徐淑升 武江越 倪志鑫等

文章在总结微塑料、可吸入颗粒物以及有潜在危害的微小物质特征的基础上，将其统归为微小污染物，分析微小污染物危害和污染的机制、监测、防控政策、认知历程的相似之处。以海洋微塑料监测为例，分析海洋微塑料的产生和影响机制，提出：建立微小污染物监测研究体系;开展微小污染物对生态系统影响的评估;建立前瞻性和长效支撑机制等管控建议。

关键词：微小污染物;微塑料;可吸入颗粒物;监测;认知历程

中图分类号：P76 文献标志码：A 文章编号：1005-9857（2022）01-0060-05

0引言

近百年来，人为产生的非自然物质越来越多，这些物质或本身就体积微小，或因为不断磨损而变小，并不断扩散。随着人类对微观世界认识不断加深，一些体积微小的物质陆续被定义为新型污染物。从石棉到微塑料，从煤矿粉尘到PM2.5，无不随着人类认知程度加深逐渐被重视。然而，目前对这些微小物质污染的研究存在滞后性，未系统性考虑体积微小物质的污染研究和治理。这些微小物质污染机制是否存在相似性，在技术和管控方面有无借鉴，对处于不同认知阶段的微小物质如何判断其发展方向，开展此方面的研究具有重要意义。

1微小污染物的含义

本研究将有污染特性的微小物质定义为微小污染物，是指粒径在5mm 以下、纳米级以上、包括颗粒状、纤维状和片状等形状，多为人为活动而出现，不容易降解，能够在空气中飘浮或沉降，在水中悬浮或沉积，在土壤中散布，对人体或生态系统有确定的或潜在的伤害的物质（表1）。

2我国环境中常见的微小污染物

2.1微塑料

微塑料普遍被定义为直径小于5mm 的塑料碎片和颗粒。目前，我国淡水、海水环境中均有微塑料检出，且具有普遍性，土壤中也有微塑料检出的报道。淡水水体中，以太湖和三峡水库表层水微塑料丰度最高，上海城市河道沉积物微塑料丰度最高，经济发达地区淡水环境微塑料污染程度较高。我国海洋微塑料污染与近年来国际同类调查相比，程度处于中等水平[1-2]。

2.2可吸入颗粒物

近年来可吸入颗粒物已成为我国许多城市的首要空气污染物，常出现PM2.5大范围污染连片发生的情况。根据研究，1998—2016 年中国PM2.5年均浓度总体上升，其中1998—2007 年增加较快，西部地区污染程度大大小于东部地区，南方比北方污染程度低，高浓度地区面积在1998—2004 年迅速扩大，之后略有减小并逐步趋于稳定[3-8]。

2.3石棉

国际癌症研究组织（IARC）于1987年已宣布石棉是Ⅰ類致癌物，目前石棉制品已被许多国家禁用，含石棉材料污染的清除却仍是工业界难题。我国鼓励安全生产和使用健康危害相对较低的石棉类型，禁用危害严重的石棉类型。目前我国仍是石棉生产和消费大国，但由于在石棉环境保护、监测和管控方面规定不足，石棉的生产和污染问题仍然不容忽视。表现在生产行业环保设施缺失，开采和生产中造成的空气污染，含石棉建筑废弃材料的处理被忽视等[9]。

3微小污染物的特征分析

相同质量的微小污染物，体积越小表面积就越大，物理化学性质随着体积和表面积的变化而发生改变，导致其在大体积状态下无害，但是在微小状态下会有害。微小污染物种类各异，但是其特征却具有相似性。

3.1危害和污染的机制具有相似性

微小污染物的危害和污染的机制相似：①大多是由人为因素产生，是生产环节的副产品或消费后的废弃物（例如，煤炭燃烧后产生的可吸入颗粒物）;少部分为自然因素或自然人文双重因素产生（例如，海水受到扰动后含量过高的悬浮物）。②能够吸附大量有毒有害物质，且在介质中停留时间长、输送距离远、影响范围大。③粒径小，可能进入生物器官或组织，诱发多种疾病。而且粒径越小，能够进入到生物器官或组织的部位就越深，危害越大。例如，10μm的可吸入颗粒物沉积在上呼吸道，2μm以下的可深入到细支气管和肺泡，造成更大危害。④不易被发现。潜伏期长，危害显现需要几年甚至几十年，发现和引起足够重视需要一定时间，对当代和下一代产生的影响需要长时间的监测研究。⑤治理难度高，数量巨大，扩散影响范围难以控制。

