关键词： 微塑料   珠江虎门入海口   海洋环境   污染特征   生态风险  

摘要： 微塑料是一种在环境中广泛分布的新兴污染物,受到大量的关注。微塑料粒径一般小于5 mm,比表面积大,吸附能力强,在环境中吸附许多重金属(铜、镉等)和持久性有机污染物(多氯联苯、多环芳烃和有机农药等)。它们相互作用,毒性增大导致对环境危害更为严重。海洋作为地球上最大的汇,积聚着大量微塑料,但其在入海传输路径所涉及的环境介质中的分布仍有待进一步研究。随着经济的快速发展,在珠江三角洲造就了我国最大的粤港澳大湾区城市群,也带来了日趋严重的环境污染问题。由于工农业的迅猛发展和人口的爆炸式增长,导致珠江河口接纳了来自地表径流、沿岸直接排放等方式进入的各类污染物,是微塑料重要的储存场所。相对于其它生态系统而言,珠江河口承受着更大的环境污染压力。因此,本研究以珠江最大入海口虎门入海口为研究对象,系统地分析了虎门海滩沉积物、表层水和海洋生物中微塑料污染特征,并利用污染负荷指数法和潜在生态风险指数法对虎门口微塑料进行生态风险研究。通过连续流动分离浮选装置、5 mm孔径筛网、65%HNO和30%HO体积3:1混合液作为消解液将样品分离提取,借助拉曼光谱、显微红外光谱、体式显微镜和生物显微镜对微塑料组成成分、粒径分布、颜色、类型和丰度进行统计。结果表明,珠江虎门入海口海滩沉积物中检测到微塑料类型主要是纤维类,微塑聚合物类型占比最多的是聚丙烯(33%),其来源广泛,主要是纺织生产碎屑和废气电子零部件,其次是发泡类微塑料聚苯乙烯(PS)占27%,碎片类,薄膜类微塑料聚乙烯(PE)占23%,其他组分微塑料相对占比较少。微塑料粒径为17.8μm–5.21 mm,<1 mm范围内的微塑料最多,占61%,其次是1–3 mm(占比31%)与3–5 mm(占比8%)。12个样品中丰度为163-583个/kg,平均丰度为336±24个/kg。表层水中微塑料类型占比最多的也是纤维类,与沉积物中一致。聚合物类型占比最多的是聚丙烯(34%),其次是聚对苯二甲酸乙二醇酯(26%)。微塑料粒径在<0.5 mm范围内检测最多(66%),其次是其次是粒径在0.5-3mm区间的微塑料(22%),3-5mm范围内微塑料最少(12%)。8个水样中微塑料丰度为88个/m–207个/m,平均丰度为143个/m。受人类活动影响和采样点位置(旅游景点、河口)影响,丰度差异大。生物体内纤维类仍是占比最多,占57%。在生物体内发现小球类微塑料,且占比为23%,在沉积物和表层水中未发现该类型微塑料。微塑料颜色主要有蓝色(37%)、透明色(22%)、红色(18%)、黑色(14%)、黄色(6%)和绿色(3%)。纤维类和小球类微塑料主要颜色也为蓝色。生物体微塑料丰度为0.8个/g–2.4个/g。通过污染负荷指数法计算了虎门口微塑料污染和指数,沉积物的滨海驿站(T9)处PLI值1.19为所有采样点中最高。三类环境的总污染负荷指数(PLIzone)分别为0.98、0.99、0.97接近于1,处于轻度污染和中度污染临界处。通过潜在风险生态指数法计算评估了聚合物类型对环境污染情况。结果表明,PS、PP、PE、PA和PET的生态风险指数(E)较小,对虎门环境影响较小,均属于轻度污染。PVC和ABS生态风险指数(E)较高,其中ABS对生物体产生重度污染,PVC在海滩和生物体内为重度污染,表层水位严重污染。综上所述,本论文对珠江虎门入海口不同介质(沉积物、表层水和生物体)进行微塑料污染特征分析,证明了微塑料在虎门口广泛存在。不同介质中微塑料的污染特征存在差异。微塑料不仅通过自身危害海洋环境,还会为其他污染物(重金属、持久性有机污染物)充当载体复合污染环境,今后应更全面的研究其对海洋毒性危害。此外,本次研究还对虎门口微塑料生态风险进行评估,发现聚氯乙烯(PVC)潜在风险指数最高,对环境危害较大,影响人类健康。本论文为珠江微塑料研究提供数据支撑,同时也弥补了虎门口微塑料的关键数据。

