关键词： 合作治理   海洋污染   塑料垃圾   微塑料   两岸  

摘要： 两岸间交流融合范围的不断扩大是顺应时代的潮流趋势,但蔡英文当局诸如出台“反渗透法”等一系列破坏两岸交流与合作的行为使得两岸关系逐渐转冷。在当前局势下,寻找推进两岸交流与合作的突破口便显得尤为重要。因海而生、凭海而兴、与海共荣,21世纪是海洋的世纪,重视海洋发展已成为两岸共识。在两岸海洋环境保护方面,共属同一生态共同体的大陆与台湾地区负有不可推卸的责任与义务。因此,以维护海洋生态环境的同存共生为现实诉求,从低政治敏感度的海洋生态环境领域出发,能够为推进两岸交流与合作提供切入点。海洋塑料垃圾与微塑料污染是全球亟需解决的十大生态环境问题之一,也是海洋健康所面临的增长最快的威胁之一,有效应对海洋塑料污染是当前海洋环境保护工作的重点。而海洋污染的跨界传输性表明治理不能仅依靠单一行政主体,寻求跨区域主体间的合作将是必然选择。两岸海域塑料污染问题是双方需要共同应对的挑战,需要两岸予以合作并构建关于海洋塑料垃圾及微塑料污染的共同治理模式。在海洋塑料污染治理层面上的合作能够为两岸其他事务合作提供范式,此举将有利于增强两岸民众的互信,为营造两岸和平发展环境贡献力量。本文以厦金海域及台湾海峡为案例区域,依托自然科学与社会科学的复合型研究,对两岸海域的塑料垃圾及微塑料污染的现状进行了解,归纳分析两岸合作解决塑料污染问题的方式、进程,探究当前建立官方合作机制的可行性。在此基础之上,为两岸共同应对海洋塑料问题提供合适的相关方案,以促进海洋环境的可持续发展。最终希望通过两岸在生态领域的合作为其他领域的交流对话提供行动指南予以参考,进一步推动两岸交流向更深层次发展。主要成果包括:(1)从海洋环境学、海洋生态学等自然学科角度出发,对海洋塑料垃圾及微塑料污染的产生与传输机制、特征及其负面效应进行介绍,充分说明海洋塑料污染的严重性与当前治理的亟需性,并由污染的跨界传输性提出跨区域主体共同解决海洋塑料污染问题是必然选择。(2)以厦金海域及台湾海峡为研究区域,大陆与台湾地区在此海域的合作为研究案例,通过对海洋塑料垃圾及微塑料污染问题进行解析,发现两岸海域具有较严重的塑料污染问题,但基于厦金海域的厦门、漳州、泉州与金门以及台湾海峡的福建与台湾地区目前尚未开展官方合作,民间合作也极少,两岸海洋塑料污染亟需治理的事实基础将推动两岸双方就此议题开展合作。(3)从海洋法学、政治学、经济学等人文社会学科角度出发,选择博弈论、区域情境、海洋共识三方面对两岸海洋塑料污染合作治理的可行性进行分析。仅从利益角度来看,双方博弈的结果为不合作,表明需加强两岸合作机制建设予以制度约束。经济、科技、海洋共识等基础能为两岸建立合作提供正向作用力。从领导人特质分析的研究视角出发,当前台湾地区领导人蔡英文在两岸进行海洋塑料污染合作开展方面具有阻力作用,应提高对这种非理性因素的警惕。(4)在九二共识与“一个中国”认知基础上,求同存异,探索建立两岸皆可接受的治理海洋塑料污染的合作方案。通过成立两岸海洋塑料污染治理合作委员会负责两岸合作治理事务的开展,前期可在厦金海域与台湾海峡先进行试点工作再予以推广。在此基础上,提出构建以两岸行政机关为主导其他利益主体共同参与的共治模式,打造共促海洋环境可持续发展的两岸网络。或在官方合作未达成之前,先从民间合作入手,加强两岸企业、社会组织、科研院所间的合作,以此为两岸协同治理海洋塑料污染的重要发力点,促使海峡两岸联系的建立。

