中科院生态环境研究中心突破微塑料识别检测技术 填补国内空白

问题——微塑料污染治理正卡“看不清、测不准”的技术关口。微塑料通常指粒径小于5毫米的塑料颗粒,更小尺度的微纳塑料因难降解、迁移范围广、来源复杂,已成为生态环境领域关注的热点。随着其在水体、土壤及生物体内的检出频次上升,如何实现规范监测、精准识别和可靠定量,成为推进污染管控与治理的基础环节。业内普遍认为,若缺少高通量、高分辨率且结果可比对的检测手段,将直接影响污染来源解析、环境归趋研究以及风险评估与政策制定的科学性。 原因——尺度跨度大、介质复杂叠加方法差异,显著抬高检测难度。与传统污染物不同,微塑料形态多样、材质复杂,添加剂与老化程度差异明显,并常与有机质、矿物颗粒、生物膜等共存。尤其在土壤、沉积物及生物样品中,前处理与分离纯化既决定检测效率,也影响结果准确性。传统分离方法在效率、成本和分辨率上存在短板,难以同时覆盖纳米级到百微米级颗粒的有效分离,进而加剧检测不确定性和实验室间可比性不足的问题。 影响——关键技术突破将提升新污染物治理能力,并延伸到农业与健康风险评估。微塑料识别与检测不仅是科研问题,也直接关系治理体系的监测与评估能力。更精准的检测有助于厘清不同介质中的赋存状态和迁移转化路径,为源头减量、过程控制与末端治理提供依据。同时,微塑料对生态系统和人体健康的潜在影响仍有不少待解问题,特别是在农田系统中,其对土壤结构、微生物群落和作物生理过程的影响仍需更多证据。研究团队正在推进微塑料对农作物生长影响的研究,包括对大豆固氮作用潜在影响的探索,正处在从室内试验向田间验证过渡的关键阶段,涉及的成果有望为农田生态系统风险评估提供数据与方法参考。 对策——以分离纯化为核心,联用高灵敏检测手段,形成可推广的技术体系与国产化装备路径。在怀柔科学城东区实验室,科研人员围绕样品前处理、溶液配制、样品加载和数据分析等环节开展连续实验与验证,完善微塑料识别与检测技术体系。据介绍,团队早在2011年就开展微纳颗粒分离纯化技术研究,探索用中空纤维流场流分离等方法提升分离效率与分辨率。相较传统方法,该类技术可实现10纳米至100微米范围颗粒的高效分离纯化,并已在水体、土壤及部分生物体液等介质中完成应用验证。与高灵敏检测技术联用后,检测能力可继续提升,为建立更稳定、可复制的实验流程提供支撑。 在装备上,团队基于长期技术积累推进仪器自主研发,形成多款微纳颗粒分离纯化设备,并围绕运行稳定性、操作便捷性和维护成本优化设计,以降低实验门槛和时间成本,提升科研与监测应用的可持续性。面向应用转化,团队已与企业建立初步合作意向,将迭代升级中拓展适用颗粒尺寸范围和材料类型覆盖度,提升识别准确性与场景适配能力。 前景——以关键方法与国产化装备为抓手,带动标准化、产业化与公众认知同步推进。从趋势看,微塑料治理将更依赖“监测—评估—干预”的闭环,其中识别检测技术是起点。随着技术成熟,相关成果有望在环境监测、农业生态评估、污染溯源及治理成效核验各上发挥更大作用。依托怀柔科学城科研与产业要素集聚优势,微塑料检测相关高端科学仪器与传感器装备的研发与产业化空间也值得关注。研究团队表示,将继续聚焦微塑料识别检测,并通过科普传播提升社会对新型污染物赋存状态、环境归趋与潜在风险的认识,推动形成多方参与的协同治理基础。

微塑料治理是生态环境领域的重要课题。上述成果针对“测不准、比不齐”的核心难点推进关键环节突破,并探索国产化装备路径,为我国新污染物监测与治理提供了可借鉴的技术方案。随着科研创新与应用转化持续推进,涉及的技术有望在标准建立、规模化监测和风险评估中起到更直接作用。