关键词： 海水养殖区   微塑料污染   赋存特征   环境行为  

摘要： 微塑料是指粒径＜5 mm的塑料微粒，其广泛存在于全球海域，目前已成为海洋环境领域前沿问题之一。海州湾是一个典型的紫菜养殖海湾，也是我国传统八大渔场之一。一方面紫菜养殖使用大量养殖器具破损后大量释放微塑料，渔业生产活动使用的网具破损后也将形成微塑料。另一方面，由于紫菜养殖其水体动力季节性减小，加之海湾地形，将使微塑料难以扩散。此外，微塑料的存在可能影响区域内生物生长，因此摸清这一特殊区域的环境介质中微塑料赋存特征意义重大。本研究通过对海州湾海域水体、沉积物调查，分析水体、沉积物中微塑料的成分和分布特征。结果表明海州湾紫菜养殖区水样中100%检出微塑料，水体中微塑料丰度0.32-10.90个/m3。各站位水体中微塑料均以小于1000μm为主。沉积物样品中微塑料丰度在75.67-378.33个/kg之间，均为小于500μm的蓝色纤维状微塑料为主，材质上均以CE为主。沉积物中微塑料特征与水体中微塑料污染特征有一定关联性。本研究表明海州湾紫菜养殖区表层沉积物中普遍存在微塑料污染，据微塑料污染特征及溯源分析判断，其来源可能包括养殖器具破碎以及河流输入。　　为了解深层沉积物微塑料污染水平及微塑料纵向赋存特征，基于此，本研究在典型养殖海域淤泥质海岸采集柱状沉积物样品，分析不同深度沉积物微塑料赋存特征，为了解微塑料在淤泥质沉积物中纵向分布提供新的见解。结果表明沉积物中微塑料丰度为0.12 ± 0.07个/克，不同区域沉积物中微塑料丰度表现出空间差异性，但不同深度沉积物中微塑料丰度未展现出差异性。这表明沉积物从表层至55 cm以深是微塑料均一的汇。柱状沉积物中微塑料总和是表层沉积物中微塑料丰度的3.43-6.00倍，这也意味着潮滩沉积物是被长期低估的微塑料的汇。随着深度增加，沉积物中微塑料丰度呈现指数下降趋势。总体而言柱状沉积物中微塑料丰度随着含水率上升线性升高，暗示深层沉积物可能被孔隙水转运。但沉积物中含水率的垂向变化差异可能导致沉积物含水率与其中微塑料含量的相关性趋势完全相反，表明沉积物性可能影响沉积物中微塑料赋存水平。透明和黑色微塑料在各站位占比均最高，纤维是沉积物中最常见的微塑料形态，粒径小的微塑料占主体，微塑料材质的密度均不妨碍其出现在沉积物中。　　本研究选取了海州湾紫菜养殖区优势物种紫菜、小荚蛏、拉氏狼牙虾虎鱼及典型潮间带污损生物为研究对象，以期明确海州湾紫菜养殖区优势生物体内微塑料污染特征。结果表明紫菜中微塑料污染水平为0.24 ± 0.05个/克，以＜500μm的线状微塑料为主，黑色，白色，蓝色，透明微塑料占比较多，以PE为主;小荚蛏中微塑料丰度为16.17 ± 8.14个/个和23.19 ± 14.52个/克，蓝色纤维状微塑料为主，CE材质最多，小荚蛏体内微塑料丰度（以个/克计算）与软组织重呈反比拉氏狼牙虾虎鱼体内微塑料丰度（以个/克计算）与软组织重和体长呈反比;潮间带6种污损生物中微塑料检出率为77.52%，丰度无论个/个或个/克均存在显著性差异。以个/个计算，紫贻贝中微塑料丰度最高，为2.92 ± 2.23个/个，小结节滨螺丰度平均值为0.00 ± 0.00个/个。以个/克计算，紫贻贝中微塑料丰度为79.18 ± 58.64个/克，小结节滨螺丰度平均值为0.00 ± 0.00个/克。海州湾紫菜养殖区生物体中普遍存在微塑料污染。　　本研究开展了植物介导的微塑料环境行为研究，结果表明条斑紫菜和坛紫菜凋落物分解均影响水质，紫菜凋落物分解过程中先沉降在底床后浮起。1 mg/L PE和0.01 mg/L PP的实验组中紫菜凋落物分解对水质的影响较空白实验表现出较剧烈的变化，三种浓度的PS实验组中紫菜凋落物分解对水质的影响较空白实验没有明显影响。紫菜分解影响水体氮磷比、碳氮比、碳磷比，将影响生态系统稳定。微塑料浓度越大单位面积紫菜吸附微塑料个数越多，接触时间越长单位面积紫菜吸附微塑料面积越多。对于10000个/L和100000个/L微塑料实验组，紫菜单位面积吸附的微塑料数量随着时间增长呈对数增长。　　为研究动物介导的微塑料环境行为，本研究首次调查了中国养殖和野生双斑东方鲀中微塑料的污染情况。结果表明98%以上的野生双斑东方鲀和100%的养殖个体受到微塑料的污染，野生双斑东方鲀的平均微塑料丰度低于养殖双斑东方鲀。在不同的生活模式下，双斑东方鲀组织中微塑料的丰度表现出极其显著的差异。双斑东方鲀组织（即肠道、鳃、皮肤和肝脏）中微塑料的大小存在显著差异。这项研究表明双斑东方鲀可能会将微塑料转移给人类，这表明它对生态系统构成了潜在威胁。

