轮胎磨损颗粒的关键环境行为及其影响机制

刘鸿玮; 袁语欣; 曹天池; 张彤; 陈威

doi:10.7536/PC240708

化学进展 ›› 2025, Vol. 37 ›› Issue (1) :103-111 DOI: 10.7536/PC240708

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轮胎磨损颗粒的关键环境行为及其影响机制

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Key Environmental Behaviors of Tire Wear Particles and Their Influencing Mechanisms

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摘要

由于机动车保有量和公路货运量的快速增长，轮胎与路面摩擦产生的轮胎磨损颗粒已经成为环境中微塑料的主要来源，且大量分布在各种环境介质中。理解轮胎磨损颗粒的关键环境行为，明确其环境界面化学过程机制，对于控制轮胎磨损颗粒污染意义重大。本文综述了轮胎磨损颗粒的迁移过程、环境转化、内源有害添加剂的释放及其对环境共存污染物的富集和载带等方面的研究进展。对未来轮胎磨损颗粒环境行为及界面化学过程机制的研究进行展望，为深入理解和预测轮胎磨损颗粒的环境行为和潜在的环境风险提供了新思路。

Abstract

Due to the rapid growth in the number of vehicles and freight transport, tire wear particles (TWPs), generated from the friction between tires and road surfaces, have become the main source of microplastics in the environment. TWPs are widely detected in various environmental media, including soil, surface water, and sediments. An in-depth mechanistic understanding of the environmental interfacial processes of TWPs is of great significance for the control of microplastic pollution. In this paper, we first summarized recent progress in the interfacial chemical processes of TWPs, including the transport behavior, environmental transformation, release of toxic additives, and the adsorption of co-existing pollutants on TWPs. We then addressed some existing issues in current research and proposed future directions toward a better understanding of the environmental behavior and potential environmental risks of TWPs.

Contents

1 Introduction

2 Fate and transport of TWPs in the environment

2.1 Transport via rainfall and runoff

2.2 Atmospheric transport

2.3 Aggregation and sedimentation behavior of TWPs in the aquatic environment

3 Transformations of TWPs in the environment

3.1 Physical and chemical transformations of TWPs

3.2 Microbial transformation of TWPs

4 Release of additives from TWPs

5 Accumulation of contaminants on TWPs

6 Conclusion and outlook

Graphical abstract

关键词

轮胎磨损颗粒 / 环境界面行为 / 迁移 / 转化 / 添加剂释放

Key words

tire wear particles / environmental interfacial processes / transport / transformation / release of additives

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刘鸿玮, 袁语欣, 曹天池, 张彤, 陈威. 轮胎磨损颗粒的关键环境行为及其影响机制[J]. 化学进展, 2025, 37(1): 103-111 DOI:10.7536/PC240708

Hongwei Liu, Yuxin Yuan, Tianchi Cao, Tong Zhang, Wei Chen. Key Environmental Behaviors of Tire Wear Particles and Their Influencing Mechanisms[J]. Progress in Chemistry, 2025, 37(1): 103-111 DOI:10.7536/PC240708

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1 引言

微塑料是指粒径小于5 mm的塑料颗粒，已被认定为全球性环境问题。微塑料通过食物链、饮用水和空气等多种途径影响水生和陆生生物，甚至可能对人类健康产生潜在风险^[1]。环境中微塑料的来源包括汽车轮胎的磨损、农膜的使用和破碎、塑料建筑材料及食品包装材料的老化、污水处理厂的排放等^[2-3]。近二十年来，随着汽车保有量的不断增加以及公路货物运输的快速增长，轮胎与路面磨损产生的颗粒已成为环境中微塑料的主要来源^[4⇓-6]。例如，根据模型估算不同国家环境中微塑料来源的结果表明，在瑞士、瑞典和中国，环境中的微塑料分别有94%、70%和54%来源于机动车轮胎磨损^[4,7]。同其他类型微塑料相比，轮胎磨损颗粒成分复杂，包含40%~60%的橡胶、20%~35%的炭黑和二氧化硅、5%~10%的添加剂（如氧化剂、塑化剂和硫化剂等）^[8-9]。轮胎磨损颗粒本身及其释放的有毒添加剂，均会对生态系统和生命健康造成危害^[10⇓-12]。例如，最近Science上的研究指出，河流中轮胎磨损颗粒添加剂6-PPD的转化物（即6-PPD-醌）造成了大马哈鱼中毒死亡^[13]。