关键词： 微塑料   老化   亚甲基蓝   利福平   重金属离子   吸脱附  

摘要： 微塑料已成一种新型的环境污染物,被称为“海洋中的PM”,给环境带来了潜在风险,引起了公众和科学界的极大关注。环境中聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)以及聚氯乙烯(PVC)等微塑料之和占微塑料总量的50%以上,并极易与各类污染物共存。因此,开展微塑料与环境污染物相互作用及其迁移转化规律的研究,对评价微塑料与生态环境的直接或间接影响具有重要意义。不同种类微塑料的结构不同,在环境因素作用下其结构将发生不同变化,环境中不同种类、不同存在时间的微塑料与环境中不同种类污染物的相互作用特性也随之改变。不同老化时间不同结构的微塑料与不同类型污染物吸脱附行为研究尚未见报道。本文以环境中四种典型微塑料为研究对象,采用氙灯人工加速老化实验,研究了不同照射时间对不同种类微塑料的表面性质和结构特征的影响,分别考察了不同结构微塑料对不同类型污染物(亚甲基蓝(MB)、抗生素利福平(Rifampin,简称RIF)以及重金属(Cr(VI)、Cu(II)))的吸脱附行为以及不同水质环境对微塑料吸附行为的影响。得出如下结论:(1)老化对MPs表面形貌、结晶度等物理化学性质有很大的影响:随老化时间的延长(0～20 d),MPs表面粗糙度和比表面积增加,老化过程伴随羰基和羟基官能团的生成和表面亲水性的变化,其羰基指数值从大到小为:PP>PVC>PE>PS,这可初步判断四种微塑料的老化快慢。并通过建立相关模型拟合方程去判断自然老化时间微塑料在环境中的存在周期;老化使微塑料的结晶度、熔融温度、玻璃化转变温度、热分解温度以及分子量呈规律性降低,其变化规律与羰基指数变化趋势吻合。这些性质的改变会对水环境中不同类型污染物的吸附性能产生影响。(2)四种微塑料对MB的吸附量从大到小的顺序为PP-20 d>PE-20 d>PS-20d>PVC-20 d。四种微塑料对MB的吸附平衡时间约为48 h,其中,PP-20 d最大吸附量高达6.08 mg/g。与PP-20 d、PE-20 d和PS-20 d不同,PVC-20 d对MB的吸附等温线符合Freundlich模型,其吸附机制主要是不均匀表面形成的多层吸附(物理吸附),而PP-20 d、PE-20 d和PS-20 d对MB的吸附机制则主要是静电作用和化学键作用(物理化学吸附)。四种微塑料对MB的吸附能力随环境条件变化较大,提高溶液的p H可提高四种微塑料的MB吸附量,但增加溶液的盐浓度会导致其吸附量明显减小。饱和吸附MB的PS-20 d在模拟胃肠道液中MB的脱附率最高,可达58.1%,这表明,老化后的微塑料,有可能成为MB进入水环境和生物组织的重要载体,从而加重MB等污染物对环境和水生生物的危害。(3)四种微塑料对RIF抗生素的吸附平衡达到的时间均为72 h左右,其吸附性能从大到小顺序依次为PP-20 d>PE-20 d>PVC-20 d>PS-20 d,所有微塑料对RIF抗生素的吸附量均随着溶液p H、盐度和FA浓度的升高而降低,且吸附等温线均可很好地与Freundlich模型相符。但PP-20 d对RIF抗生素表现出了更高的亲和力,这可能由于,在相同的光照条件下,PP较其他种类微塑料的老化程度更高,其表面结构更有利于提高对RIF抗生素吸附作用。脱附实验结果表明,饱和吸附RIF抗生素的PS-20 d微塑料的脱附率最高,达56%。可见环境中的微塑料,由于受环境因素作用导致其结构改变,有可能成为环境中包括RIF在内的抗生素的迁移载体。(4)在单一金属溶液体系中,四种微塑料对Cr(VI)的吸附量均大于Cu(II);Cr(VI)、Cu(II)在微塑料表面的吸附过程有多个阶段,其吸附驱动力主要有范德华力、微孔填充机制以及配位反应等。吸附过程受p H、盐浓度以及FA浓度等的影响较大。在混合金属溶液体系中,金属离子在微塑料表面存在竞争吸附作用;而在RIF抗生素-重金属混合溶液体系中,RIF的存在可显著提高微塑料对各金属离子的吸附能力。虽然RIF和重金属在微塑料上的作用机制还有待进一步探究,但这一结果为评价复合污染过程中微塑料的环境行为和生态风险提供了重要依据。

