微塑料中塑料添加剂的生物可利用性研究

Environmental issues of microplastics have attracted considerable attention from the scientific community and the public in recent years. The secondary release of the pollutants carried by microplastics is considered to be a threat to aquatic organisms. At present, studies on the "carrying" pollutants are more focusing on those obtained by adsorption. However, the microplastics themselves contain plastic additives, and the release of these additives can also cause harm to the organisms. Research on plastic additives contained in microplastics is still very limited, and in particular, their bioavailability. As the size becomes smaller and the specific surface area increases, the microplastics can have a higher risk of releasing the additives into the environment. After the microplastics are ingested by the organism, the lipid-abundant environment in the digestive tract may increase the risk of releasing the lipophilic additives from the microplastics. Therefore, the project is based on the investigation of microplastics prepared from daily used plastics; to explore the environmental behavior of typical plasticizers, stabilizers and flame retardants released from different microplastic materials; and to adopt physiologically based extraction test and dietary exposure of microplastics to marine medaka to study the bioavailability of the released additives. The project will comprehensively evaluate the actual environmental risks of the additives released from microplastics and will provide theoretical guidance and data support for the environmental control and management of microplastics.

微塑料污染近年来引起了学界极高的关注，特别是其“携带”污染物的二次释放被认为是微塑料对环境生物的一大威胁。目前，关于微塑料“携带”的污染物，研究更多的是通过吸附方式获得，而微塑料本身还含有塑料添加剂，这些添加剂的释放同样可能损害环境生物的健康。然而，关于微塑料本身含有的塑料添加剂的研究还非常有限，特别是其生物可利用性的研究更是缺乏。由于尺寸变小，比表面积增大，微塑料在环境中释放其含有的添加剂的风险更高，被生物摄入后，消化道内的脂性环境增加了微塑料中亲脂性添加剂的释放风险。基于此，本项目立足于研究常见塑料制备而成的微塑料，探究不同材质释放常见添加剂中典型塑化剂、稳定剂和阻燃剂的环境行为并考察不同环境条件对于释放过程的影响，采取体外实验模拟和生物实验校正的双重实验模式，研究其释放添加剂的生物可利用性，客观并全面地评估微塑料释放添加剂的实际环境风险，为微塑料的管控和环境管理提供理论指导和数据支持

邻苯二甲酸酯（PAEs）是最常用的工业添加剂之一，自1920年代以来一直在塑料产品的生产和加工中用作增塑剂。由于其具有潜在的环境和健康风险，多种邻苯二甲酸二甲酯已被美国环境保护署列为优先污染物。由于其与塑料高分子聚合物的结合方式为物理结合，因此容易从塑料中浸出并最终进入环境中。然而，关于邻苯二甲酸酯在塑料尤其是微塑料中得浸出潜力的研究较为缺乏。此外，作为中国最发达地区之一的珠江三角洲，其邻近海域中PAEs的污染情况也鲜少报道。因此，本研究主要以珠江八大入海口的水体，香港附近海域，乃至南海北部海域为主要采样区域，采集区域内水环境中的微塑料样品，水样和沉积物样，分析样品中微塑料的含量、塑料添加剂的含量。并对其时空变化规律进行了分析，同时对典型塑料制品制成的微塑料释放塑料添加剂的情况进行探究，最后采用风险熵的评估模型，考察邻苯二甲酸酯类对珠江入海口的水体的海洋生物的风险。在海水中，热带气旋前三个区域(R1~R3)表层海水中微塑料的平均丰度分别为875±384.8、1173±514和894±126个每立方米。热带气旋过后，3个区域(R1~R3)表层海水中微塑料的平均丰度分别为679±234、1141±443和1314±395个每立方米。沉积物中的微塑料丰度为82-1941个每千克干重，平均丰度为786±576个每千克干重。南海北部区域表层海水，底层海水和沉积物中PAEs的总浓度分别为68.8-1500ng/L, 46.0-7800ng/L和 49.2-440ng/g（干重）。珠江入海口水体表层和底层的总浓度分别为562-1460ng/L和679 ng/L-2830ng/L。香港雨水渠中PAEs的总浓度在195~80500 ng/L之间。在大多数采样点，DMP和DEP对海水中的水生生物不太可能构成风险，而其他PAEs对不同营养级的海洋生物具有明显的风险。对于藻类，DiBP不太可能在表层海水和底层海水中造成毒性作用。相比之下，DBP在所有采样点都表现出较高的风险，这可能是由于DBP (PNEC 0.0034µg/L)和DiBP (PNEC 8.55µg/L)之间的毒性差异较大。本项目的研究为未来更进一步探究微塑料释放添加剂的生态效应提供重要数据支撑。