轮胎磨损颗粒在环境的迁移过程中会发生复杂的物理、化学和生物转化等环境界面化学过程，导致其理化性质（如形貌、尺寸、表面官能团等）发生改变^[14⇓-16]。这些理化性质的改变一方面影响其所含有害添加剂的释放^[17]; 另一方面也会影响轮胎磨损颗粒的迁移性、与环境介质和共存污染物的交互作用、生物毒性和生态效应等^[18-19]。因此，研究轮胎磨损颗粒的环境界面化学行为有助于理解其环境行为和评估其生态风险，并且能为控制轮胎磨损颗粒污染提供依据。

本文总结了近年来关于轮胎磨损颗粒关键环境行为（图1）的研究成果，主要包括轮胎磨损颗粒在不同环境介质中的迁移行为、环境转化、内源有害添加剂的释放机制，以及其对环境共存污染物的富集和载带。此外，探讨了环境界面化学过程对轮胎磨损颗粒环境行为和环境效应的影响机制和构效关系。最后，分析了当前关于轮胎磨损颗粒环境行为的研究在样本多样性、系统监测和综合影响评估等方面的局限性。对未来的研究方向进行了展望，强调了需要对轮胎磨损颗粒开展更系统的现场调查和更深入的转化机制研究，以促进对轮胎磨损颗粒的全面理解和有效管理。

2 轮胎磨损颗粒在环境中的迁移

轮胎磨损颗粒主要通过路面径流、雨水冲刷和大气传输等方式向不同环境介质迁移（图2）^[20-21]。绝大多数轮胎磨损颗粒产生后会沉积在道路和道路两侧的土壤中^[22]；在雨水冲刷作用下，部分颗粒进一步扩散至地表水、河流或湖泊的沉积底物、地下水系统以及污水处理厂^[23-24]；少部分小尺寸轮胎磨损颗粒会进入大气发生远距离传输^[25]。

2.1 雨水冲刷和地表径流扩散

轮胎磨损颗粒在路面生成后，尺寸较大的颗粒在重力作用下沉积在道路上，会与灰尘、路面颗粒和刹车颗粒等发生异相团聚，形成粒径更大的团聚体^[26]。在雨水冲刷作用下形成路面径流，携带这些颗粒物进行迁移，其中较大的颗粒会被道路两侧的土壤截留。受多种因素（如降雨量和地形等）的影响，轮胎磨损颗粒通过路面径流进入环境的通量存在差异，模型预测表明25%~75%的轮胎磨损颗粒可以通过路面径流被雨水冲刷到路边土壤环境中^[27⇓-29]。土壤中轮胎磨损颗粒的浓度随着与道路边缘距离的增加而下降^[30]，约80%的轮胎磨损颗粒沉积道在路两侧5 m以内的土壤中，距离道路边缘0.5 m处土壤中的轮胎磨损含量远高于距离道路边缘2.5 m处的颗粒含量^[31]；轮胎磨损颗粒主要在表层土壤积累，纵向迁移有限，在3 cm深度的土壤中，轮胎磨损颗粒浓度为表面土壤的1/30^[32]。轮胎磨损颗粒还会通过市政管道系统进入污水处理厂，经过处理后可能以活性污泥的形式施用到农业土壤上^[33]。Kole等^[34]通过建立模型对轮胎磨损颗粒径流转运过程的质量流进行分析，结果显示荷兰每年进入环境的轮胎磨损颗粒8768 t，其中约67%残留在土壤中，15%通过排水系统进入污水处理厂，12%经过径流直接或间接地进入到地表水中（图2）。

