我国科研团队实现大气微纳塑料精准定量揭示城市大气塑料污染特征

2026-01-20 08:34:15化工仪器网阅读量：21352      我要评论

　　近日，中国科学院地球环境研究所空气净化新技术团队联合国内外学者，在环境科学领域取得重要进展。团队开发了一种半自动显微分析方法，首次实现对环境样品中小至200纳米的塑料颗粒进行有效识别与定量。相关研究成果已发表于国际学术期刊《科学进展》。

　　微塑料(尺寸小于5毫米的塑料碎片)及更小的纳米塑料(尺寸小于1微米)是备受关注的新型环境污染物。自“微塑料”概念提出以来，多项研究证实其在全球各类环境介质中广泛存在。这些塑料颗粒可通过物理、化学等复合作用，对生态系统及生物体构成潜在威胁。近年来，在极地、高山等偏远地区也发现了微塑料，表明大气传输是其全球循环的重要途径。同时，吸入是人体暴露于微米及纳米级塑料颗粒的重要潜在途径。

　　然而，传统分析方法主要依赖显微镜下的人工识别，难以对环境样品中的微塑料进行准确定量，对更小的纳米塑料更是缺乏有效的检测手段，这成为深入研究大气微/纳塑料行为、归趋及其影响的主要瓶颈。

　　为突破这一限制，研究团队基于计算机控制的扫描电子显微镜与能谱联用技术，建立了一种半自动分析方法。该方法可逐颗粒定位并测量其粒径、形貌与元素组成等微观理化参数，从而在复杂环境基质中有效识别并计数微塑料与纳米塑料。

　　利用这一创新方法，团队对我国两个特大城市——广州(南方沿海)和西安(西北内陆)——的大气环境进行了系统观测，采集并分析了气溶胶、干湿沉降物以及道路扬尘等样品。

　　研究获得了一系列定量数据。结果显示，广州空气中微塑料浓度高达每立方米18万个，纳米塑料为每立方米5万个；西安空气中微塑料浓度为每立方米14万个，纳米塑料为每立方米3万个。估算表明，不同大气介质(如气溶胶、沉降等)中塑料颗粒的通量差异可达2到5个数量级。其中，道路扬尘的再悬浮过程以及降雨驱动的湿沉降过程，主导着大气中塑料颗粒的跨介质传输。此外，研究观测到塑料颗粒在沉降样品中与矿物尘、黑碳等其他颗粒物发生了异质混合，其混合程度高于气溶胶和扬尘样品，这提示塑料在大气沉降过程中可能经历了聚集与有效清除。

　　研究团队表示，该工作通过方法学创新，将大气塑料研究的空间分辨率从微米级推进至纳米级，为量化微/纳塑料的大气丰度、跨介质传输提供了有力工具。基于实测的粒径分辨及形貌化学数据，研究深化了对大气塑料环境行为的认识。团队首次在大气沉降物中观测到的塑料异质混合现象，也为未来进一步探究微/纳塑料对云凝结核形成、辐射强迫等气候效应的影响，以及评估其人体健康风险，拓展了新的研究思路。

　　素材来源：science

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