关键词： 可生物降解微塑料   传统微塑料   镉   土壤微生物群落   水旱交替  

摘要： 微塑料(Microplastics)和重金属镉(Cadmium,Cd)可通过多重途径进入土壤生态系统,并在食物链中累积,最终会危害人类健康,目前已在全球范围受到广泛关注。微塑料及镉污染在土壤中普遍存在,且二者复合污染不可避免,由此探究微塑料介入对Cd的转化及二者复合污染对土壤生态的影响,对农田土壤污染防治具有重要意义。水稻是重要的粮食作物,微塑料及Cd均是水稻土的主要污染物,通常水稻生长管理过程会采用不淹水、淹水、落干的管理模式,然而,关于不淹水-淹水-落干模式下,微塑料介入对Cd污染土壤性质和细菌群落的影响尚不明确。因此,本研究选用可生物降解塑料(聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(Poly(butylene adipate-co-butylene terephthalate),PBAT))、难生物降解塑料(聚乙烯(Polyethylene,PE))为研究对象,采用土壤培养试验,设置微塑料添加量为0.5%、1%、2%(w/w),探究2种形状(薄膜、颗粒)的可生物降解/难生物降解微塑料介入对Cd污染土壤性质、酶活性、Cd稳定性及其形态转化和土壤生态功能的影响,以期为微塑料及Cd污染土壤修复及防治提供理论及数据支撑。主要研究结果如下:(1)PBAT和PE介入对土壤理化性质的影响不同,且薄膜状微塑料对土壤理化性质影响更明显。PBAT添加提高了土壤有机质(0.1%～33.2%)、溶解性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)(5.9%～162.1%)、铵态氮(2.2%～457.0%)含量,降低了土壤有效磷(1.2%～18.2%)、硝态氮(0.4%～91.5%)、总溶解性氮(Total dissolved nitrogen,TDN)(16.3%～67.1%)含量。旱作和落干培养时,PBAT可提高土壤pH(0.08～0.31个单位);在淹水培养时,则降低了土壤pH(0.04～0.25个单位)。PE介入降低了DOC(4.9%～24.3%)含量,提高了TDN(4.8%～71.5%)含量。(2)PBAT介入增加了土壤脲酶(2.7%～374.5%)、脱氢酶(16.3%～559.8%)、过氧化氢酶(1.2%～56.3%)活性,其中薄膜状PBAT促进作用更显著;而PE对土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶活性的影响不显著,仅在淹水培养阶段薄膜状PE降低了土壤脲酶活性(5.3%～32.8%),提高了土壤脱氢酶活性(22.4%～23.3%)。(3)不同微塑料的介入在不同培养阶段对土壤Cd形态及稳定性的影响不同。旱作与落干培养时,1%、2%的薄膜状与颗粒状PBAT均促进了可还原态Cd转化为酸溶态Cd,降低了Cd与土壤的结合强度系数(6.4%～12.6%);颗粒状PE对土壤中Cd的形态影响不显著,薄膜状PE则降低了土壤可氧化态Cd。淹水培养时,各处理下土壤酸溶态Cd向可还原态Cd转化,但微塑料介入对Cd形态无显著影响。逐步回归分析与通径分析发现,土壤酸溶态Cd与可还原态Cd主要受到DOC含量的影响。(4)在培养结束后,PBAT与PE处理下拟杆菌门(Bacteroidota)(1.87%～14.65%)和厚壁菌门(Firmicutes)(1.61%%～9.24%)的相对丰富均显著增加;PBAT处理下变形菌门(Proteobacteria)显著增加(9.93%～17.99%),而PE处理下变形菌门(Proteobacteria)显著降低(3.2%～6.7%);无论是PBAT还是PE,薄膜状微塑料对土壤门水平上细菌群落的影响均大于颗粒状微塑料。微塑料处理下,土壤慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、类固醇杆菌属(Steroidobacter)、Monoglobus属、Methylotenera属等具有固氮、反硝化、有机物降解作用的细菌,被鉴定为生物标志物。土壤细菌功能预测发现,土壤细菌功能主要受到微塑料类型的影响。PBAT介入提高了土壤异种生物降解与代谢(13.1%～24.1%)、脂质代谢(5.4%～6.8%)、膜运输(4.6%～5.9%)、萜类和多酮类代谢(4.7%～5.8%)的功能基因丰度;而PE介入提高了其他氨基酸代谢(0.8%～0.9%)、聚糖的生物合成与代谢(11.2%～29.8%)的功能基因丰度。表明微塑料介入改变了土壤细菌群落及功能,影响了土壤碳、氮循环及微塑料降解。(5)特殊菌群在PBAT与PE薄膜表面富集。较周围土壤,PBAT薄膜表面变形菌门(Proteobacteria)占绝对优势,相对丰度达到87.80%,而PE薄膜表面放线菌门(Actinobacteriota,19.83%)与变形菌门(Proteobacteria,34.52%)相对丰度增加,其它菌群丰度均降低,表明变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(A

