导 读
宁波诺丁汉大学陈加信(Faith Ka Shun Chan)与中国科学院城市环境研究所朱永官院士团队合作在Critical Reviews in Environmental Science and Technology(CREST,《环境科技评论》)期刊发表题为“中国城市淡水环境中的微塑料污染及其立法进展评述——建议与见解(A critical review of microplastic pollution in urban freshwater environments and legislative progress in China: recommendations and insights)”的综述文章。
在中国,迅猛的城市化同时也导致了城市淡水环境面临的人为压力日益提高。微塑料来自于塑料材料的大量生产、使用与废弃,近年来已成为全球备受关注的新型污染物。然而,人们对其在城市淡水环境中的分布和影响知之甚少。本文批判性地回顾了中国城市淡水微塑料污染方面的系列研究进展,以及仍处于起步阶段的中国微塑料管理的立法框架。本文旨在寻找中国城市淡水微塑料污染研究的空白,并为未来相关法律政策的拟定提供建议。
图1 图文摘要
“微塑料”一词于2004年首次被定义,如今通常是指环境中发现的尺寸介于1微米到5毫米的塑料碎屑。微塑料包括一系列高度多样化的材料,可以通过其聚合物类型(如聚苯乙烯、聚丙烯等)、形状(如碎片、微珠、纤维等)、颜色以及尺寸进行分类。微塑料还可以根据来源分为初级微塑料(微米级尺寸的塑料产品或者塑料原材料)和次级微塑料(由大塑料废弃物破碎形成的微米级塑料碎屑)。凭借在自然环境中稳定的化学性质以及微小的尺寸,微塑料得以在全球生态系统内不断地传递,成为全球性的新型污染物。陆地环境作为微塑料的主要源头,河流和大气作为主要传播路径,将微塑料远远不断的排放到湖泊、土壤、沉积物以及海洋环境当中。全球海洋系统已经成为了最大的微塑料污染‘蓄水池’。如今,在包括两极冰层和远洋深海的地球上任何角落甚至人体体内,都能检测到微塑料的存在。被生物摄入或吸入体内的微塑料不仅可以通过物理接触损伤生物的消化和呼吸系统,也能凭借他们含有的有毒添加剂(如阻燃剂、色素等),释放的有毒化学单体以及通过疏水性吸附的其它有机污染物(如杀虫剂、致病菌等),对生物造成毒理学伤害。微塑料更容易被小型生物误食摄入,从而降低其营养获得率,影响生长发育与繁殖。微塑料还会通过食物链形成生物累积效应,对生态系统造成自下而上的影响。微塑料的出现是由人类活动直接导致的。截止到2020年,全球城市人口已经超过50%。城市是地球上人口密度最高,人类活动最剧烈的环境地区,是塑料产品生产、消耗和遗弃的集中地带。这为城市环境提供了多种多样的微塑料污染源,包括包含了大量塑料纤维和塑料微珠的生活污水、工业生产排放的工业废水、缺乏管理的塑料废弃物等(图2)。这使得城市淡水流域成为了微塑料的直接污染对象,也成为了向其它环境传播微塑料污染的第一个环节。调查、理解和管控城市流域微塑料污染,对减少微塑料的整体排放有着重要意义。
图2 中国城市流域面临的多种微塑料污染源
中国是世界上最大的塑料生产国,具有巨大的微塑料排放潜力。早在2014年,研究人员在中国扬子江入海口地区的淡水中发现了平均4137.3个/立方米的微塑料浓度。在随后几年的调查中,长江、黄河、珠江、太湖、鄱阳湖和洞庭湖乃至青藏高原上的河流源头等中国重要淡水水体中,均有发现微塑料污染的报告。中国目前拥有超过8亿的城市人口,拥有数十座大型、超大型以及特大型城市。中国城市地区被认为是是微塑料的重要排放源。这也预示了管控中国城市淡水微塑料污染和排放的重要性。截止到2019年底,中国与全球的微塑料污染的大部分文献(来源于Web of Science)仍然集中在海洋环境领域,对于淡水领域的微塑料污染研究处于起步阶段。而其中涉及到城市淡水领域的研究更是少之又少。这也提醒了学界在未来应该更多地关注城市淡水流域中微塑料污染分布的特征。早在2013年,欧洲国家就呼吁要求对添加在个人护理用品中的塑料微珠进行立法管控。2015年,美国首先签署法案禁止了生产和使用这些塑料微珠。随后,英国、法国、意大利和韩国等国家也相继禁止了个人护理用品和化妆品中添加塑料微珠。2020年,中国出台的新版‘限塑令’(《国家发展改革委、生态环境部关于进一步加强塑料污染治理的意见》)以及国家发改委发布的(《禁止、限制生产、销售和使用的塑料制品目录》)均禁止了塑料微珠的生产和使用。全球性的塑料微珠立法运动是人类第一次对微塑料中的特定种类进行了立法管理。然而目前,由于缺乏对微塑料污染机理的深入理解和将微塑料从环境中有效移除的手段,‘微塑料’仍然没有在中国或者全球的法律法规中成为正式的立法目标(立法困境见图3)。出于为微塑料污染立法提供科学证据与技术支持的目的,未来国内相关研究应关注微塑料毒理学、微塑料分类管理、塑料材料消耗率降低以及可持续的管理策略等。
图3 中国目前面临的微塑料立法挑战
过去50年来微塑料的排放日益加剧,导致环境中微塑料的总量也在不断上升,不受约束的微塑料污染在未来会成为人类共同面临的重大环境风险。对于中国而言,应该秉持防范意识,推进城市流域微塑料污染模式和特征方面的研究,开展微塑料污染的定量影响评价,明确微塑料的毒理学特性,同时针对不同的排放源应提供技术上和政策上的支持,以控制微塑料污染排入城市河流与湖泊。
第一作者:
徐宇尧,宁波诺丁汉大学地理科学学院博士研究生,从事微塑料淡水污染领域的研究,已在Cri Rev Environ Sci Technol、Resour Conserv Recy和Sci Total Environ等期刊上发表多篇学术论文。
通讯作者:
陈加信(Faith Ka Shun Chan),宁波诺丁汉大学地理科学学院副教授、副院长,亚洲洪水管理、城市灾害防治等方面的专家,目前致力于海绵城市建设以及大湾区城市群气候灾害应对等方面的研究。何俊,宁波诺丁汉大学环境工程学院教授,宁波诺丁汉大学自然资源与环境课题组负责人,宁波诺丁汉大学国际博士创新中心副主任,环境化学和污染物控制方面的专家,担任国家自然科学基金、浙江省创新团队子课题、浙江省公益技术研究社会发展项目、宁波市创新团队项目、宁波市自然科学基金以及工业委托横向项目的合作伙伴和研究负责人。Matthew Johnson,英国诺丁汉大学社会科学学院副教授,河流地貌学家,目前致力于水生生物占据、利用及改造淡水环境的相关研究,例如水生动物对河流沉积物运动的影响以及河流物理性质对水生生物分布和活动的影响等。
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