摘要： 新西兰国家水事和大气研究所日前发布的一份研究显示,在新西兰周边海域采样的鱼类中,不仅鱼类内脏中有微塑料,甚至肌肉组织中也发现了微塑料成分。微塑料通过肠壁进入鱼类肌肉组织,而人类在食用这些鱼肉后,也会不知不觉地摄入微塑料。

关键词： 微塑料   广西农田土壤   分布特征   土壤矿物   作用机制  

摘要： 微塑料通常被定义为尺寸小于5mm的塑料颗粒,其生态环境效应已成为全球生态环境研究的热点。土壤作为全球最大的塑料库,微塑料在土壤空间分布和迁移过程关系到整个陆地生态系统。研究陆地土壤微塑料形态特征、时空分布特征及其与土壤矿物相互作用机理十分重要。本论文通过调研广西所辖14个地级城市142个农田微塑料样品,研究微塑料在农业土壤上的污染特征及时空分布规律;结合调研结果,以两种最典型微塑料为研究对象,探讨其在土壤矿物上的吸附机理展开研究;并对在低分子量有机酸存在条件下微塑料在矿物上的界面作用进行试验研究,探讨土壤中矿物与微塑料作用机制。主要研究结果和结论如下:1.调研了广西农田土壤微塑料污染特征及其与地理因素的关系:广西农田土壤微塑料普遍存在,平均丰度为10,818个/kg。广西农田土壤微塑料丰度低于山西省和山东省但高于云南省。尺寸0—0.5mm的微塑料在研究区域的农业土壤中占主导地位。聚丙烯(PP)和尼龙(PA)是主要的聚合物成分。随着广西盆地地势由西北向东南倾斜的走向,微塑料丰度趋势是增加。土壤微塑料丰度与城市化率和第二产业GDP呈正相关。小尺寸(0—0.5mm)、纤维和颗粒以及白色部分微塑料占比与年平均降雨量显著相关。广西农田土壤风险等级为Ⅱ级。2.研究了矿物(高岭土和氧化铁)对微塑料吸附表明:微塑料在矿物上的吸附动力学曲线呈现倒置的“L”型,聚丙烯和尼龙在矿物上的吸附动力学特征相似。拉格朗日二级动力学模型能很好的拟合吸附数据,R >0.999;Freundlich方程能较好的拟合吸附等温线数据。微塑料在高岭土上吸附机制主要是氢键吸附和疏水作用力。微塑料在氧化铁上吸附机制主要是静电吸附和氢键吸附。吸附能力随着p H值的增大而减弱,随着离子强度的增大而增强。多价离子(Ca)对矿物吸附微塑料的影响比单价离子(K)大。3.在植物低分子量有机酸存在时,矿物(高岭土和氧化铁)对微塑料的吸附表明:低浓度草酸促进矿物对微塑料的吸附。草酸的酸性能够影响矿物表面电荷和结构,酸性越强影响力越大,对吸附行为的影响越大。草酸对矿物吸附微塑料等温线进行模型拟合,拟合效果最好的是Langmuir模型。矿物对微塑料吸附存在物理吸附和化学吸附。

