中科院地球环境所首次绘制大气微塑料丰度分布图谱

2004年“微塑料”概念提出后,人类对全球生态环境的认知在向微观维度纵深发展。为了填补科学界在大气塑料传输机制和健康风险上的认知空白,中国科学院地球环境研究所联合国内外机构,把计算机控制扫描电子显微技术和智能算法结合,给大气微塑料的精准量化装上了“显微镜”。研究团队在北京、广州、西安等城市进行了实地普查,首次绘制出微纳塑料在大气中的丰度分布图谱。论文第一作者胡塔峰指出,这种“显微尺度环境普查”不仅实现了定性到定量的跨越,还揭示了大气中微塑料与矿物尘、黑碳的异质混合现象。这种混合证实了塑料颗粒与其他污染物在传输过程中的复杂相互作用,为评估微塑料的气候效应提供了新视角。 道路扬尘和降雨过程被证实是大气塑料跨介质传输的关键角色。从宏观上看,微塑料污染已成为全球性问题,从海洋、土壤扩展到了大气环流系统。世界气象组织最新报告指出,大气微塑料可能通过改变云凝结核特性影响降水过程。研究团队的这项突破把大气塑料研究的空间分辨率提升至纳米级,打开了微观污染观测的新窗口。基于实测数据构建的数据库为建立环境行为模型奠定了基础。研发的分析方法具备标准化推广条件,能为全球监测网络建设提供技术范式。 胡塔峰强调这种方法的科学意义有三点:一是提高了空间分辨率;二是为模型建立提供了数据支持;三是方法具备推广性。当前随着塑料制品的广泛使用,微塑料污染已从海洋土壤扩展到大气。团队这次开发的半自动显微分析技术发表于《科学进展》,标志着我国在该领域跻身世界前沿。这种技术让我国科研团队在大气污染物监测领域实现了从跟跑到并跑甚至领跑的跨越。 胡塔峰还提到这次突破为探究复杂环境过程提供了不可或缺的观测手段。数据显示道路扬尘与降雨过程在跨介质传输中扮演关键角色。首次发现的异质混合现象具有重要价值:一方面证实了复杂相互作用;另一方面提供了新的研究视角。从2004年概念提出以来陆续在偏远地区检测到塑料颗粒证实了大气传输是其全球扩散的重要途径。更令人担忧的是纳米级塑料可通过呼吸道直接进入肺部及血液循环系统。 长期以来微米级塑料难以有效定量更无法触及纳米尺度导致认知存在空白。此次研究团队把智能算法与显微技术结合建立起逐颗粒定位测量与识别体系突破了技术瓶颈为全球环境健康评估提供了新工具。随着该技术在全球范围内的推广应用人类对微塑料环境行为的认知将进入量化研究新阶段助力全球生态环境治理向更精细更科学的方向迈进。