Detection, LOD=3.3×SD_blank）并校正，结果以MP g^?1干重报出，流程与英国全国调查一致以利比对。

研究结果部分，3.1节大气微塑料出现情况显示三站点全阳性，浓度3.29–16.72 MP g^?1干重，Vodno–Skopje最高（16.72）、Majdan次之（7.10）、Bojan?i?te最低（3.29），空间变异性明显。3.2节聚合物组成指出Vodno–Skopje多样（PP、PS、PVC、PLA、CA均超LOD），Majdan仅PET超LOD，Bojan?i?te仅CA与PLA超LOD；低于LOD不代表缺失，故组成差异仅作描述性解释，整体浓度落入英国调查0.33–24.92 MP g^?1区间但跨研究定量比较须慎。

讨论部分总结：研究证实北马其顿城乡均有大气微塑料沉降，与爱尔兰、英国苔藓研究一致，支持长程传输主导再分布；Vodno–Skopje高值与其近首都Skopje、人口集聚及多元源相符，但物种间截留效率未系统校准（三物种虽同属平铺垫状灰藓类，形态微差不能排除），故站点差不能完全归因沉降差；μ-FTIR化学确认降低视觉误判，QA/QC与同实验室英国流程增强可比性；局限为仅3点无时点重复、未析形貌粒径、μ-FTIR下限约25 μm故漏亚微米分数（但<10 μm粒仅占总质量3.2%）。结论部分翻译如下：本研究呈交北马其顿基于苔藓大气微塑料沉降试点评估及首套数据，所有样本检出微塑料，表明沉降跨城乡发生；三站点丰度与聚合物组成有别，Vodno–Skopje最高且最多样，但数据不足以归因城市活动或特定源；Majdan与Bojan?i?te低人口密度处亦检出，证沉降不限于稠密区；聚合物组成补丰度之不足以助解释环境行为；结果与欧洲既往研究一致但方法差限制直比；苔藓作被动监测具潜力待扩网点、时空重复、统一种类与协议、联气象与传输模型以评长期趋势。