关键词： 路面灰尘   下水道沉积物   微塑料   重金属  

摘要： 微塑料是指粒径小于5 mm的塑料碎片或颗粒,作为一种新型污染物,在各种环境介质中普遍存在。同时,由于其对生态系统具有潜在的负面影响,因此微塑料污染成为当前急需解决的全球性环境污染问题,并受到了广泛关注。然而迄今为止,相对于水环境中微塑料污染问题,国内外关于陆地环境中微塑料污染研究缺乏深入的了解,尤其对路面灰尘中微塑料污染现状的认识不够全面。而下水道沉积物作为路面灰尘中微塑料的一个重要的“汇”,研究也较少。此外,微塑料由于其比表面积大、疏水性强及粒径小等特点,能够与环境介质中重金属及疏水性有机污染物等结合,形成复合污染物,对环境造成危害。因此本文以马鞍山市城市路面及安徽工业大学下水道为研究区域,对路面灰尘和下水道沉积物样品进行采集并提取微塑料,并对不同环境介质中微塑料的丰度、形貌特征、时空分布特征及来源进行了探究。此外,对同一环境介质中,路面灰尘微塑料及重金属的赋存特征进行了相关分析,结果表明:（1）城市路面灰尘中微塑料种类以聚丙烯（PP,秋冬两季占比较高,分别为61.62%、63.18%）、聚乙烯（PE,春冬两季偏多,分别占比为32.53%和22.1%）为主,其次是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）、硅橡胶（SR）。同时,路面灰尘中微塑料占比具有明显的季节性分布差异,其中冬春秋三季路面灰尘中PP和PET微塑料居多,颜色多为黑色和绿色。夏季以透明色PE微塑料和绿色PET微塑料为主。由四季路面灰尘中微塑料形状占比可知,颗粒状（50.53%）>薄膜状（28.56%）>纤维状（19.59%）>发泡状（1.33%）。（2）在不同功能区路面灰尘微塑料中,文教区、商业区和居民区微塑料丰度较高,郊区和工业区的微塑料丰度普遍较低。其次,各功能区在季节上表现为春季文教区微塑料丰度最高(2350.41±1140.41 items·kg-1),其次是工业区、商业区、居民区、郊区。夏季微塑料丰度排序为:文教区(753.20±68.20 items·kg-1)>商业区(410.57±49.43 items·kg-1)>工业区(285.00±140.76 items·kg-1)>居民区(276.98±274.77 items·kg-1)>郊区(161.82±70.37 items·kg-1)。秋冬两季依次为:商业区、居民区、文教区、工业区和郊区。此外,在微塑料质量丰度上表现为,夏秋两季,商业区的微塑料质量丰度最高,分别为330.85±61.15 mg·kg-1、467.43±298.78 mg·kg-1,郊区(1001.44±1488.97 mg·kg-1)和居民区(1163.56±700.56mg·kg-1)分别在春季和冬季微塑料质量丰度最高。（3）下水道沉积物中微塑料的种类主要有PP、PE、PET、PS、聚氯乙烯（PVC）,其中春夏两季沉积物微塑料中PP微塑料占比较大,而秋冬两季PET微塑料含量偏多。春夏两季的微塑料粒径多处于1000-2000μm、250-500μm,秋冬两季在500-1000μm范围内的微塑料占比最大。同时,春夏两季下水道沉积物中黑色微塑料（56.07%,57.92%）占比最大,秋冬两季微塑料颜色多为绿色。沉积物中微塑料形状各有不同,颗粒状（53.58%）>纤维状（44.17%）>薄膜状（1.20%）>发泡状（1.04%）;与校园路面灰尘中微塑料丰度相比,下水道沉积物中微塑料丰度相对较高,但微塑料颜色较为单一,形状上各类型占比相对均匀。（4）城市路面灰尘中Zn、Cd、Cr和Cu平均含量均超过安徽省土壤背景值,分别是背景值的3.12、2.80、1.70、1.32倍,Pb和Ni低于土壤背景值。Zn（127.70%）和Cd（220.68%）的变异系数较大,表明离散程度大,受人为影响较大。结合相关性及主成分分析表明,在春季,Cu与Zn,Ni与Cr间具有极显著的正相关性;在夏季,Zn分别与Cu和Cd间,Ni和Cr之间存在极显著的正相关性;在秋季,Zn与Pb、Cr间,Pb与Cr之间存在极显著的正相关性（p<0.01）,冬季,Pb与Cr存在显著正相关性（p<0.05）。不同季节路面灰尘中重金属来源为:在春季,Cr和Ni的产生与交通源有关,而Cd和Pb多来自于人为源。在夏季,灰尘中Zn来源复杂,主要来源于交通源和工业源。Zn、Pb和Cd可能由室外交通、工业污染导致。在秋冬季,Cr与Zn和Pb主要来自交通源污染。（5）路面灰尘中微塑料与重金属有着相似的来源。路面灰尘中微塑料主要分为交通源、生活源及工业源三类。PP微塑料多由工业源及交通源污染所导致,汽车轮胎的破损掉落对路面SR微塑料贡献较大。PE和PS微塑料分别来自于生活源及工业源,城市建筑材料、日常塑料制品和垃圾的焚烧残留。灰尘中PET微塑料污染与人类活动密不可分。下水道沉积物中微塑料

摘要： 微塑料(MPs)在环境中普遍存在,可作为污染物的载体影响污染物的环境效应,而目前关于MPs对污染物化学形态的影响尚不清楚。正确认识MPs介导污染物形态转化,将为准确评估MPs复合污染物毒性效应提供新的研究视角。中国科学院南京土壤研究所研究员王玉军课题组运用沙培和自然水体实验,发现天然环境中聚苯乙烯(PS)在自然光照射条件下可还原Ag(I)生成Ag(0)-NPs。