关键词： 土壤微塑料污染   加拿大一枝黄花   土壤性质   农作物生长  

摘要： 入侵植物加拿大一枝黄花（SolidagocanadensisL.）广泛分布于我国各地区，由于其强大的生长扩散能力，在农田当中会与农作物构成强烈的竞争关系，竞争生存空间以及土壤养分，抑制农作物健康生长，减损农作物经济效益。微塑料作为一种新兴环境污染物，会通过农用地膜的使用、有机肥和污泥的施用、地表水灌溉以及大气沉降等途径进入并积累在农田土壤中，农田土壤已经成为微塑料的主要沉积区域。加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对农田土壤的侵犯正在逐渐加强。加强对农业生态问题的防控，维持生态系统稳定，维护国家食品安全，依赖于准确预测生态系统重要过程对生态环境问题的响应。因此从更深层次解析农田土壤微塑料污染和外来植物入侵对农业生态系统农作物生长的影响机制尤为重要，已成为当前相关生态学领域研究热点。本研究选择水稻和小麦作为农作物研究对象，通过盆栽实验模拟“稻-麦”轮作，探究加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对土壤性质及农作物生长的影响及其机制。　　本研究分为以下两个部分：　　1、加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对土壤性质和水稻生长的影响实验　　本部分研究选择在农田土壤中最为常见的聚乙烯微塑料和在我国入侵程度严重的外来入侵植物加拿大一枝黄花作为土壤环境的胁迫因子，将农作物水稻和其种植土壤作为研究对象，通过人工模拟加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染过程，探究加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对土壤性质和水稻生长的影响。实验结果显示，在水稻营养生长前50天降低了土壤可溶性有机碳和可溶性有机氮含量。在水稻营养生长第80天土壤可溶性有机氮、土壤速效磷等大量减少，入侵植物由于根系发达大量吸收土壤营养物质，在与水稻生长的竞争中处于竞争优势。加拿大一枝黄花入侵与土壤微塑料均会抑制水稻各生长指标，并且土壤微塑料对水稻生长的影响程度要大于加拿大一枝黄花入侵，土壤微塑料与加拿大一枝黄花入侵的交互处理对大部分水稻生长指标没有产生显著影响，对少数水稻生长指标产生了更深程度的抑制作用。　　2、加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对土壤性质和小麦生长的影响实验　　加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对土壤以及农作物的影响可能会由于时间累积效应而加强或减弱，或者在针对不同种作物而言同一环境影响因子也可能会产生不同程度或者方向上的改变。因此本部分研究在上部分实验探索基础上，在原水稻种植土壤中采用稻麦轮作的方式，通过人工模拟入侵植物残体进入土壤环境，探究加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染的遗留效应对小麦生长及种植土壤性质的影响。实验结果表明，加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对土壤以及农作物的影响并没有由于时间的延长而消失，反而作用效果更加广泛，有更多的土壤特征指标和植物生理指标出现了显著性变化。加拿大一枝黄花入侵的遗留效应明显，对小麦生长具有显著的抑制作用。然而相较于水稻探究实验而言，在小麦种植实验中发现微塑料处理对小麦生长的抑制作用减弱，对绝大多小麦生长指标均表现出促进效应。　　综上所述，本研究通过对加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对土壤性质及农作物生长的影响及其机制发现，（1）加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染会改变土壤理化性质，抑制土壤微生物代谢活动，同时促使水稻光合作用水平的下降，稻田土壤性质发生改变，对水稻生长产生一定程度的抑制作用。加拿大一枝黄花入侵可能加剧了土壤微塑料对作物的有害作用，提高了加拿大一枝黄花入侵与土壤微塑料交互处理的胁迫响应。（2）土壤微塑料残留和加拿大一枝黄花入侵的遗留效应会改变土壤理化性质，提高土壤微生物活性，促进土壤微生物代谢。相较于对水稻生长的影响，土壤微塑料残留和加拿大一枝黄花入侵的遗留效应会对小麦生长产生更深程度的影响。同时土壤微塑料的遗留效应得到削弱。　　本研究探讨土壤微塑料和加拿大一枝黄花对土壤性质及农作物生长的影响，阐明了在加拿大一枝黄花入侵和土壤微塑料污染对农作物生长的负面影响以及土壤生态的改变。一方面，对丰富和发展外来植物入侵和土壤微塑料影响土壤生态系统过程的农业生态学核心问题具有重要理论意义;另一方面，面对土壤微塑料和外来植物入侵复合环境生态问题，对加强对农业生态问题的防控管理实践提供理论支持。