鉴于轮胎磨损颗粒复杂的物理化学性质（如组分、尺寸、形状、表面性质等），其向各种环境介质迁移过程复杂，受水动力条件（降雨量、流速等）、水化学条件（pH、离子强度、共存有机质和天然颗粒）等因素影响，现有关于轮胎磨损颗粒向环境介质迁移扩散的研究大多基于质量流模型分析，对其在环境中的迁移扩散微观过程和机制缺乏足够的认知。并且，由于检测方法的局限性，关注的多为大尺寸颗粒（几十到几百微米），对亚微米、纳米尺度的颗粒迁移行为的研究较少^[35]。

2.2 大气传输扩散

轮胎磨损颗粒产生后一部分（0.1%~10%）会悬浮在空气中，随空气流动而传播，最后沉降至地表（如土壤和地表水等）。轮胎磨损颗粒在大气中迁移过程的主要影响因素是颗粒尺寸，根据影响效应可分为> 10 μm、1~10 μm、0.1~1 μm、和< 0.1 μm区段^[34]。尺寸> 10 μm的轮胎磨损颗粒在重力作用下难以悬浮，易沉积在道路源头；尺寸为1~10 μm的颗粒在大气中的传输过程受颗粒特性和当地气候、地形等条件影响，迁移时间在几分钟到数小时不等，迁移距离甚至可以达到几十公里。轮胎磨损颗粒在进行长距离迁移时，容易与空气中其他组分团聚形成更大粒径的聚合物，进而影响运输和沉积效率^[36]。目前，关于尺寸为0.1~1 μm的轮胎磨损颗粒大气迁移过程的研究较少，缺乏明确数据。基于其他PM2.5颗粒的研究推测，纳米尺度的轮胎磨损颗粒可在空气中悬浮几天至几周不等，其迁移距离可达1000 km。尽管轮胎磨损颗粒已在大气环境中被大量检出，相较于其他颗粒物，其在大气环境中的迁移、转化过程，对PM2.5颗粒物形成的影响机制，以及其对人体的呼吸系统健康效应等方面的缺乏充分研究。

2.3 轮胎磨损颗粒在水环境中的团聚和沉降

轮胎磨损颗粒在水环境中的团聚和沉降是影响其迁移、赋存状态和分布特征的重要因素^[8]。目前，关于轮胎磨损颗粒在水环境中团聚和沉降过程的直接研究较少，通过其他微塑料和人工纳米颗粒团聚和沉降过程的研究结果，可在一定程度上推测轮胎磨损颗粒的团聚和沉降行为。如图3所示，在水体中各种物质（如各种金属离子和天然有机质（NOM）等）的作用下，轮胎磨损颗粒表面带电性被削弱，会发生均相团聚；同时，环境水体中存在大量的胶体颗粒（表面电荷电性与轮胎磨损颗粒相反），可以和轮胎磨损颗粒发生异相团聚。这种团聚过程将显著改变轮胎磨损颗粒在环境水体中的稳定性、沉降速率和迁移能力^[37-38]，还会影响其在水环境中的空间分布（如在水体的悬浮和在沉积物中的积累等）。值得注意的是，实际水体中的胶体颗粒通常为天然矿物-有机质复合体^[39]，与轮胎磨损颗粒的相互作用机制会更复杂。