关键词： 污水处理   混凝   微塑料   四环素   复合污染   配位络合  

摘要： 随着科学技术的发展和人类生活方式的改变，全球水污染的加剧和水质的恶化已成为人类面临的严重环境问题。药品和个人护理产品(PPCPs)、持久性有机污染物(POPs)、内分泌干扰化合物(EDCs)和化学染料在不同的水源中被广泛检出。这些污染物在水环境中稳定存在且与多种污染物共存，增强了污染物间的协同作用，对生物和人类健康构成严重威胁。混凝工艺作为被广泛应用的常规水处理技术可以通过电荷中和、吸附架桥和卷扫絮凝等作用实现对不同类型污染物（如胶体颗粒、腐殖酸、氟离子等）的去除。因此，面对水体日益复杂的污染情况，研究复合污染物在混凝过程中的相互作用过程和混凝机理具有重要意义。　　本研究将饮用水厂和污水处理厂常见的微污染物微塑料和四环素作为目标复合污染物，以铝基混凝剂A1Cl3和Al13作为混凝剂进行混凝实验，探究其单一污染体系和复合污染体系的混凝特性和混凝机理。由于目前对于混凝去除微塑料和四环素的效率及机理的研究存在不同的结论，因此对微塑料和四环素(TC)的混凝特性进行重新评估、研究其复合污染物体系的混凝特性和机理具有重要意义。　　本文以铝基混凝剂A1C13对“聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料”(PET)和风化的PET(WPET)的混凝特性进行了研究。结果表明A1Cl3对PET和WPET微塑料在不同投加量和pH条件下（0.01-0.2mmol/L，pH6-8）具有较高的去除效率（大于80％），WPET由于水动力学直径急剧下降布朗运动增强导致其混凝效果明显下降。通过混凝数据的方差分析、混凝后Zeta电位和出水pH值的变化、混凝絮体和微塑料的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、固态27A1核磁共振波谱(27A1NMR)和X-射线光电子能谱(XPS)的结果进行分析，我们认为混凝过程中铝基混凝剂中A13+可以与PET或WPET表面的含氧官能团（C=O、-OH）相互作用形成络合物A1-PET，这是其具有较高去除率的主要原因。同时网捕卷扫和电中和起到辅助去除的作用。　　将混凝后四环素定义为游离态、络合态和固相态三种形态更为准确的评价了铝基混凝剂对四环素的去除效率。A1Cl3和Al13在不同投加量和pH条件下对四环素的去除率均较低（小于20％），通过混凝数据的相关分析、混凝后Zeta电位和出水pH值变化表明混凝过程中TC与A13+通过络合配位形成的A1-TC螯合物（络合态TC）难于在30min内沉降是去除率低的主要原因。　　对于PET和TC复合污染物而言，由于TC与A13+的络合能力强于PET，导致A1-PET的生成受到阻碍，从而使混凝后水中残留的PET浓度明显升高。然而，PET的存在时，不同投加量和pH条件下固相态TC的浓度有明显的上升，即TC的去除率增大;WPET存在时，固相态TC的含量没有明显的升高甚至有所下降，这可能是由于WPET尺寸降低，WPET-A1-TC三体系络合物部分难于在30min内沉降而悬浮在上清液中。通过混凝数据的相关分析、混凝絮体和污染物的FTIR、27A1NMR、XPS以及DFT的结果分析，我们认为在PET/WPET和TC存在的复合污染物体系中，铝基混凝剂中的A13+会优先与TC通过络合反应生成A1-TC(络合态TC)，之后A13+作为桥梁与PET/WPET结合形成三体系络合物PET-A1-TC/WPET-A1-TC。

