《安全环境-环保技术》之水体环境中纳米塑料的危害与检测研究进展 VIP免费

水体环境中纳米塑料的危害与检测研究进展摘要：近年来,塑料在水环境中的迁移转化和不良影响引起了极大关注。最近研究表明，塑料材料能够破碎成纳米塑料并在环境中积累。纳米塑料可以表现出与本体材料差异明显的物理和化学性质。因此，需要分析和消除纳米塑料可能对环境造成的风险和危害。针对水体环境中纳米塑料新兴污染进行了综述，重点论述纳米塑料对水生生物和人类健康的影响，以及在水环境介质中检测纳米塑料所面临的挑战，最后对未来研究趋势进行了展望，为今后纳米塑料的相关研究提供参考。关键词：纳米塑料；水体环境；检测技术；环境危害；人体健康0引言塑料及其制品在人类生活中占据非常重要的位置，在各行各业乃至日常生活中使用范围甚广，随着人们对塑料制品的依赖程度越来越高，生产规模的逐渐扩大，全球每年塑料制品的生产量超3.2亿t，21世纪被描述为“塑料时代”。塑料及其制品的迅速发展让人们的生活方式变得更加简洁便利，但与此同时，大量废弃塑料垃圾没有得到正确有效的处理。塑料在风力、洋流的作用下，在水体中长距离迁移，从高山到平原陆地，从河流湖泊到深海沉积物，对全球水环境造成了严重污染[1]。近年来，环境塑料特别是微塑料污染逐渐发展成为人们关注的新热点之一。塑料产量每年都在增加，这也使得塑料垃圾在环境中不断积累。在环境中，大块塑料会降解成更小的碎片(与塑料微粒一样，纳米塑料能够吸附并携带对环境具有潜在生物毒性的疏水性化学物质，比如，多氯联苯、环境激素和杀虫剂等[4]。但是由于纳米塑料尺寸更小，比表面积更大，往往会吸附更多的有害物质。因为纳米塑料颗粒的性质与尺寸息息相关，研究纳米塑料与环境的相互作用，特别是与生物体的相互作用，对于评估其对人体的危害非常重要。然而,目前的研究更多关注微塑料对水生环境和人体健康的影响，对于纳米塑料的研究还相对较少，其理应获得较多的关注。虽然水体环境中纳米塑料长期影响仍然难以预测，但其将不可避免地给社会带来更大的挑战。本文对纳米塑料及其对环境和人类健康的影响的现有研究进行综述，并分析现有的检测技术，旨在为后续的研究提供参考。1纳米塑料对水生环境的影响与环境中的大塑料和微塑料一样，纳米塑料颗粒也会对水生环境产生负面影响。近年来，利用聚苯乙烯(PS)纳米颗粒进行模拟的几项实验研究表明，各种生物体，如浮游动物、藻类、水蚤和贻贝等，会摄取纳米塑料颗粒或将其吸附到生物体表面[5，6]。Sun等[7]对比了50nm的纳米塑料在80mg/L下，对海洋中嗜碱盐单胞菌的氧化应激毒性。该研究发现，胺改性的PS纳米颗粒对细菌的氧化应激毒性比未改性的纳米颗粒高。Brandts等[8]的研究表明，即使在实验设置的最低浓度下，PS纳米塑料也会引发贻贝的氧化损伤。Della等[9]的实验研究表明，在海胆胚胎中，1～50μg/mL的氨基改性PS纳米塑料的积累会导致基因表达和胚胎毒性的改变。Greven等[10]报道了纳米塑料对鱼类先天免疫系统的影响，表明鱼类对PS和聚碳酸酯纳米颗粒的应激反应可能干扰鱼类种群的抗病性。Lu等[11]测试了PS塑料在斑马鱼体内的吸收和累积，并研究了其对肝脏的毒性作用。结果表明，暴露7d后，鱼鳃、肝脏和肠道中均有小粒径的塑料颗粒累积，而大粒径的塑料颗粒只存在于鱼鳃和肠道中。组织病理学分析表明，5μm和70nmPS塑料颗粒均可引起鱼肝脏炎症和脂肪积累。PS纳米塑料还能显著提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性，说明其可诱导氧化应激。此外，代谢组学分析结果表明，暴露于PS纳米塑料环境下可引起鱼肝脏代谢过程的改变，并干扰脂肪和能量代谢。Wegner等[12]将蓝色贻贝暴露于不同浓度的纳米PS和不同浓度的藻类中饲养，研究了30nmPS颗粒对蓝色贻贝摄食行为的影响。当纳米PS存在时，蓝贻贝的过滤活性降低，这表明纳米PS会给蓝色贻贝的摄食行为带来负面影响。Mattsson等[13]证明了纳米塑料颗粒会降低水生浮游动物的存活率，穿透鱼类的血脑屏障，并导致其行为障碍。Mattsson团队首次发现纳米塑料颗粒与脑组织之间的直接相互作用，这可能是顶级消费者行为障碍背后的机制之一。综上，纳米塑料可以被生物体摄入，积累在体内，并沿着食物链转移。纳米塑料对生物体的生...