Cell子刊:我国学者研究证实,微塑料/纳米塑料已全面侵入珠峰生态系统的各个部分 |
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来源:生物世界 2025-08-14 10:26
这项研究提供了全面的证据,表明微塑料(MP)和纳米塑料(NP)已渗入珠穆朗玛峰生态系统的各个组成部分,包括土壤、水、大气、积雪、牦牛粪便和道路尘土。微塑料(MP)和纳米塑料(NP)作为新出现的环境污染物,已无处不在。在世界各地,甚至海底、高山等偏远地区,以及人体各个组织中,都发现了它们的存在。然而,微塑料和纳米塑料在珠穆朗玛峰上的数量、分布情况以及对环境的影响,在很大程度上仍未得到探索。
2025 年 8 月 8 日,华南理工大学吴嘉燕,中国海洋大学赵建,陕西师范大学王艳华等在 Cell 子刊Cell Reports Sustainability上发表了题为:Microplastics and nanoplastics on Mt. Everest的研究论文,陕西师范大学为该论文第一单位。
该研究提供了全面的证据,表明了微塑料(MP)和纳米塑料(NP)已渗入珠穆朗玛峰生态系统的各个组成部分,这些微塑料/纳米塑料改变了土壤微生物群落,并通过牲畜进入食物链,对高海拔生态系统产生了潜在威胁,该研究还分析了珠穆朗玛峰微塑料/纳米塑料的来源,提供了珠穆朗玛峰有关微塑料/纳米塑料污染的宝贵初步数据,为高海拔生态系统的塑料污染提供了新见解。
微塑料(Microplastic,MP,直径 1 微米至 5 毫米)污染无处不在,已成为一个备受关注的环境问题。微塑料可以被传播到距其来源地的很远的地方,甚至能到达遥远的极地地区。
珠穆朗玛峰海拔 8849 米,是地球上的最高峰,被誉为世界第三极。它位于喜马拉雅山脉中部,处于中国和尼泊尔的交界处,在水资源供应、野生动物栖息地以及生物多样性保护方面发挥着至关重要的作用。其高海拔造就了低温、空气稀薄、辐射强烈以及物理化学风化作用剧烈的独特环境,这些因素共同作用,使其生态系统极易受到新兴污染物的影响。
几十年来,珠穆朗玛峰每年都吸引着大批徒步旅行者和登山者。这种受欢迎程度使它容易受到微塑料污染,因为塑料制品在山上被广泛使用和丢弃。此外,微塑料还可能通过大气传输和沉降到达珠穆朗玛峰。已有大量研究评估了喜马拉雅山脉中微塑料的丰度,表明微塑料可能通过大气传输在高海拔山区积聚。鉴于微塑料对生态有着深远的影响,迫切需要查明珠穆朗玛峰上的微塑料污染情况。然而,由于在高海拔地区采集样本存在困难,关于珠穆朗玛峰上微塑料的分布及其生态毒理学影响的研究仍然很少。
实际上,此前只有一项研究对对珠穆朗玛峰的微塑料污染进行了调查,在尼泊尔境内珠穆朗玛峰南坡(海拔 4200-8000 米)的积雪中检测到约 30 个/L 的微塑料,在溪水中检测到 1 个/L 的微塑料。但来自积雪和溪流的微塑料仅占珠穆朗玛峰微塑料总量的一小部分,珠穆朗玛峰其他环境区域(例如土壤、大气)中微塑料的丰度仍不得而知。此外,纳米塑料(Nanoplastic,NP,直径小于 1 微米)可通过大气传输到达高海拔地区,但关于珠穆朗玛峰上存在纳米塑料的证据仍是空白。
在这项最新研究中,研究团队利用显微拉曼光谱法对从珠穆朗玛峰北坡(位于中国境内)采集的各种样本中的微塑料在数量、大小、颜色、形状和化学成分方面进行了表征。样本包括土壤、水、溪流、大气沉降物、积雪、牦牛粪便和道路尘土。该研究通过热解-气相色谱-质谱联用技术(Py-GC/MS)确认了纳米塑料的存在。基于微塑料/纳米塑料(MNP)的数量和特征,研究团队评估了微塑料/纳米塑料到达珠穆朗玛峰的潜在途径。此外,为了确定微塑料对土壤微生物群落的影响,研究团队进行了16S rRNA 基因测序,以分析微塑料和土壤样本中的细菌多样性和组成。本研究旨在阐明珠穆朗玛峰上微塑料/纳米塑料的出现和来源,从而有助于我们了解人类活动如何影响偏远高海拔地区的微塑料/纳米塑料污染。
