关键词： 微塑料   土壤   来源   影响  

摘要： 土壤微塑料污染已成为全球性环境问题,并日益受到国内外学者的关注。文章综述了中国土壤环境中微塑料的研究进展,分析了土壤环境中微塑料的污染来源和环境行为,探讨了微塑料污染的生态环境效应。研究表明,微塑料污染在中国土壤中普遍存在。土壤中检测到的微塑料丰度可达105个/kg量级,它们呈现出不同的形状、大小、颜色,具有多样的化学组成且可能携带其他污染物。微塑料的特征一定程度上反映了微塑料的来源,同时也影响其环境行为和生态环境效应。微塑料暴露可以引起土壤物理性质的改变,甚至影响土壤生态系统的功能和安全。微塑料还可以通过土壤生物沿着食物链在更高营养级生物体内富集。区域土壤微塑料排放估算和预测、微塑料浓度影响因素以及微塑料碳储存等方面的研究仍存在较大空缺,有待进一步深入研究。

关键词： 防尘网   土壤   微塑料污染   卷积神经网络   生态影响  

摘要： 微塑料(MPs)作为新兴的持久性污染物已成为全球日益关注的问题。尽管对海洋和淡水系统中微塑料进行了广泛的研究,但对陆地生态系统和土壤中微塑料的污染和行为仍未完全了解。值得注意的是,土壤微塑料污染可能比海洋环境中高4-23倍。《中华人民共和国大气污染防治法》中规定,近期不能开工的建设用地,相关单位应当对裸露的地面进行覆盖;如果时间超过三个月,应当对其进行绿化、铺装或者遮盖处理以减少由扬尘引起的部分空气污染问题。考虑到塑料防尘网具有生产成本较低,使用简单,视觉效果明显,有大量的防尘网覆盖在建设用地土壤中,这可能会造成土壤微塑料污染并增加生态风险。为了(1)确定防尘网覆盖土壤是否被微塑料污染(2)探索防尘网覆盖土壤中微塑料的主要来源,(3)估算整个北京市防尘网覆盖土壤中微塑料的积累状况,(4)评价微塑料污染对土壤生态系统的影响,我们在北京进行了案例研究。采集北京市防尘网覆盖和非覆盖土壤(表层2cm)样品,建立一种综合有效的土壤中微塑料分离方法,使用该方法从土壤中成功分离微塑料。通过体视显微镜,微傅立叶变换红外光谱仪(μ-FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对分离出来的塑料颗粒,进行丰度,形状,尺寸,聚合物类型和表面微观特征的研究。研究结果显示,防尘网覆盖土壤中微塑料的丰度为272-13,752个/kg,中位值为4680个/kg。大颗粒(>1000 μm)塑料占研究区域微塑料的49.83%。微塑料的聚合物类型主要为聚乙烯(50.12%)和聚丙烯(41.25%)。微塑料表面显示出老化和降解的迹象,包括不均匀的突起和凹坑,不规则的孔和附着的颗粒等。防尘网覆盖土壤中微塑料的累积量(平均为4910.2个/kg)比未覆盖土壤微塑料的累积量(平均为840.8个/kg)更高(P<0.05)。从遥感卫星影像获取高空间分辨率多光谱遥感影像数据,并结合了深度卷积神经网络,自动检测和分割防尘网,提取了整个北京市防尘网的覆盖面积为7 km2。结合单位面积防尘网土壤中微塑料的丰度和北京市防尘网的覆盖面积,粗略估计整个北京市防尘网覆盖土壤中微塑料的积累量为7.616×109-3.581×1011个。本研究开发了一种综合有效的土壤中微塑料的分离方法,来实现对土壤中微塑料的有效检测分析,具有一定的应用前景。以北京为例,本文揭示了土壤中微塑料污染的普遍性,以及防尘网覆盖土壤中微塑料的污染特征,防尘网残留破碎可能是其主要来源。并通过卷积神经网络提取了北京市防尘网的覆盖面积,结合单位面积防尘网的丰度,粗略的估计了北京市防尘网覆盖土壤中微塑料的累积量,进而探讨环境中的微塑料对土壤生物可能存在的潜在危害。本研究将加强科学家和政策制定者对土壤微塑料污染及其环境影响的理解。为决策者提供建议,以制定有效的立法和政策,来保护土壤和更广阔的环境。