关键词： 微塑料   红树林湿地   北部湾   生物富集  

摘要： 微塑料由于其在海洋和陆地环境中普遍存在,并对环境构成的严重威胁,近年来作为一种新型环境污染物受到人们广泛关注。红树林湿地位于海洋和陆地之间的过渡带,既可受到陆地污染,也可受到海洋污染的影响。这一独特的地理位置使沿海地区成为微塑料的潜在汇集区。由于红树林生态系统具有高生产力、物种多样性的特征,使得红树林生态系统的微塑料污染情况可能与其它环境具有明显不同。生物中的微塑料污染是全世界日益关注的环境问题,生活在红树林生态系统中的生物,可作为海产品供人们食用,因此分析红树林生态系统中生物体内的微塑料污染情况,非常具有科研价值。目前关于红树林生态系统中生物体内微塑料污染的研究非常有限,为了进一步推动关于红树林生态系统中生物体内微塑料污染的研究。本篇论文选择中国北部湾红树林区作为研究区域,在其开展了典型生物(软体动物、甲壳类动物、鱼类)体内微塑料污染状况的研究。主要研究成果如下:(1)微塑料被海洋生物摄入是海洋生态系统新出现的威胁,本研究以北部湾红树林区16种软体类动物、16种甲壳类动物和13种鱼类为研究对象,对其体内的微塑料丰度和分布特征进行了深入的研究。研究表明:鱼类体内微塑料丰度最大,最高可达5.32-6.21 items/individual,生物体内微塑料的颜色最常见的是透明色和白色,形状主要以纤维状为主,微塑料在100-500μm所占比最多,聚对苯二甲酸乙二醇酯是生物体内检测到最多的聚合物种类,这些基础数据填补了目前关于北部湾红树林区生物体内微塑料污染研究的空白。(2)进一步研究探讨了生物体与其生活环境(海水,沉积物)中微塑料的关系。研究结果发现,微塑料在生物体和周围环境之间颜色和形状方面表现出相似性,而在粒径和聚合物的类型方面,生物体与周围环境有明显差异,这表明生物体的微塑料污染,除受到其周围环境的微塑料源头污染外,生物体的活动区域和其自身的摄食行为可能会影响微塑料在其体内的分布特征。(3)目前受分析技术的限制,没有全面评估生物体内的微塑料污染情况的方法。在这项研究中,用拉曼光镊和拉曼光谱的技术,全面识别1-5000μm范围内的生物体内的微塑料。研究结果表明:在1-20μm的范围内,微塑料在螃蟹体内丰度是0.39-2.83 items/individual,在鱼类体内丰度是0.35-3.22 items/individual,且大多数是透明的颗粒状。1-20μm的微塑料占总体的35.77%,分析表明这一粒径范围内的数据不容忽略。而在20-5000μm的范围内,螃蟹和鱼类体内丰度分别是0.74-4.96 items/individual和0.72-5.39items/individual,微塑料的形状主要是纤维状,粒径多集中在20-100μm之间,大多数的颜色为白色。整体来看,微塑料的聚合物类型主要是聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。

关键词： 微塑料   东山湾   分布特征   生态风险  

摘要： 微塑料通常是指粒径小于5mm的塑料颗粒,由于其对生态环境、人类健康具有直接和潜在的威胁,微塑料污染问题已经被联合国列为一个新的全球性问题和挑战。本文以东山湾为研究区域,对东山湾表层水体、沿岸及湾内海底沉积物、贝类及鱼类生物体进行了微塑料污染特征研究,对微塑料丰度、聚合物类型、粒径、形状、颜色等特征进行了分析研究,初步揭示了东山湾微塑料污染水平,并采用不同方法对东山湾微塑料污染进行了生态风险评估。主要研究结果如下:(1)东山湾夏季表层水体微塑料的平均丰度(1.66±1.41 items m-3)高于冬季平均丰度(1.31±0.58 items m-3),东山湾上游河流漳江、泡沫浮排为东山湾表层水微塑料的主要来源;共鉴定出8种聚合物,主要类型为PE、PP、PS;主要形状为泡沫、碎片,主要颜色为白色,粒径以1.0-2.5 mm和2.5-5.0 mm为主。(2)东山湾沿岸及湾内共设置23个沉积物采样站位,沉积物中微塑料丰度介于31.09-971.12 items kg-1 d.w.之间,东山湾沿岸沉积物微塑料平均丰度为153.45±214.23 items kg-1 d.w.,东山湾湾内海底沉积物微塑料平均丰度为62.39±34.43 items kg-1 d.w.。共鉴定出8种聚合物,主要类型为PP、PES、PET;主要形状为纤维,主要颜色为白色和黑色,粒径以<0.5 mm和0.5-1.0 mm为主。(3)对东山湾菲律宾蛤仔、翡翠贻贝、栉孔扇贝、长牡蛎、皮氏叫姑鱼、褐菖鲉、长鳍凡鲻、斑鰶等8种典型经济生物体进行微塑料研究,结果显示微塑料检出率均在80%以上,丰度介于0.15±0.12-1.15±0.99 items g-1 w.w之间,鱼类MPs丰度高于贝类;共检出8种聚合物,主要类型为PES、PS、PET;主要形状为纤维,主要颜色为白色,粒径均小于1000 μm。(4)通过污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)、微塑料聚合物风险指数(H)分别对东山湾表层水、沉积物、生物体微塑料污染进行生态风险评估,表层水微塑料污染等级为Ⅱ级;沉积物微塑料污染等级区域间差异较大,西侧沿岸区风险等级最高,湾内海底沉积物污染等级最低;生物体受微塑料污染较严重,长牡蛎、栉孔扇贝、长鳍凡鲻风险等级为V级,其他5种生物体风险等级为Ⅳ级。