水环境中的轮胎磨损颗粒表面会吸附天然有机质和胞外聚合物（EPS）等大分子，形成“生态冠”^[40]。这些界面化学过程会改变其表面理化性质（如表面亲疏水性、含氧官能团数量和种类、空间位阻强度等），进而影响其团聚过程和迁移能力。之前的研究表明，聚苯乙烯颗粒表面少量的羧基降低表面疏水性，会选择性吸附腐殖酸、富里酸和EPS中不同分子量的组分而呈现出不同强度的空间位阻效应，导致颗粒表现出不同的迁移特性^[41]。与其他类型颗粒物（如常规微塑料和人工纳米颗粒等）相比，轮胎磨损颗粒化学组分更为复杂、表面理化性质异质性更高^[42-43]，其在水环境中其颗粒表面选择性吸附NOM和EPS、团聚和沉降过程机制以及主要影响因素也会有很大差别，无法完全通过其他类型颗粒物进行准确推断。因此，水环境中真实轮胎磨损颗粒均相和异相团聚过程和主要影响因素亟待研究。

由于地表水和地下水之间存在普遍且连续的水文交换，轮胎磨损颗粒会被输送到地下水系统中；其次，微纳尺度的轮胎磨损颗粒可能在土壤中发生纵向迁移，可以通过土壤间隙进入土壤深层，直至迁移至地下水^[44]。轮胎磨损颗粒在土壤和地下水中的迁移能力除了受到多孔介质的粒度、饱和度和粗糙度的影响外，还与其自身理化性质相关。例如，轮胎磨损颗粒含氧官能团（如羟基和羰基等）会提高颗粒的表面亲水性、增强胶体稳定性（即减少团聚行为），会促进颗粒在饱和多孔介质中的迁移能^[45]。

3 轮胎磨损颗粒在环境中的转化

3.1 轮胎磨损颗粒在环境迁移过程中的物理和化学转化

轮胎磨损颗粒在环境的迁移过程中，会在周围环境机械力（包括土壤和沙砾的摩擦、湍流的碰撞等）作用下发生开裂、破碎等形貌变化^[15,46-47]。随着表面裂纹的扩展，颗粒会发生破碎，释放出尺寸更小的次生颗粒和添加剂（如纳米炭黑和二氧化硅颗粒等）^[48-49]。轮胎磨损颗粒还会在紫外线、氧化剂等作用下发生直接或间接的化学转化，包括光氧化、臭氧分解和热氧化。光氧化被认为是轮胎磨损颗粒最重要的老化过程，主要发生在大气和路面中。轮胎磨损颗粒（含有聚合物组分）的典型化学键（如C—C、C—H和C—O等）需要在高能紫外线（即UV-C，100~280 nm）照射下才会发生断键^[50]，这些化学键无法吸收波长超过190 nm的紫外线。到达地球的紫外线辐射波谱范围主要是280~400 nm^[51]，因此轮胎磨损颗粒很难被紫外线直接光降解。但轮胎磨损颗粒中橡胶组分的发色团（如C=C、C=O和芳香结构等）会吸收波长为290~400 nm的紫外线形成自由基，诱导高分子链的断裂，导致含氧官能团（如C—O、C=O和COO—等）的生成^[52-53]，引发间接老化。老化过程会改变轮胎磨损颗粒的组成和表面特性（如表面粗糙度、粒径、表面官能团、微观孔道结构等），影响轮胎磨损颗粒之间的相互作用及其团聚行为、内源添加剂浸出过程、污染物吸附行为、生物毒性等^[54-55]。

由于地表臭氧层的存在，轮胎磨损颗粒也会发生臭氧分解（图4）。轮胎磨损颗粒中橡胶组分的碳碳双键（C=C）被臭氧氧化，发生断裂，生成羟基或羧基等官能团^[56]，轮胎磨损颗粒的橡胶体表面也因此出现裂纹。除了臭氧直接氧化之外，臭氧还会通过产生氧自由基进一步攻击C—O和C—H等，最终生成含氧官能团C=O和O—C=O等^[15]。此外，环境温度的升高会促使氧气在轮胎磨损颗粒内部的扩散并激活氧化反应，导致橡胶的分子链断裂和分子量下降^[57]，最终会促使轮胎磨损颗粒释放出小尺寸的二次颗粒。夏季沥青路面的温度可高达60 ℃，对于沉积在沥青路面的轮胎磨损颗粒，热氧化过程显著。为抵抗臭氧和温度对轮胎的老化作用，对苯二胺类抗氧化剂（PPDs）作为橡胶生产过程中的常用添加剂^[58]，这也成为轮胎磨损颗粒内源有害添加剂来源。