关键词： 微塑料   水生生物   食性   摄食偏好   生物积累  

摘要： 微塑料作为一种新兴的环境污染物,吸引了越来越多的科研人员围绕其展开了一系列的研究。近年来,研究表明微塑料已在大气、土壤沉积物、海洋、河流和湖泊等各种类型的环境中存在。特别地,水环境作为公认的微塑料最终汇,生活在其中的底栖生物、鱼类等各种水生生物极易遭到微塑料污染。已有研究报道了微塑料在鱼类体内不同器官的特异性分布,但不同器官对各种特征微塑料的富集是否具有一定的倾向性仍未知。同时,食性和捕食方式的差异也可能会对生物富集微塑料产生显著影响。此外,野外环境下微塑料在水生食物链中的生物积累现象的有关研究也相对较为匮乏。 本研究选取中国五大淡水湖之一的巢湖为研究区域,在全湖不同点位采集底栖动物和鱼类样本。分别获取底栖动物和鱼类微塑料污染特征。同时,对不同功能摄食类群的底栖动物和不同摄食习性鱼类摄入的微塑料进行分析比较,并进一步针对鱼类特异性器官中各种特征微塑料丰度差异探究微塑料的富集偏好性。此外,基于底栖动物和鱼类所占营养级系数及微塑料丰度,通过计算营养放大系数(TMF)探究微塑料的生物积累效应。主要研究结果如下: (1)巢湖底栖动物微塑料的检出率为64.1%,且平均微塑料丰度为1.73±1.88n/individual。在微塑料的组成特征上,纤维状微塑料数量占总量的85.6%;蓝色微塑料最为常见,占总数的47%;尺寸上,0.1～0.5 mm之间的微塑料数量最多,占总量的43.4%;而聚丙烯微塑料最丰富,占比为38.1%。 (2)巢湖鱼类微塑料平均丰度为9.03±5.7 n/individual。在鱼类器官水平,微塑料在肠道中的平均含量从2.85±1.96 n/individual到8.38±7.13 n/individual,而鳃部组织中微塑料的平均丰度范围则为3.06±2.52～8.9±4.09 n/individual。从总体上来说,纤维为所检测到的主要微塑料形状;颜色上则以黑色微塑料最为丰富;粒径区间在0～0.5 mm内的微塑料占比最高;从聚合物来看,聚丙烯微塑料占据主导地位。 (3)本研究发现不同功能摄食类群的底栖动物所富集的微塑料丰度之间存在显著差异。与滤食者和收集者相比,刮食者和撕食者中微塑料的丰度显著较高(p=0.0001)。同时,根据食性将鱼类划分为浮游生物食性、肉食性和杂食性三类,通过比较分析,浮游生物食性鱼类体内微塑料数量显著高于(p=0.003)另外两类。 (4)与鱼鳃相比,鱼类肠道对特定特征微塑料表现出更明显的觅食偏好,这表明微塑料在鱼肠中积累是一个选择性过程,可使肠道成为监测微塑料对生物健康和生态风险的敏感器官。而鳃对于水体中微塑料的随机性积累,可使其作为反映水生环境中微塑料污染的重要工具。 (5)整体上来看,微塑料丰度随营养级系数的增加而增加。同时,在物种水平也发现各物种微塑料丰度与营养级系数之间存在显著的正相关关系(r=0.64,p=0.047)。另外,通过计算营养放大因子TMF的值为1.54>1,这表明微塑料在巢湖底栖动物与鱼类之间存在一定的生物积累效应。 本研究较为全面地揭示了巢湖底栖动物和鱼类的微塑料污染状况,分别对比了食性对底栖动物和鱼类微塑料富集的影响,分析了鱼类对各种特征微塑料的摄入优先性以及探究了微塑料的生物积累效应。本研究不仅丰富了淡水生态系统微塑料调查数据,还探索了野外环境下微塑料在水生生物体间的转移规律。