3.2监测研究方法和面临的困难具有相似性

监测是微小污染物防控的基础，目前其技术方法具有相似性，例如激光散射技术。监测都面临粒径越小或分类越细监测难度越大的问题。例如，监测海水悬浮物相对容易，如果再监测海水悬浮物中的微塑料，需要将其分离出来，监测难度增加。

3.3防控政策有相似性

防控虽然涉及各行各业各区域（涉及新材料生产、矿产开发等行业，大气、土壤、矿区、厂房等区域），但是防控政策却有相似性。一是源头控制，寻找产生微小污染物的替代品，例如新能源车替代化石能源车，减少燃烧产生的PM2.5。二是污染迁移过程阻断，例如避免垃圾随意丢弃，阻断塑料垃圾进入水体形成微塑料。三是污染末端处置，需要投入大量人力物力，例如使用空气净化器降低PM2.5。四是完善政策法规，加大执行力度，例如制定石棉防控规定。

3.4对微小污染物的认知历程具有相似性

对微小污染物的认知历程具有相似性（图1），均是已经造成了一定程度的污染或人身伤害才被发现和重视，而不是在含量处于快速上升前，具有一定的滞后性。

4微小污染物海洋微塑料的监测管控

海洋是全世界微塑料垃圾的最终目的地，大量微塑料随洋流输运产生跨界污染，影响海洋生态系统和人类自身的健康安全，产生的问题在全球范围内备受关注，作为新型污染物，其认知和发展历程具有典型性，因此本研究将海洋微塑料作为典型的微小污染物监测管控的案例来研究讨论。

4.1海洋微塑料产生和影响机制

自从塑料被发明以来，由于不能自然降解，塑料垃圾就一直在土壤、水体中累积，受物理作用影响，塑料颗粒不断变小，形成次生微塑料，此外，一些工业原料是粒径很小的初生微塑料（例如，用于去角质的化妆品原料塑料微珠），这些共同形成了环境中的微塑料（图2）。现有研究表明：从近岸到极地大洋，从表层海水至深海沉积物，从小型浮游动物到大型哺乳动物体内，普遍有微塑料检出。

2019年联合国环境署发布的第6期《全球环境展望》指出：微塑料数量增加和丰度上升对海洋生物及人类的健康具有潜在的不利影响，有可能危及公众健康。目前科学界对海洋微塑料的研究尚不充分，对海洋生态系统及人类健康的影响程度尚不清晰，但食物链中各种海洋生物摄食微塑料却早有记录，其本身和吸附的有害物质可通过生物富集进入食物链顶端的人类体内，也可通过食用盐积累在人体。

4.2海洋微塑料问题研究

与其他新型微小污染物相似，海洋微塑料监测与管控也经历着相似的过程。

4.2.1发现问题，迅速升温

2004年，英国的汤普森等人首次提出了“微塑料”的概念。在信息技术时代，知识传播速度飞速，“微塑料”很快在政府和大众层完成了从接受到重视的历程。联合国环境大会号召和倡议全球应对海洋塑料垃圾及微塑料污染问题。特别是在2015年，联合国大会首脑会议审议通过了《2030年可持续发展议程》，提出17个可持续发展目标（SDGs），其中SDG14特别提到了海洋塑料污染的应对问题。2017年，G20汉堡峰会通过了“G20海洋垃圾行动计划”，将海洋塑料垃圾与微塑料问题上升到全球治理层面，并涉及产业和贸易政策等方面。2019年，G20大阪峰会达成了“蓝色海洋愿景”，倡议各成员国“力争在2050年前实现海洋塑料垃圾向海零排放”。联合国教科文组织政府间海洋科学委员会（UNESCO-IOC）、联合国环境规划署（UNEP）、北太平洋海洋科学组织（PICES）等国际组织，相继召开了一系列国际会议或组织了工作组，探讨海洋微塑料的应对与治理。