关键词： 微塑料   盐度   污染物   吸附模型   氧化应激   光合作用  

摘要： 微塑料作为新兴污染物广泛存在于海洋环境中,其对海洋生态的影响受到全球关注。同时,近年来随着海水淡化厂的数量急剧增加,大量浓盐水进入环境,导致受纳海域水体盐度升高。然而,目前尚不明确微塑料对环境污染物的吸附性能及其生物学效应在高盐度条件下如何变化。本文以水体环境中广泛存在的四种微塑料聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)为研究对象,分析其在高盐度条件下对不同种类污染物的吸附性能变化及相关机制,同时选取海洋生态环境中具有重要作用的聚球藻作为受试物种,探究了高盐度下微塑料对海洋生物的毒性效应。主要研究结果如下:论文选取铅、4-氯苯酚和左氧氟沙星分别作为重金属、有机氯污染物和个人护理用品(PPCPs)的代表,研究了高盐条件下微塑料对三种污染物的吸附性能。结果表明四种微塑料对铅的吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温线模型,吸附的主要机制为静电作用力,高盐度条件下微塑料对铅的吸附能力降低。四种微塑料对4-氯苯酚的吸附过程符合准二级动力学和Freundlich等温线模型,吸附机制为疏水作用,高盐度增加了PS和PVC的平衡吸附量,降低了PE和PA的吸附量。四种微塑料对左氧氟沙星的吸附过程符合准二级动力学和Freundlich等温线模型,吸附机制为官能团间氢键作用,高盐度降低了四种微塑料对左氧氟沙星的平衡吸附量。其次,论文研究了微塑料及盐度对聚球藻的单一和复合毒性效应。结果表明不同浓度的PS、PE、PA(10 mg/L、50 mg/L、500 mg/L)均会影响聚球藻代谢酶的活性和叶绿素水平。微塑料浓度越高,抑制作用越明显。低浓度的PVC对聚球藻的生长抑制不明显,高浓度的PVC诱导聚球藻出现氧化应激。高盐度影响聚球藻细胞代谢水平和叶绿素含量,影响程度随盐度的增加而增大。在10 mg/L的PS和PE胁迫下,高盐度(6%)对聚球藻细胞代谢和光合效率的影响不显著。在10 mg/L的PA和PVC胁迫下,微塑料和高盐度的毒性效应表现为协同作用,聚球藻的细胞代谢和叶绿素水平受到显著抑制。在500 mg/L微塑料暴露条件下,高盐度降低了PS、PE和PA对聚球藻的毒性效应,但促进了PVC对聚球藻的毒性效应。本研究表明高盐度海水可以显著改变微塑料对其他污染物的吸附行为及其对生物的毒性效应。在海水淡化工程规划布局时应考虑高盐废水对近岸局部海域生态环境产生的影响,做好环境风险影响的评价工作,为海水淡化产业的可持续发展提供科学保障。

