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城市大氣微塑料和納米塑料豐度、通量與組成示意圖

記者從中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所獲悉，該所科研團(tuán)隊聯(lián)合國內(nèi)外學(xué)者，開發(fā)了一種半自動顯微分析方法，首次實(shí)現(xiàn)對環(huán)境樣品中，小至200納米的塑料顆粒進(jìn)行有效定量。該成果今天（8日）發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》。

據(jù)了解，該方法基于計算機(jī)控制的掃描電子顯微技術(shù)，通過逐顆粒定位并測量其粒徑、形貌與元素組成等微觀理化參數(shù)，系統(tǒng)揭示了西安、廣州大氣氣溶膠、降水（雨、雪）、降塵和揚(yáng)塵中微塑料與納米塑料的豐度。研究發(fā)現(xiàn)，道路揚(yáng)塵與降雨過程主導(dǎo)著大氣塑料的跨介質(zhì)傳輸，并觀測到微納塑料在大氣中與礦物塵、黑碳等顆粒物發(fā)生了異質(zhì)混合。

自2004年“微塑料”概念（尺寸小于5毫米的塑料碎片）被提出后，微塑料及更小的納米塑料（小于1微米）已被多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)廣泛存在于各類環(huán)境介質(zhì)（水、土壤、空氣及生物等）中。它們通過物理與化學(xué)的復(fù)合作用，對生物個體及生態(tài)系統(tǒng)的多個層級構(gòu)成潛在且長期的威脅。近年來，極地、高山等偏遠(yuǎn)地區(qū)的觀測證據(jù)進(jìn)一步揭示，大氣傳輸成為微塑料全球循環(huán)的關(guān)鍵通道。同時，微米及納米級塑料顆?？山?jīng)呼吸道進(jìn)入肺部及血液，是除攝食外另一重要的人體暴露途徑。

傳統(tǒng)分析方法依賴顯微鏡下對塑料形狀、顏色和透明度的人工識別，難以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境樣品中微米級塑料的定量，更無法精準(zhǔn)識別納米級塑料，成為該領(lǐng)域研究的瓶頸。作為一種可通過大氣通道快速擴(kuò)散至全球的新型污染物，盡管學(xué)術(shù)界日益關(guān)注微納塑料在大氣中的存量、傳輸、轉(zhuǎn)化及歸趨，但受限于定量方法的缺乏，其在大氣中傳輸演化及其氣候環(huán)境與健康效應(yīng)難以準(zhǔn)確評估。

這項(xiàng)研究工作通過方法學(xué)創(chuàng)新，將大氣塑料研究的空間分辨率從微米推進(jìn)至納米尺度，為量化微納塑料的大氣過程提供了有力工具?；诹椒直娴男蚊才c化學(xué)組成實(shí)測數(shù)據(jù)，研究深化了對大氣塑料環(huán)境行為的認(rèn)識，為評估其對輻射強(qiáng)迫與生態(tài)系統(tǒng)的影響提供了直接依據(jù)。此外，研究首次發(fā)現(xiàn)的大氣異質(zhì)混合現(xiàn)象，也為深入探究微納塑料的健康風(fēng)險與氣候效應(yīng)拓展了新思路。