南极洲长期以来被视为地球上最后一片真正未受破坏的净土之一。然而，一项突破性的新研究表明，南极土壤中如今已存在纳米塑料，甚至在南极大陆偏远的内陆沙漠山谷中也发现了纳米塑料，这凸显了塑料污染扩散的范围之广。这项发表在《科学报告》上的研究在麦克默多干谷采集的土壤样本中检测到了纳米塑料——一种小于1微米的塑料颗粒。麦克默多干谷是地球上最干燥、最偏远的地区之一。科学家们发现，土壤中纳米塑料的浓度高达每克295纳克，有证据表明，这些微小的颗粒是通过长距离大气传输、当地的科研活动以及海冰融化等途径到达南极的。

这一发现进一步证实了地球上没有哪个生态系统能够幸免于塑料污染，并引发了人们对塑料污染可能对脆弱的极地环境造成影响的新担忧。

什么是纳米塑料？为什么它们令人担忧？

纳米塑料是直径小于1微米（1,000纳米）的极小塑料颗粒。它们比微塑料小得多，由于更容易在环境中和生物体内扩散，因此被认为尤其令人担忧。

与较大的塑料碎片不同，纳米塑料可以穿过细胞膜，进入生物组织，甚至与有害污染物或有毒化学物质结合。实验室研究表明，纳米塑料可能会影响植物生长、微生物群落、水生生物和动物细胞，但科学家仍在努力全面了解其对生态和健康的长期影响。

根据联合国环境规划署（UNEP）的数据，塑料污染已成为世界上增长最快的环境挑战之一，估计每年有 19 万至 23 万吨塑料垃圾进入水生生态系统。

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南极洲曾被视为保护区

尽管之前的研究已经记录了南极海水、冰川、海冰、雪和沿海沉积物中的大型塑料和微塑料，但人们认为南极内陆土壤由于其隔离性而受到相对保护。

这项研究的开展地点——麦克默多干谷，降雨量极少，是地球上最极端的沙漠环境之一。由于远离人类活动的主要区域，科学家们认为塑料污染可能微乎其微。

在南极土壤中发现纳米塑料，挑战了这一假设，并表明即使是地球上最偏远的地区现在也受到了全球塑料污染的影响。

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科学家如何检测纳米塑料

纳米塑料难以研究的原因之一是它们的尺寸非常小。

传统的分析方法通常难以将微小的塑料颗粒从土壤等复杂材料中分离出来。为了克服这一难题，研究人员使用了一种名为热脱附质子转移反应质谱（TD-PTR-MS）的高灵敏度技术，该技术能够检测浓度极低的纳米塑料。

• 在2023年1月的考察中，科学家们采集了13个表层土壤样本和4个取自20厘米以上深度的更深层土壤样本。
• 这些样本来自泰勒谷和赖特谷，这两个山谷都位于南极洲的麦克默多干谷内。

研究的主要发现

发现了哪些类型的塑料？

研究人员在土壤样本中发现了六种常见的塑料聚合物，这表明日常消费品会对全球环境造成影响。

主要材料包括：

• 聚丙烯（41.9%）常用于食品容器、包装、纺织品和家居用品。
• 轮胎磨损颗粒（29.6%） 车辆轮胎在道路上逐渐磨损时产生的物质。
• 聚乙烯（14.6%）广泛用于购物袋、瓶子和塑料薄膜。
• 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)
• 聚苯乙烯
• 聚氯乙烯（PVC）

在一半的深层土壤样本中也检测到了纳米塑料，这表明这些颗粒可能会随着时间的推移逐渐向下穿过土壤层，而不是仅仅停留在表面。

研究人员警告说，实际污染程度可能更高，因为目前还没有任何分析方法可以回收土壤中存在的每一个纳米塑料颗粒。

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纳米塑料是如何到达南极洲的？

该研究最大的问题之一是塑料颗粒是如何到达如此偏远的地方的。

为了研究这个问题，研究人员使用了大气后向轨迹模型，该模型可以追踪气团在到达采样位置之前的运动轨迹。

研究结果表明，南极土壤中的纳米塑料可能来源于多个来源。

• 在南极夏季，附近的科研设施，包括麦克默多站、斯科特基地、罗斯岛和其他野外考察站，似乎会产生当地产生的塑料颗粒。
• 仅麦克默多站夏季就可容纳多达 1,200 人，冬季可容纳约 150 人，这增加了科研季节期间当地的人类活动。

然而，模型还表明，长距离大气输送在南极冬季发挥着更大的作用。

• 先前的研究表明，塑料颗粒的尺寸介于 100和1,000纳米 可以在大气中长时间悬浮并旅行 数千公里有时甚至会跨越大陆，最终定居在陆地或冰原上。

海冰融化可能会释放出多年来一直被困在冰冻海水中的塑料颗粒，从而提供另一种途径。

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这一发现为何重要

纳米塑料在世界上最偏远的生态系统之一中的存在，对环境科学具有重大意义。

极地地区对气候变化尤为敏感，南极土壤孕育着独特的微生物群落，这些群落对养分循环和生态系统稳定性起着至关重要的作用。科学家们担心纳米塑料可能会改变这些脆弱的生物系统，但要了解其长期影响，还需要开展更多研究。

研究结果也进一步证实了越来越多的证据，表明塑料污染已成为一个真正的全球性问题，影响着远离人类直接活动的环境。

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为未来研究构建基线

研究人员强调，这项研究应该被视为一个起点，而不是最终评估。

由于仅分析了有限数量的土壤样本，且不同地点的污染程度差异显著，因此需要进行进一步的监测。未来的研究可以以此结果为基础，更好地了解季节性变化、迁移途径和生态影响。

该团队还建议改进南极研究站的废物管理做法，并加强国际社会从源头上减少塑料排放的努力。

随着检测技术的不断进步，科学家们有望更清晰地了解纳米塑料如何在地球大气层中迁移，并在偏远生态系统中积累。

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关于南极土壤中纳米塑料的常见问题解答

1. 检测到了哪些类型的塑料？

该研究鉴定出了聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯、聚氯乙烯（PVC）和轮胎磨损颗粒。

2. 在南极洲的哪些地方发现了纳米塑料？

研究人员在南极洲麦克默多干谷的泰勒谷和赖特谷采集的土壤样本中检测到了纳米塑料。

3. 纳米塑料是如何到达南极洲的？

科学家认为，这些颗粒物是通过长距离大气输送、当地研究站活动以及海冰融化释放先前被困塑料等多种因素共同作用而到达的。

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