自20世纪初商业化以来，塑料彻底改变了现代生活。这归功于它们的耐用性、应用多样性和成本效益。然而，塑料的化学惰性和不可生物降解性也使其成为最持久的环境污染物之一。不当的处理方式和过度使用导致塑料在陆地和水生系统中大量积累。这些材料经过数十年后降解为微塑料（MPs，<5毫米）和纳米塑料（nPs，<1微米）[1,2]。许多人为活动也促进了MNPs向环境的释放，例如轮胎和合成纺织品[17]。这些微小且具有浮力的颗粒通过风和水流在全球范围内扩散，甚至侵入偏远生态系统。它们在沉积物、食物链乃至人体中的积累引起了人们对潜在生态和健康影响的担忧。从物理性质来看，MNPs具有不同的尺寸、形状、密度和表面形态。它们来源于多种材料和不同的降解条件，通常以纤维、碎片、珠状或薄膜的形式存在[18]。纤维和碎片在水生环境中占主导地位，因为它们来源于塑料碎片和纺织品的降解。尺寸较小的MNPs（尤其是小于2毫米的）更具移动性，因此容易被水生和土壤生物摄取，从而导致生物累积[19]。由于长时间暴露于紫外线辐射、热量、风或物理干扰等风化因素，其表面结构出现粗糙、裂纹和孔隙[20]。这种表面粗糙度增强了MNPs吸附共存污染物的能力，如持久性有机污染物（POPs）和重金属[21]。合成聚合物的密度也影响其在环境中的分布。例如，较轻的聚合物如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）可能漂浮在水面上或被风吹走；而较重的塑料如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氯乙烯（PVC）则会沉入沉积物中。
从化学角度来看，MNPs是由母体塑料、添加剂以及从环境中吸附的污染物组成的复杂混合物。残留的单体、增塑剂、阻燃剂、稳定剂和颜料也可能存在于MNPs中。MNPs还能从环境中吸附有毒化合物，如重金属（Pb、Cd、Cr）和卤化物[22]。当MNPs被生物体摄取或经历物理化学条件变化时，这些有毒物质可能会释放出来，从而加剧其毒性威胁。它们还可以作为化学载体，在生态系统中传输污染物。
MNPs的形成过程相当复杂，既受母体塑料的分子结构影响，也受过程中外部因素的影响。大约70%的塑料材料是半结晶的。因此，在塑料降解过程中，链断裂和分子重排会导致这些非晶部分破碎成更小的颗粒[14]。相比之下，非晶塑料的破碎主要是由随机键合链断裂引起的，随后会去除顽固的MNPs。此外，材料科学的研究表明，摩擦负荷和/或氧化也会导致塑料的破碎[23]。MNPs还具有通过食物网迁移的能力，从而增加环境和生理系统的压力。
越来越多的研究记录了在饮用水、鱼类产品、土壤甚至空气中检测到MNPs（<10μm）的情况[24,25]。由于这些微粒的尺寸，它们可以穿透生物膜进入器官和组织，并可能进入循环系统。毒理学研究表明，接触这些塑料微粒可能导致氧化应激、炎症反应和代谢紊乱[26]。尽管实验室已经开发出多种分析方法来检测和量化MNPs，但结果的重复性仍然很困难。在实际应用中，由于样本的复杂性，准确检测和量化MNPs极具挑战性。因此，制定减少塑料风险的战略和政策至关重要。
随着时间的推移，用于检测大气、水和陆地环境中不同大小、成分和形状的MNPs的分析方法有了显著改进[27]。传统的实验室技术，如质谱、傅里叶变换红外（FTIR）光谱和拉曼光谱，已被广泛用于聚合物的鉴定[28]。电子显微镜结合荧光染色（如尼罗红）可以增强我们的视觉理解[29]。人工智能（AI）和机器学习（ML）与分析方法的结合大大提高了MNPs的检测能力。尽管如此，这些进步仍有助于实现纳米尺度上的塑料颗粒实时检测。本文概述了MNPs在不同环境介质中的存在情况，讨论了不同的分析技术（包括基于成像和光谱的方法）以及最新的技术进展。界面科学的研究有助于理解MNPs的行为，并开发出高度特定的检测策略。AI与不同检测技术的结合也有助于提高实时分析的效率。此外，本文还探讨了MNPs远程监测的进展。除了分析技术的显著进步外，建立标准化的工作流程对于数据可比性和识别MNPs污染热点也非常重要。