关键词： 海洋微塑料   海洋环境污染   治理主体   协同治理  

摘要： 微塑料污染问题已经引起全球的关注。微塑料广泛分布在陆地、河流和大气环境中,通过不同的方式最终汇入到海洋生态系统中,形成海洋微塑料,对整个海洋生态系统造成严重危害。由于海洋微塑料污染的复杂性和特殊性体现在污染源广、持续性强、扩散范围广、防治难和危害大,其治理机制不同于水污染等其他环境问题的治理。以政府主体为单一核心的环境治理机制已经满足不了当前海洋微塑料污染治理的现实需求,在符合新时代生态文明建设的背景下,亟需构建一个高效的海洋环境治理机制。本文对治理主体协同参与海洋微塑料污染治理的研究,是将协同治理理论与海洋微塑料污染治理相结合,让治理主体之间加强合作形成一个协同治理海洋环境的美好局面,从而有效推动海洋资源可持续发展的实现。我国的海洋环境治理应该是全社会成员的共同行为,而与海洋环境利益相关的主体都应是海洋环境治理的主体。从这一角度而言,海洋环境治理主体分为政府主体、企业主体和公众主体。党的二十大报告在生态环境保护方面明确提出,健全现代环境治理体系,一方面是实现我国治理体系和治理能力现代化的内在要求,另一方面是提高生态环境保护的基础支撑,同时,也是促进我国形成生态环境保护合力的有效途径,为我国海洋环境治理提供了方向。这就要求我国必须构建政府主导、企业主体及公众参与的海洋环境保护大格局,制定一套整体谋划、部署、推进、考核的机制,健全政府、企业、公众责任体系,明确政府、企业、公众各类主体权责,促进政府治理、企业自治及公众调节的良性互动,形成全社会共同推进海洋环境治理的良好格局。对于海洋环境治理的各个主体而言,企业主体和公众主体的参与必须要政府主体来主导;企业主体和公众主体深入参与海洋环境治理的同时,又能有效弥补政府在海洋环境治理方面的不足,降低政府在海洋环境治理中的风险和责任。构建政府、企业与公众各主体间相互协调的桥梁,既可以指导企业和公众主体明确了解政府动向、深入领会政府政策,又能促进政府主体获悉企业和公众主体的需求以便对其行为进行指导。本文是基于国内区域展开对海洋微塑料污染协同治理的研究,主要运用文献研究法、比较研究法以及跨学科研究的方法,以政府、企业和公众为主要治理主体,分析了当前我国多主体协同治理海洋微塑料污染所面临的问题并分析其原因。发现目前我国多元主体针对海洋微塑料污染协同治理存在环境缺失、模式单一、内容不清以及保障不全的问题,究其根本原因是因为协同治理中各个治理主体意识不足、法律制度不完善、协同机制不健全以及不同主体的利益诉求不同。在借鉴国外协同治理海洋微塑料污染的成功经验中,本文选取国外协同治理中三个具有代表性的国家(美国、日本和挪威)作为经验对象进行对比研究,发现一体化是美国协同治理的重心;社会化是日本协同治理的指向;市场化是挪威协同治理的动力。结合中国治理海洋微塑料污染的现状和社会主义制度,提出完善中国多元主体协同治理海洋微塑料污染的建议:一是强化治理主体的协同意识;二是通过制定治理法律政策、明晰治理主体职责和整合协同组织架构完善协同治理依据;三是通过构建利益协调机制、建立监督奖惩制度和评估考核体系健全协同治理机制;最后则是通过设立协同治理网络中心和提供咨询服务来丰富协同治理模式。通过上述举措可以提高我国海洋微塑料污染的协同治理水平,进一步提高我国海洋微塑料污染治理效果,净化海洋环境,也可以带动海洋相关的产业经济的发展。

关键词： 土壤   微塑料   可视化分析   知识图谱   文献计量法  

摘要： 为深入了解土壤中微塑料污染相关的研究信息和发展趋势，利用VOSviewer和CiteSpace整理了CNKI和Web of ScienceTM数据库中2000—2022-05在土壤微塑料污染领域已发表的研究成果，从发文数量、发文期刊、作者及所属机构、国家/地区、关键词和共被引信息进行分析。结果表明：1)探索初期土壤中微塑料污染相关文献的发表量略有波动，研究热度在2018年之后持续增长；中国科学院、西北农林科技大学和瓦格宁根大学研究中心这3所研究机构在该领域发文量排名前3。2)农田土壤是最具代表性的一类土壤类型，沙漠、湿地和高山中的微塑料污染已经受到国内外学者的高度关注。3)研究方向包括微塑料进入陆地土壤的方式及其在土壤中的丰度分布特征、土壤样本中微塑料检测技术的选择与优化、微塑料作为载体吸附运输土壤中的重金属和溶解有机物并经食物链传递对生物可能带来的有害影响等。4)从研究热点上看，土壤中微塑料污染领域的研究对象逐渐从农田土壤扩展到多种类型及偏远地区的土壤中，微塑料在各类土壤中的运输与尺寸选择机制及其适用的检测手段取得进一步发展，对土壤中不同粒径大小的微塑料的分析方法发展成为更细分的研究方案，对土壤中微塑料的风险评估以及从细胞、分子和基因等微观角度分析微塑料由土壤进入动植物不同组织和人体器官后的潜在风险成为该领域新的研究热点。本研究计量分析结果可为土壤中微塑料污染现状的深入研究提供参考。