3.2 轮胎磨损颗粒在环境迁移过程中的生物转化

轮胎磨损颗粒在环境的迁移过程中，其表面会附着大量微生物，为微生物（如细菌和真菌）生长提供碳源^[59]。轮胎磨损颗粒的橡胶组分的分子链（如聚异戊二烯）通过硫化物交联，环境中的厌氧和好氧微生物均能使这种硫化交联发生断裂，导致橡胶组分的降解、交联度降低，并在颗粒表面生成低分子量含有醛基和不饱和键的化合物^[60]。研究表明，多种菌属（如游动放线菌和链霉菌）可分泌橡胶裂解酶，使聚异戊二烯发生降解，生成含有醛基和酮基的低聚物（即低分子量的化合物），最终转化为相应的小分子酸^[61]。例如，莫拉氏菌能够以顺式-1,4-聚丁二烯橡胶（平均分子量为2350）作为碳源，5 d之内降解40%的橡胶^[59]。真菌（如戈登氏菌、诺卡氏菌和分枝杆菌）容易吸附在橡胶颗粒表面的粗糙区域，甚至能够通过颗粒表面的裂缝进入到颗粒内部，将橡胶组分降解生成含有醛基的化合物^[59]。

微生物有可能将橡胶组分完全矿化，转化为二氧化碳。通过研究轮胎磨损颗粒有机组分的矿化时间，可计算矿化速率和半衰期^[62]，评估轮胎磨损颗粒的环境归趋和行为。由于天然橡胶和人工合成橡胶分子结构的不同，其被微生物降解能力也不同。此外，轮胎磨损颗粒中的添加剂（如抗氧化剂和防腐剂等）抑制细菌和酶的活性，降低生物降解过程^[63]。轮胎磨损颗粒中有机添加剂的释放或转化，均有利于其随后的生物降解过程^[64]。因此，不同类型的轮胎磨损颗粒，在不同环境条件下，其生物降解半衰期会有较大差异，这也给评估轮胎磨损颗粒生物降解过程带来挑战。

4 轮胎磨损颗粒内源有害添加剂的释放

轮胎磨损颗粒组分中包含增塑剂、阻燃剂、抗氧化剂、光热稳定剂等多种添加剂^[42,65]，约占总量的5%~10%，在水环境中迁移转化过程中被释放并发生转化。轮胎磨损颗粒释放到环境中的有35种有机微污染物和22种多环芳烃^[66]，其中4-甲基苯胺、苯并噻唑、萘、芳胺和锌等被确定为具有致毒性作用的候选化合物。轮胎磨损颗粒中15种多环芳烃总含量为37~65 μg/g；苯并噻唑类物质平均含量为99 μg/g，最高可达250 μg/g^[67]；锌的含量为10~20 mg/g^[68]。

水体转运是轮胎磨损颗粒在不同环境介质中迁移的重要途径。性质各异的不同类型添加剂向水相释放过程会有差异明显。颗粒物内源添加剂向水相的释放过程可分为两个步骤：颗粒表面的添加剂向水相的快速释放，其释放驱动力主要受添加剂在颗粒与水的固液界面分配能力的影响；颗粒内部的添加剂向颗粒表面的缓慢扩散，受颗粒物微观结构影响。因此，颗粒的自身理化性质（如结晶度、粒径、比表面积等）、环境因素（如温度、光照、盐度、pH等）、环境转化和老化过程等均会影响添加剂的释放程度。例如，颗粒的玻璃化温度越高，其所含阻燃剂释放过程的扩散系数越小^[69]。而水中盐度和pH的增加会抑制轮胎磨损颗粒中锌的释放过程^[70]。