4.2.2热点研究，方法矫正

近年来海洋微塑料研究成为学术热点，国外部分学者，如Jambeck、Lebreton等利用错误模型，得出错误观点，造成了中国与全球海洋环境持续恶化直接相关的不良印象，使得中国承受巨大的国际压力[10-11]。中国学者通过实测数据和科学可信的模型估算结果，在国际知名学术期刊上刊发文章，指出国外部分学者文章中存在的数据错误。根据大量统计和实测数据，建立物质流模型，模型依据实测河流塑料垃圾量（塑料垃圾入海比例为26.80%，而Jemback未考虑垃圾处理回收，即假设塑料垃圾入海比例为100%），估算了中国入海塑料垃圾量，结果表明Jambeck等极大地高估了我国塑料入海量。2019年，中国学者依据2017年长江口及邻近海域连续3个季节的悬浮微塑料的监测结果分析，在《Water Research》发表文章，结合模型估算长江口微塑料入海通量约为2.2万t，驳斥了已有的“长江是全球输运塑料垃圾入海量最大的河流”的错误观点。另外，在国际会议上，中国学者与Jambeck沟通，指出其模型存在错误，Lebreton也已经把长江塑料垃圾入海年平均通量修正降至小于5万t/a的水平。2021年，Lourens在《Science Advances》上发表文章，指出先前关于全球河流海洋塑料排放的研究主要是根据欧洲和北美河流收集的数据进行校准的，根据学者建议，最新研究纳入了更多东南亚河流数据，以完善模型预测。结果表明：陆地面积和海岸线长度比值小且降水高的国家更可能排放海洋塑料，例如，马来西亚的MPW（未经管理的塑料废物）产量比中国少，然而到达海洋的却比中国多，根据其模型估计，海洋塑料垃圾最大的貢献国是菲律宾，其次是印度，再次是马来西亚[12]。可见，国际上一直在针对上述通量问题进行研究，并在不断修正模型结果。

4.2.3增强国际合作，迈向全球治理

未来，海洋微塑料污染研究需要各国拿出科学、可信、连续的监测数据，共同制订标准，增强国际合作。由于海洋微塑料污染研究的技术方法体系并不成熟，其间某些学者的相关研究成果仍有可能出现入海塑料废物和微塑料总量错误估算的情形，在国际政策制定时可能出现纠纷，目前仍处于研究的关键时期。

4.3中国政府在监测管控微塑料方面所做的努力

中国政府高度重视海洋垃圾和微塑料的治理，相关职能部门、高校发挥各自优势，在各自领域开展微塑料研究和治理工作。① 加强监测研究。2007年中国正式启动海洋垃圾的监测工作，2016年将海洋微塑料纳入监测范围，在中国重要河口入海口和港湾开展业务化连续监测，是目前世界唯一一个开展业务化监测的国家。此外，一些高校也成立了微塑料研究所，开展微塑料监测研究。②源头控制。对塑料制品的生产、销售和使用实行管控，加强塑料替代物使用，并推广使用非塑制品和可降解购物袋、可降解地膜等。③污染迁移过程阻断。避免垃圾随意丢弃，回收利用和处置塑料废弃物，禁止随意堆放、倾倒塑料垃圾，规范废旧渔网渔具回收处置。④污染末端处置。开展垃圾清理、港湾塑料垃圾清理、清洁海滩等行动。⑤ 加强监管，提高公众生态环保意识，积极引导公众减塑限塑。目前，我国海洋微塑料研究处于国际并跑水平[13]，但是与PM10、PM2.5等微小污染物相比，在监测体系、技术规范、防治规定等方面还有差距。

5建议

虽然微小污染物种类多样，但对其认知、监测管控均有相似性，因此笔者提出以下建议。

（1）建立微小污染物监测研究体系，将大气监测、海洋监测、水文水质监测、土壤监测、矿山监测和医学特定人群监测等综合考虑，促进监测技术、标准的交流（图3）。例如，借鉴PM10、PM2.5污染分类评级标准，建立微塑料污染分类评级体系;加强监测采样分析设备和技术人员统筹，开展各地区各部门监测数据质量分析;借鉴中国煤矿尘肺病治疗基金会，对危害严重的微小污染物造成的损伤进行分级救助;加强微小污染物对健康影响的医学研究，对密集接触的重点人群加强医学监测，发展预防和治疗技术;共同做好宣传工作，树立公众对微小污染物危害的总体意识;与跨境河流沿岸国、跨境风沙影响国、洋流影响沿岸国一起，共同做好防范和治理。

（2）开展微小污染物对生态系统影响的评估。目前，微小污染物受重视的程度与其对人身健康造成的已知伤害成正比，但是，应认识到：地球生态系统健康与人类健康同等重要。地球生态系统健康是人类生存的基础，生态系统的生物多样性也为人类解决污染危害提供资源和灵感。例如，一些超级细菌能够分解难降解物质，为海洋微塑料的治理提供一种思路。因此，应开展微小污染物对典型生态系统影响的评估，降低其对生物多样性的潜在危害。

（3）建立前瞻性、长效支撑的机制。随着人类利用新材料的种类不断增多，未来很可能发现新型微小污染物，应做好已大规模使用且能产生微小污染物的材料的全生命周期研究、掌握规律，对有潜在污染风险的新型材料在大规模使用前充分论证，做好前瞻性工作，防止出现第二个“微塑料”污染物。例如纳米二氧化钛、碳纳米管、纳米铁粉等广泛应用的材料，随着暴露剂量的升高，均有一定程度的生物毒性[14]。此外，还应建立长效支撑机制，以获取有价值的连续监测数据。