阿德莱德大学王少彬教授、南昆士兰大学王浩教授团队《Prog. Mater. Sci.》综述：环境中的微塑料问题和战略解决方案

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塑料是我们的日常生活中最常用的材料，尤其是在包装、建筑和汽车行业。自 1950 年代以来，塑料的总产量超过 83 亿公吨，其中大约 80% 已成为环境中的废弃物。由于大多数塑料在环境中不可降解，塑料污染已成为全球环境的长期问题和挑战。其中，尺寸小于5 mm的微塑料作为一种新型污染物已经在整个生物圈无处不在。海洋、淡水、大气、陆地环境和生物体中均发现了微塑料，而在食物链富集作用下，微塑料会对人类健康和环境产生不可估量的危害。

阿德莱德大学王少彬教授和南昆士兰大学王浩教授团队基于微塑料的前世、今生和未来，近期在Progress in Materials Science 上发表了题为“Microplastic materials in the environment: problem and strategical solutions”的综述文章，对世界关注的微塑料相关的环境问题和解决方案提出来一系列独特见解。

这篇综述文章系统系统总结了微塑料在水 (污水处理厂、地表淡水、地下水、饮用水、海洋)、大气、土壤中的来源、分布、传输及演变，微塑料对不同环境体系和人类健康的潜在危害。

图1. 污水处理厂处理污水的基本技术以及不同阶段对微塑料的去除效率。

图2. 地表淡水中微塑料的来源以及影响其传输与演变的因素。

 图3. 饮用水中的微塑料来源。

 图4. 海洋中微塑料的来源以及影响其传输与演变的因素。

图5. 空气中微塑料的来源以及影响其传输与演变的因素

  图6. 土壤中微塑料的来源以及影响其传输与演变的因素。

 图7. 微塑料在水、空气、土壤系统中的相互传播以及在食物链中的广泛存在。

然后，该文章提出了一系列的综合战略来应对微塑料污染，包括清理活动、有效的源头控制、改进塑料废弃物管理体系、开发可生物降解 (生物) 塑料以及发展高效的 (微) 塑料降解或转换技术，如图 9 所示。根据图2到图7的信息，图10罗列了一些从源头控制微塑料污染的有效措施。这些信息对下一步制定政策来应对微塑料污染提供了重要的参考依据。

图9. 控制 (微) 塑料污染的综合策略和解决方案。

 图10. 从源头控制水、空气和土壤系统中微塑料污染。

同时，开发用于 (微) 塑料有效降解或转化的先进技术具有至关重要的意义，因为它们不仅有助于修复受污染的水或土壤，而且在废水管理和塑料废弃物管理系统中发挥着重要作用。 文章还概述了一些现有的典型技术来介绍 (微) 塑料降解和转化，并总结了影响性能的相关机制和因素。如图11-21所示，本文涵盖了生物降解、高级氧化降解技术 (光芬顿反应、热芬顿反应、过硫酸盐体系、类电芬顿过程和光催化降解)，以及(微)塑料转化方法，包括生物回收、光催化转化、热解、加氢裂化、氢解、烷烃复分解、微波法、焦耳热法、电催化转化、脱氯化氢法和化学解聚 (糖酵解、 水解、甲醇分解和氨解)。

图11. 生物降解、回收(微) 塑料的机理示意图及影响因素。

 图13. 高级氧化技术降解 (微) 塑料的机理及影响因素。

图15. 光催化转换(微) 塑料的不同方案、反应体系、机理及产物。a-c) J Am Chem Soc 2022;144:6532-42. d-f)Nat Commun 2022;13:4809.

图16. a) 热解(微) 塑料的反应体系、机理及产物。b-e) Nature Sustain 2019;2:39-42.

图17. a) 催化加氢裂化 (微)塑料。b-d) Sci Adv 2021;7:eabf8283. e) 催化氢解 (微)塑料. f) ACS Cent Sci 2019;5:1795-803. g-j) Science 2020;370:437-41.

图21. a) 化学解聚: 糖酵解、水解、甲醇分解和氨解。b-d) 光热催化塑料糖酵解(Matter 2022;5:1305-17).

最后，本文总结了微塑料污染和微塑料降解、转化技术存在的问题和挑战，为将来的研究指明了方向。

全文链接：

https://authors.elsevier.com/c/1fzdSI6yuEvyD

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