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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。中國科學院地球環(huán)境研究所 供圖

城市大氣環(huán)境樣品中塑料顆粒的異質聚集相關示意圖。中國科學院地球環(huán)境研究所 供圖

精準量化地球大氣中廣泛存在的“微塑料”（尺寸小于5毫米），對開展氣候環(huán)境與健康效應評估至關重要，因此廣受關注。

研究實現(xiàn)多個國際首次

記者1月8日從中國科學院地球環(huán)境研究所獲悉，該所空氣凈化新技術團隊聯(lián)合中外合作伙伴，最新研究開發(fā)出一種半自動顯微分析方法，在國際上首次實現(xiàn)對環(huán)境樣品中尺寸小至200納米的塑料顆粒進行有效定量。相關研究成果論文已在國際學術期刊《科學進展》發(fā)表。

論文第一作者、中國科學院地球環(huán)境研究所胡塔峰副研究員表示，這次研究開發(fā)的新方法基于計算機控制的掃描電子顯微技術，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)揭示出西安、廣州市大氣氣溶膠、降水（雨、雪）、降塵和揚塵中微塑料與納米塑料（尺寸小于1微米）的豐度，首次實現(xiàn)了城市大氣微/納塑料量化研究。

本項研究發(fā)現(xiàn)，道路揚塵與降雨過程主導著大氣塑料的跨介質傳輸，并觀測到微/納塑料在大氣中與礦物塵、黑碳等顆粒物發(fā)生異質混合。這一首次發(fā)現(xiàn)的大氣異質混合現(xiàn)象，也為深入探究微/納塑料的健康風險與氣候效應拓展了新思路。

從微米推進至納米尺度

中國科學院地球環(huán)境研究所介紹說，“微塑料”概念自2004年被提出后，微塑料及更小的納米塑料已被多項研究發(fā)現(xiàn)廣泛存在于各類環(huán)境介質（水、土壤、空氣及生物等）中，它們通過物理與化學的復合作用，對生物個體及生態(tài)系統(tǒng)的多個層級構成潛在且長期的威脅。

近年來，極地、高山等偏遠地區(qū)的觀測證據(jù)進一步揭示，大氣傳輸成為微塑料全球循環(huán)的關鍵通道。同時，微米及納米級塑料顆粒可經(jīng)呼吸道進入肺部及血液，是除攝食外另一重要的人體暴露并影響健康的途徑。

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，難以實現(xiàn)對環(huán)境樣品中微米級塑料的定量，更無法精準識別納米級塑料，成為該領域研究的瓶頸。作為一種可通過大氣通道快速擴散至全球的新型污染物，盡管學術界日益關注微/納塑料在大氣中的存量、傳輸、轉化及歸趨，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)境與健康效應難以準確評估。

為應對這一挑戰(zhàn)，中國科學院地球環(huán)境研究所空氣凈化新技術團隊與合作伙伴通過方法學創(chuàng)新，將大氣塑料研究的空間分辨率從微米推進至納米尺度，為量化微/納塑料的大氣過程提供有力工具。

同時，基于粒徑分辨的形貌與化學組成實測數(shù)據(jù)，該研究深化了對大氣塑料環(huán)境行為的認知，為評估其對輻射強迫與生態(tài)系統(tǒng)的影響提供直接依據(jù)。