科學家實現城市大氣微納塑料量化研究

記者從中國科學院地球環境研究所獲悉，該所科研團隊聯合國內外學者，開發了一種半自動顯微分析方法，首次實現對環境樣品中，小至200納米的塑料顆粒進行有效定量。該成果今天（8日）發表于國際學術期刊《科學進展》。

據了解，該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，系統揭示了西安、廣州大氣氣溶膠、降水（雨、雪）、降塵和揚塵中微塑料與納米塑料的豐度。研究發現，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、黑碳等顆粒物發生了異質混合。

△城市大氣微塑料和納米塑料豐度、通量與組成示意圖

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）已被多項研究發現廣泛存在于各類環境介質（水、土壤、空氣及生物等）中。它們通過物理與化學的復合作用，對生物個體及生態系統的多個層級構成潛在且長期的威脅。近年來，極地、高山等偏遠地區的觀測證據進一步揭示，大氣傳輸成為微塑料全球循環的關鍵通道。同時，微米及納米級塑料顆粒可經呼吸道進入肺部及血液，是除攝食外另一重要的人體暴露途徑。

傳統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，難以實現對環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境與健康效應難以準確評估。

這項研究工作通過方法學創新，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了有力工具。基于粒徑分辨的形貌與化學組成實測數據，研究深化了對大氣塑料環境行為的認識，為評估其對輻射強迫與生態系統的影響提供了直接依據。此外，研究首次發現的大氣異質混合現象，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。