近年来，学者们围绕轮胎磨损颗粒添加剂的释放过程开展了系列研究^[71⇓-73]。轮胎磨损颗粒中抗氧化剂6-PPD-醌和橡胶促进剂1,3-二苯基胍等内源性添加剂的含量随时间呈指数下降^[17]; 水溶液浸出实验表明添加剂6-PPD-醌的释放量约为0.48 μg/g （释放速率约为0.16 μg/（g·day）），1,3-二苯基胍的释放量约为43 μg/g （释放速率约为3 μg/（g·day）），苯并噻唑的释放量约为150 μg/g （释放速率约为50 μg/（g·day））^[74]; 同时光老化作用导致橡胶基体松弛、微观裂缝数量增多，从而加速TWPs中添加剂和有机碳的浸出^[74]，且光老化的影响要强于热老化。轮胎磨损颗粒的尺寸会影响其内源添加剂的释放过程，研究表明小尺寸（< 0.1 mm）轮胎磨损颗粒在水环境中释放添加剂（以6-PPD为例）的速率是大尺寸（> 2 mm）颗粒的1.7倍；在紫外线照射条件下，这种尺寸效应更为明显，小尺寸颗粒释放添加剂速率是大尺寸的5.4倍^[75]。原因是小尺寸轮胎磨损颗粒在光照下产生更多的活性氧自由基，导致更强的老化作用，更多颗粒发生碎片化，从而增强了内源添加剂的释放。

轮胎磨损颗粒含有橡胶、炭黑和二氧化硅等组分，且不同品牌轮胎（具有不同的生产配方）、用途（如小轿车、载重车等）和运行工况条件下产生的轮胎磨损颗粒性质（如尺寸分布、硫化程度和各组分含量）差异很大。由于添加剂在轮胎磨损颗粒不同组分的界面分配能力不同，与单一组分的颗粒（如常规微塑料）相比，其添加剂的释放-吸附平衡机制更为复杂，难以预测^[43,76]。现有的其他种类颗粒物中添加剂的释放规律研究结果，无法准确反映真实环境中轮胎磨损颗粒添加剂的释放量和释放过程。因此，需要针对实际环境关联条件下轮胎磨损颗粒中不同种类添加剂释放程度、动力学特征及其影响机制等问题，开展深入系统的研究。此外，后续研究可在统一的、接近真实环境的条件下，量化轮胎磨损颗粒的环境转化过程和速率，并进行分析与对比。这将有助于揭示其在不同环境条件下的行为特征及长期环境风险。

5 轮胎磨损颗粒对共存污染物的富集和载带

轮胎磨损颗粒进入环境后可以作为载体，吸附环境中的共存污染物（如重金属和有机污染物等非生物污染物，以及病原菌和病毒等生物污染物）^{[18,77⇓-79]}，进而促进污染物在环境中的扩散。例如，机动车轮胎磨损颗粒物的化学组分分析结果表明，其所载带的20种多环芳香烃化合物含量之和的均值为94.13 μg/g^[80]。轮胎磨损颗粒可通过疏水作用、静电作用、氢键、表面络合、范德华力、π-π作用、微孔填充等吸附环境中的污染物（图5），具体作用机制和吸附亲和力由颗粒的组分、微观结构和表面化学特性、污染物的理化性质，以及水化学条件等共同决定^[43,81]。轮胎磨损颗粒含有橡胶（如Styrene-butadiene rubber，SBR）、炭黑（Carbon black，CB）和二氧化硅等组分，不同组分的吸附亲和力差异明显，或单一组分占主导，或各组分互相耦合，其污染物吸附作用机制相比于常规微塑料颗粒可能更为复杂，难以预测^[76,82]。