关键词： 邻苯二甲酸酯   邻苯二甲酸单酯   微塑料   农田土壤   城市土壤  

摘要： 邻苯二甲酸酯是一类增塑剂,它广泛地被用于塑料加工和制造,邻苯二甲酸单酯是其主要降解产物。由于塑料农膜的广泛使用和塑料废弃物的不当处置,土壤中邻苯二甲酸酯类化合物与微塑料的积累引起了人们的极大关注。本研究建立了土壤中邻苯二甲酸酯及单酯的分析方法,并利用该方法测定我国22个省或自治区的69个农田土壤和45个城市土壤样品中的邻苯二甲酸酯及单酯含量,分析了土壤中邻苯二甲酸酯和单酯的分布与污染特征。另外,采用改进的土壤中微塑料的测定方法,测定了上述114个土壤样品中微塑料的含量,最后探讨了邻苯二甲酸酯类化合物与微塑料之间的相关性。主要研究成果和结论如下:(1)利用加速溶剂萃取和超高效液相色谱仪-串联质谱仪联用,实现了14种邻苯二甲酸酯(di-PAEs)和11种邻苯二甲酸单酯(mono-PAEs)的同步分析。前处理条件具体为:使用加入0.01%甲酸的甲醇作为提取剂,使用4 g硅胶作为在线吸附剂,加速溶剂萃取仪运行条件为100℃,1600 psi平衡压力,加热时间5分钟,静态萃取5分钟,3个循环,冲洗量为60%,吹扫时间为120 s。分析条件为:采用含有0.1%甲酸的水和乙腈作为流动相,利用ACQUITY BEH苯基柱分离,流速、进样量和柱温分别设置为0.3 m L min、3μL和40°C。质谱参数为:离子源温度150°C;脱溶剂气温度500°C;正电喷雾电离和负电喷雾电离的毛细管电压分别为2.31 k V和2.40 k V;脱溶剂气体流量为1000 L h,锥孔气体流量为150 L h,碰撞气体氩气的流量为0.15 m L min。使用4种氘代化合物作为内标,在10 ng g下回收率为69%～129%,日内和日间变化小于均15%,方法检出限为0.59～10.08 ng g d.w.。(2)农田土壤中di-PAEs的总浓度范围为55.6～1121.1μg kg d.w.,平均浓度为208.9μg kg d.w.;城市土壤中di-PAEs的总浓度范围67.3～1236.6μg kgd.w.,平均浓度为410.4μg kg d.w.。DEHP和DNBP在农田和城市土壤中均为主要成分,检出率100%,在农田土壤中贡献率分别为51.1%和32.1%;在城市土壤贡献率分别为56.3%和28.9%。农田土壤中mono-PAEs的总浓度范围在4.1～66.3μg kg d.w.,平均浓度为19.2μg kg d.w.,城市土壤中mono-PAEs的总浓度为0.8～53.0μg kg d.w.,平均浓度为23.2μg kg d.w.。农田和城市土壤中mono-PAEs呈现出北方高于南方的趋势,MMP均为主要成分,检出率达到100%,对城市和农田土壤Σmono-PAEs的贡献率分别为80.5%和70.0%。(3)农田土壤中微塑料的浓度介于650～36450个kg d.w.之间,平均浓度6609.4个kg d.w.,总体上看西部地区大于东部地区;城市土壤中微塑料的浓度介于400～40650个kg d.w.之间,平均浓度为5794.7个kg d.w.。微塑料在农田和城市土壤的检出率均达到100%。(4)在农田土壤和城市土壤中,均未发现邻苯二甲酸酯与微塑料的含量之间存在统计学上的相关性。造成这一现象可能是因为本研究所用方法的局限性,也可能是因为邻苯二甲酸酯的降解速度比微塑料更快或者邻苯二甲酸酯可能有与微塑料不直接相关的其它来源。