结果显示,珠穆朗玛峰的土壤、水、大气、积雪、牦牛粪便和道路尘土样本中微塑料的平均浓度分别为 65.0 个/千克、每升 3.8 个/升、6.9 个/平方米 天、95.0 个/升、36.5 个/千克和 23.4 个/千克。并首次对珠穆朗玛峰上的纳米塑料丰度进行了量化,土壤、水和大气样本中的纳米塑料浓度分别为 4.9 毫克/千克、1.9 毫克/升 和 0.13 个/平方米 天。
对于微塑料而言,聚酰胺(PA)是最常见的微塑料类型(占 25.1%),其次是聚乙烯(PE,占 19.4%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,占 13.5%)和聚四氟乙烯(PTFE,占 7.7%)。对于纳米塑料而言,聚乙烯(PE)是最主要的纳米塑料类型(占 86.0%),其次是聚丙烯(PP,占 5.2%)和聚氯乙烯(PVC,占 4.2%)。
微塑料
纳米塑料
此外,该研究还发现,与周围土壤环境相比,珠穆朗玛峰上的微塑料表现出更高的细菌群落多样性和均匀度。这项工作为珠穆朗玛峰上的微塑料/纳米塑料污染提供了定量证据。
该研究的核心发现:
在珠穆朗玛峰的多个环境区域都检测到了微塑料;
聚酰胺(尼龙)是最常见的微塑料聚合物,占所有类型的 25.1%;
珠穆朗玛峰土壤中纳米塑料平均含量为 4.9 毫克/千克,水中为 1.9 毫克/升,大气中为 0.13 个/平方米 天;
珠穆朗玛峰的微塑料改变了周边土壤的微生物群落结构。
尽管珠穆朗玛峰远离主要人口和工业中心,但这项研究发现,在珠穆朗玛峰范围内的所有受检环境区域都普遍存在微塑料污染。在所有检测到的微塑料中,主要的聚合物类型为聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),这可能来源于登山者和游客的衣物、装备和塑料垃圾。珠峰大本营是徒步旅行者和登山者的主要聚集地,其土壤样本中的微塑料浓度最高。
此外,在道路灰尘样本中检测到了与交通相关的微塑料,表明交通活动也造成了珠穆朗玛峰的微塑料污染。因此,有必要对登山者和徒步旅行者实施更严格的监管和监督,以减轻环境影响并保护这一脆弱的生态系统。除人类活动外,大气输送可能是微塑料/纳米塑料的另一个重要来源,在大气沉降物和积雪中均检测到了微塑料,其粒径大多小于 20 微米。该研究还提供了该地区牦牛摄入微塑料的证据,标志着微塑料已进入了珠穆朗玛峰的陆地食物链。值得注意的是,在所有采样的环境区段中均检测到了纳米塑料,聚乙烯(PE)是珠穆朗玛峰上发现的主要纳米塑料类型(占 86.0%)。此外,16S rRNA 测序结果表明,微塑料可以改变土壤生态系统的功能特征,对高山生态系统构成潜在风险。
这项研究提供了全面的证据,表明微塑料(MP)和纳米塑料(NP)已渗入珠穆朗玛峰生态系统的各个组成部分,包括土壤、水、大气、积雪、牦牛粪便和道路尘土。登山者装备的磨损、车辆交通以及长距离大气传输可能是微塑料/纳米塑料(MNP)的重要来源该研究还发现,这些微塑料/纳米塑料改变了土壤微生物群落,并通过牲畜进入食物链。这些发现证实了即便是世界最高峰也无法免受塑料污染,对为下游数百万人口提供水源的高海拔生态系统构成风险。
从政策角度来看,监管机构应加强登山者的垃圾,执行装备标准以减少塑料颗粒脱落,并将塑料监测扩展到偏远的高山地区。这项研究还通过展示塑料向极端环境的扩散,支持了国际塑料污染治理工作,强调塑料垃圾是一个超越城市和海洋环境的全球性挑战。最后,这项研究传递了一个明确的信息:塑料污染如今已蔓延至地球最偏远的地方;威胁着野生动植物、水资源和生态健康;呼吁人们选择可持续的户外服装,并减少一次性塑料制品的使用。
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