由于轮胎磨损颗粒中炭黑和丁二烯组分的协同作用，颗粒对多环芳香烃化合物（如苊和菲等）表现出很强的吸附能力^[83]。在初始阶段，苊和菲先主要吸附在颗粒表面的炭黑上，达到吸附平衡后，继续吸附在橡胶组分（即丁二烯）上，进入颗粒内部。由于轮胎磨损颗粒的疏水性，其对溶解度低或者疏水的污染物的吸附能力要大于溶解度高或亲水性的污染物。与常规聚乙烯微塑料相比，轮胎磨损颗粒对氯四环素和阿莫西林均表现出更强的吸附能力^[55]。轮胎磨损颗粒可以通过表面络合作用吸附重金属离子。例如，由于轮胎磨损颗粒丰富的含氧官能团和炭黑组分，其对铅离子的吸附能力要强于聚苯乙烯和聚乳酸微塑料^[78]。此外，轮胎磨损颗粒可以为致病性细菌提供生长位点，并促进生物膜的快速形成，充当病原菌定殖和运输的载体^[84]。

轮胎磨损颗粒对污染物的吸附能力受其老化过程影响。老化可以改变颗粒表面形貌，增加表面粗糙度和颗粒表面孔道，从而增强对污染物吸附能力^[55,85]。老化作用可以增加含氧官能团（如酮、酯和羟基等）的数量，增强亲水性^[86-87]，有利于重金属污染物的吸附。此外，老化会改变轮胎磨损颗粒橡胶组分的交联度，交联度的降低有利于小分子物质的扩散，促进污染物的吸附^[88]。应用于轮胎的常见橡胶种类包括天然橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶等，它们具备不同的抗老化能力^[89]，现有的研究对不同用途和来源轮胎磨损颗粒的污染物吸附过程的关注较少。因此，需要针对不同类型轮胎磨损颗粒发生转化或老化（包括物理、化学和生物等方式）后对污染物吸附能力和动力学特征开展深入研究。

6 结论与展望

轮胎磨损颗粒的环境界面过程和环境效应得到了广泛的关注，已成为环境科学研究领域的前沿和热点。本文综述了轮胎磨损颗粒的迁移过程、环境转化、内源有害添加剂的释放以及其对环境共存污染物的富集和载带等方面的研究进展。相比其他颗粒态污染物（如常规微塑料），作为重要贡献源的轮胎磨损颗粒的研究相对较少，当前的研究仍存在很多局限性和不足。

首先，我国机动车保有量（2023年达4.35亿辆）和公路货运量均高居世界第一，2023年轮胎产量和消费量分别为9.8亿条，但关于我国轮胎磨损颗粒及其添加剂在不同环境介质中的赋存特征尚无系统性报道。由于轮胎磨损颗粒释放和迁移受区域性路面径流、水环境条件和大气等因素影响，很难利用其他少数国家有限的现场调查数据准确推断我国轮胎磨损颗粒及其添加剂的环境赋存状况和分布特征。因此，有必要针对轮胎磨损颗粒的潜在热点区域的典型环境介质进行取样，开展可靠性高、代表性强的系统调查研究，评估轮胎磨损颗粒及其添加剂的赋存特征，并明确其主要影响因素。

其次，针对轮胎磨损颗粒在环境中老化过程的研究集中在老化过程对颗粒性能的改变，对其降解过程影响机制和降解速率缺乏定量分析；轮胎磨损颗粒中的炭黑和氧化锌组分在其光降解过程中的影响尚不明确。现有的研究也主要关注水环境中的光老化过程，大气沉降也是轮胎磨损颗粒远距离迁移到水体中的重要途径。因此，有必要针对轮胎磨损颗粒在气-固界面的光老化过程机制进行深入研究。

此外，轮胎磨损颗粒组分复杂，不同品牌来源、运行工况下产生的轮胎磨损颗粒性质差异较大，导致其环境行为和生态效应不同。未来的研究有必要使用接近于真实来源的轮胎磨损颗粒作为研究对象，或者是从实际环境中收集轮胎磨损颗粒样品开展研究，从而更准确地理解和预测轮胎磨损颗粒的环境行为和生态效应。

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