关键词： 微塑料   环境污染   鸡   消化系统毒性   巨噬细胞  

摘要： 微塑料(MPs)作为一种新型的环境污染物,广泛存在于淡水系统中。MPs污染在破坏生态环境的同时也严重威胁着野生动物的健康和安全。但由于对MPs的研究时间尚短,MPs污染的分布现状以及对禽类的详细毒性机制尚未完全阐明。在本研究调查了松嫩平原内查干湖与向海的MPs污染水平,并进行了生态风险评估。根据实际环境中MPs污染的主要类型及浓度,随后使用鸡构建禽类暴露模型,通过动物及细胞试验探究MPs暴露后对禽类的毒性损伤效应。具体的研究结果如下:1.查干湖及向海地区存在微塑料污染及生态风险对查干湖和向海的19个采样点中MPs的组成进行了调查。查干湖中MPs的丰度均值为3.61±2.23 items/L,向海为0.29±0.11 items/L。查干湖中MPs类型主要为尼龙PA(23.7%)和聚苯乙烯PS(53.2%),向海中MPs类型主要为聚丙烯PP(56%)和聚苯乙烯PS(32.7%)。查干湖中MPs的形状、颜色和大小以泡沫、白色和<1mm为主,向海MPs的形状、颜色和大小以薄膜、透明和<1mm为主。查干湖和向海的MPs污染危害指数(HI)为III级。污染负荷指数(PLI)和潜在生态风险指数(RI)均为I级。***-MPs暴露后引起鸡肠组织损伤及肠道菌群紊乱根据环境污染浓度转换以及相关研究进展,选取PS-MPs(5μm)作为主要研究对象,选择1mg/L作为环境相关浓度构建禽类暴露模型。通过生化实验、病理学观察、肠道菌群16Sr RNA测序、转录组学及代谢组学等技术手段研究PS-MPs暴露对消化系统的毒性作用。结果表明PS-MPs暴露后十二指肠及盲肠的肠血管屏障被破坏。PS-MPs引起肠组织发生细胞焦亡、坏死性凋亡以及炎症。肠道菌群16Sr RNA分析表明PS-MPs暴露影响肠道菌群的多样性,改变了肠道菌群门和科水平的细菌丰度。通过Bug Base对肠道菌群功能分析,PS-MPs暴露后革兰氏阴性菌、生物膜形成和抗氧化应激耐受性显著增加。***-MPs诱发肝脏免疫反应并引起脂质沉积、炎症和细胞凋亡等肝损伤转录组学KEGG富集分析显示PS-MPs暴露后的差异基因富集的途径主要涉及免疫功能、糖尿病、细菌感染、癌症和脂质合成代谢。这与肠道菌群紊乱、肠屏障破坏相一致。代谢组学KEGG富集分析结果中富集程度最高的是细胞凋亡。PS-MPs暴露显著上调炎症标志物m RNA和蛋白的表达。油红O及血清学结果显示PS-MPs引起肝脏脂质沉积。PS-MPs暴露后促进肝脏脂质合成并抑制脂肪酸代谢。电镜结果及蛋白结果表明PSMPs暴露导致肝脏发生细胞凋亡,这与组学结果相一致。PS-MPs暴露增加肝脏MDA的水平并扰乱抗氧化酶系统,表明肝脏发生氧化应激。随后使用鸡肝细胞系LMH细胞验证PS-MPs暴露引起的肝毒性。PS-MPs引起LMH细胞活性氧(ROS)增加。流式细胞术及蛋白结果表明PS-MPs暴露引起LMH细胞凋亡。此外,PS-MPs引起LMH细胞G2/M期延长,紊乱细胞周期。***-MPs诱导巨噬细胞产生胞外诱捕网促进肝脏炎症的发生根据组学数据结果分析,PS-MPs引起的肝脏损伤与免疫功能相关。随后探究了巨噬细胞介导PS-MPs暴露引起肝损伤的作用。在本研究中,PS-MPs诱导巨噬细胞胞外诱捕网(METs)的形成。巨噬细胞和LMH细胞共培养系统证实PS-MPs诱导的METs促进肝细胞炎症。机制上,巨噬细胞在暴露于PS-MPs 4h后主动吞噬颗粒。随后,PS-MPs升高ROS水平并破坏线粒体动力学稳态。进一步激活线粒体自噬和活性溶酶体。巨噬细胞吞噬PS-MPs 12h后,持续的自噬和溶酶体激活最终导致溶酶体破裂及钙离子释放诱导METs形成。阻断ROS(NAC)和自噬(3MA)可部分缓解线粒体和溶酶体损伤,从而抑制PS-MPs诱导METs的形成。综上所述,本研究通过检测松嫩平原内部分水体MPs污染的主要类型及浓度,以此构建禽类的暴露模型。PS-MPs暴露后会破坏鸡的肠屏障引起肠道菌群紊乱,并进一步引起肝脏脂质沉积、炎症和细胞凋亡等肝损伤。PS-MPs暴露会诱导巨噬细胞产生METs从而促进肝脏炎症的发生。本研究为MPs污染的风险评估及生态毒性提供数据参考,并为进一步揭示MPs的毒性机制提供理论依据。

关键词： 湖泊   沉积物   重金属   微塑料   污染水平   吸附解吸  

摘要： 重金属污染是湖泊生态系统面临的主要环境胁迫之一。随着社会经济的快速发展,大量微塑料(MPs)通过废水排放、雨水淋溶等过程进入湖泊环境,作为重金属的载体,MPs吸附重金属后可形成毒性更高、移动性更强的复合污染物,最终富集到沉积物中,造成湖泊沉积物污染问题日趋复杂。在此背景下,本文选择华北地区典型浅水湖泊——白洋淀为研究对象,分析了沉积物中重金属和MPs的污染水平与分布特征,并在此基础上筛选代表性重金属元素和MPs类型,模拟研究沉积物中MPs对不同赋存形态重金属的吸附解吸行为及其影响因素。本文主要结论如下:(1)淀区沉积物中重金属元素平均含量大小依次为As(73.7 mg/kg)>Cr(32.2mg/kg)>Cu(30.9 mg/kg)>Ni(28.9 mg/kg)>Zn(16.2 mg/kg)>Pb(9.48 mg/kg)>Cd(1.25 mg/kg)。沉积物中Cd(I:2.50～3.63)和As(I:-1.61～2.95)受淀区人类活动影响,呈现中度污染水平。沉积物中重金属综合潜在生态风险指数RI为337～631,整体存在重度潜在风险;各点位重金属Cd的潜在生态风险指数)为255～559,呈严重生态风险,对RI值的贡献率高达85.2%。(2)湖泊沉积物中MPs的丰度为400～2200个/kg,平均丰度为1023个/kg,主要成分为PA、PET、PP和PE。荷花大观园、垃圾中转站受人类活动影响,沉积物中MPs丰度较高,分别为2200个/kg和1700个/kg。污染负荷指数法表明整个淀区(PLI=1.30),生态风险为Ⅰ级,呈现出较低生态风险。其中荷花大观园沉积物中MPs相对污染较重。(3)PA、PP、PE、PET(粒径1 mm)对As的吸附量分别为347μg/g、118μg/g、361μg/g、135μg/g,主要吸附残渣态As,占总吸附量的98.3%以上;Ca Cl振荡解吸和5%HNO超声解吸的结果表明,PA、PP、PE、PET对As的解吸率均低于1%;使用强酸对PA、PP、PE、PET上吸附的As进行提取发现,类金属As的提取率依次为4.23%、13.1%、6.77%、2.00%,PA、PP、PE、PET上吸附的As极难提取出来,环境中MPs对残渣态As的吸附基本处于不可逆状态。(4)老化后的PA、PP、PE、PET(粒径1 mm)对As的吸附量分别为340μg/g、192μg/g、368μg/g、248μg/g。老化后的PA和PE对As的吸附能力略微有所降低,而老化后PP和PET的吸附能力分别提高了1.58倍、1.79倍。此外老化后四种MPs与As产生的螯合物,作用力大大增强,导致MPs可提取As含量大大降低,可提取比率小于0.05%。腐殖酸对PA、PP、PE、PET吸附残渣态As整体影响较小。

关键词： 空气微塑料   橡胶   职业场所   室内  

摘要： 背景微塑料（Microplastics,MPs）作为一种新兴污染物在生活环境中普遍存在,并且塑料本身具有潜在毒性,因此微塑料污染问题受到广泛关注。但目前室内场所空气中微塑料污染特征及暴露风险研究十分有限,特别是某些职业场所（例如橡胶行业）。本研究基于以上:（1）调查三元乙丙橡胶（EPDM）行业不同职业场所室内空气MPs的丰度、尺寸、形状和聚合物组成;（2）分析生产车间不同生产工艺释放的空气MPs特征;（3）估计不同职业人群经呼吸暴露于微塑料的量,为该行业室内空气MPs污染及职业暴露风险提供科学参考。方法本研究以芜湖市某汽车配件有限公司（原材料为合成橡胶）为研究现场,根据《GBZ/T 159-2017工作场所空气中有害物质监测的采样规范》,选择不同生产活动的3个车间（包括炼胶车间、挤出车间和后工序车间）和1间行政办公室,使用智能中流量总悬浮颗粒物空气采样器采样,共收集27个空气MPs样本。进行样本消解等系列前处理后,使用尼罗红染色法结合荧光显微镜拍照观察MPs的物理特征,在显微傅里叶变换红外光谱仪下鉴定MPs化学组成。根据空气MPs暴露量的计算公式,参照《中国人群暴露参数手册》确定呼吸量参数,估算该行业不同职业人群通过呼吸途径暴露于空气MPs的量。结果（1）在三元乙丙橡胶（EPDM）行业的3个生产车间和1间行政办公室的室内空气样本中都发现了微塑料,所有室内场所的空气MPs都呈现出以尺寸为小粒径（<100μm）、形状为碎片状为主的特征。参与生产活动的工作场所即炼胶车间、挤出车间和后工序车间室内空气中的MPs丰度均高于办公室（360±61 n/m3）,生产车间中后工序车间室内空气MPs丰度最高（559±184 n/m3）。（2）从聚合物种类上看,本研究室内场所空气中共发现40种微塑料。生产工艺复杂的挤出车间室内空气中MPs的种类最多,达28种。微塑料的类型可能与生产工艺有关,如后加工车间的注塑材料ABS的比例最高,挤出车间的EPDM橡胶的比例比其他职业场所高,炼胶车间室内空气MPs则是以用作粘合剂的AHCR为主,行政办公室空气MPs除了包装材料PS和合成纤维RY外,还发现了与工艺有关的原材料成分,如EPDM。（3）根据空气MPs吸入量计算公式,本研究中的室内场所空气MPs高暴露风险人群是年龄范围在18～44岁的男性,日均暴露量范围在2,215～3,429 MPs/天。办公室人员每年通过呼吸途径摄入空气MPs的估计量在456,786～575,675MPs/年,而生产车间工人空气MPs的年暴露量范围是566,364～1,069,702 MPs/年。结论本研究中橡胶工业职业场所室内空气MPs丰度高于类似研究中的其他室内场所,该行业生产活动可能会产生高浓度的微塑料释放到空气中。不同室内场所空气MPs的丰度和来源主要与生产活动和原材料有关,生产车间职业工人空气MPs暴露风险高于行政办公室职员。这些研究结果为EPDM行业职业场所空气MPs污染监测和缓解提供有益参考和重要支撑。