关键词： 微塑料   四环素   纽扣珊瑚   共生微生物   转录组  

摘要： 珊瑚礁生态系统是物种多样性最丰富的海洋生态系统之一,其在渔业资源、医药开发、文化旅游以及海岸带保护等方面发挥重要作用,近年来,珊瑚礁被认为是减缓气候变化的重要潜在蓝色碳汇。微塑料是一种直径小于5 mm的新型污染物,其体积小,比表面积大的特性使其极易吸附环境中的抗生素、农药等有机污染物。截至目前,微塑料导致造礁石珊瑚的死亡以及抗生素导致礁区抗性基因的传播和耐药菌的产生均有报道,但微塑料与抗生素的复合污染物对珊瑚礁的毒性效应尚未报道。基于以上背景,本课题研究不同类型微塑料以及微塑料/四环素复合污染物对纽扣珊瑚行为学、共生特性以及关键代谢产物和酶活的影响,并通过16S r DNA测序和转录组学技术探究微塑料/四环素复合污染物对纽扣珊瑚的损伤机理,为评估微塑料和微塑料/四环素复合污染物对纽扣珊瑚的影响提供数据支持和理论支持。主要研究内容及结果如下:（1）不同类型微塑料对纽扣珊瑚的毒性效应。将三种不同类型的微塑料（聚乙烯,PE;聚氯乙烯,PVC;聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA）分别对纽扣珊瑚进行短期暴露（96 h）和长期暴露（28 d）,暴露浓度为50 mg/L。结果表明:a.三种微塑料均会导致纽扣珊瑚出现触手萎缩、粘液大量产生和白化等不良反应;b.微塑料会导致纽扣珊瑚共生藻的“逃离”以及共生藻光合能力的下降;c.微塑料会导致纽扣珊瑚产生过度的氧化应激和脂质过氧化反应,并激活其免疫和解毒功能;此外,毒性效应在不同暴露阶段和不同微塑料类型下存在差异。（2）不同类型微塑料对四环素吸附的动力学研究。使用浓度为1 mg/L的三种微塑料PE、PVC、PMMA分别对低浓度（1μg/L）和高浓度（10μg/L）的四环素进行吸附实验。吸附动力学研究的结果表明三种微塑料对不同浓度TC的吸附在24 h达到吸附平衡,且微塑料对TC的吸附量与TC的浓度呈正相关,吸附结果符合伪一阶动力学模型。（3）微塑料/四环素复合污染物对纽扣珊瑚共生微生物群落的影响。将1mg/L的三种微塑料（PE、PVC、PMMA）分别与低浓度（1μg/L）和高浓度（10μg/L）的TC进行复合,研究微塑料/四环素复合物对纽扣珊瑚共生微生物群落的影响。实验结果表明,微塑料会导致纽扣珊瑚共生微生物群落多样性和丰富度的显著增加,其影响随着微塑料复合的TC浓度的增加而增强;微塑料和四环素的低浓度短期暴露,不会改变纽扣珊瑚共生优势物种的组成,但是会降低优势物种的丰度;微塑料和四环素的暴露会造成纽扣珊瑚在属水平上一些重要物种的丰度发生改变,例如PE和PVC会导致河氏菌属（Endozoicomonas）丰度的增加,但四环素会降低鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）的丰度;此外,微塑料以及微塑料/四环素的复合物会改变纽扣珊瑚的共生微生物群落的群落结构。（4）微塑料/四环素复合污染物对纽扣珊瑚基因表达的影响。差异基因表达分析表明微塑料会影响纽扣珊瑚的基因表达,且影响程度为:PVC＞PMMA＞PE。通过对纽扣珊瑚暴露组和对照组差异基因的KEGG通路富集分析可知PE主要影响纽扣珊瑚核糖体的合成路径;PMMA影响纽扣珊瑚核糖体蛋白通路、精氨酸生物合成通路、氨基酸的生物合成通路等;PVC会显著上调ABC转运蛋白体系、显著下调纽扣珊瑚的ECM受体相互作用途径和新陈代谢等;四环素会导致纽扣珊瑚各种氨基酸代谢和维生素合成路径紊乱。本研究对毒性最显著的PVC以及PVC与TC复合组进行趋势分析发现随着PVC复合的TC的浓度增大,其对纽扣珊瑚谷胱甘肽（glutathione）、ATP酶、热休克蛋白HSP90和异柠檬酸脱氢酶等路径的上调程度越明显,同时对DNA双链断裂修复Rad50 ATP酶、绿色荧光蛋白、乙酰胆碱酯酶等通路的下调程度更显著。综上,PVC会对纽扣珊瑚活动能力、荧光蛋白合成、氧化应激、DNA损伤和能量代谢等过程产生影响。

关键词： 海洋微塑料   知识分享   最佳实践   国际法治  

摘要： 海洋微塑料会对海洋生物健康产生不利影响，并通过食物链进入人体，被认为是全球亟待解决的新环境问题。出现新问题即建构新国际法治是不成熟的，因此本文首先对已有国际法治进行实证分析，明确存在适用的可能性;其次借助对“全球问题，本地解决”的国家实践考察，提出知识分享的最佳实践可以形成补足;最后回顾并展望海洋微塑料国际法治可能的演变路径。

关键词： 微塑料   沱江流域   污染特征   混凝   去除性能  

摘要： 微塑料(粒径<5 mm)是一种新型污染物,由于其分布广泛、粒径较小、具有生物毒性而备受关注。微塑料可对水生生物造成炎症、氧化过激、物理损伤等危害,甚至可以通过食物链向上传递,威胁到人类的健康。2014年起,联合国环境规划署在连续三届联合国环境大会上提出微塑料污染亟待关注、研究和应对。微塑料污染遍布全球,我国的部分海洋、湖泊和河流也受到了微塑料的严重污染。然而,目前对微塑料的研究主要集中在河口海洋,西南内陆的淡水河流中微塑料的研究相对较少,微塑料的污染水平和特征等情况缺乏相关基础数据。淡水系统中的微塑料可以通过给水厂进入人类生活,威胁人类用水安全。水处理过程对微塑料的去除效果直接关系到进入人类生活微塑料的数量,因此,研究常规水厂处理工艺对微塑料的去除性能、优化工艺参数尤为重要。本文选择西南多座城市的饮用水源河流——沱江作为研究对象,研究微塑料的分布及污染特征,在此基础上进一步研究混凝、吸附这两种水厂核心常规处理工艺对微塑料的处理性能与机理,并优化工艺参数,以期为实际水体中微塑料的去除提供参考和借鉴。主要研究内容如下:(1)沱江流域微塑料污染特征和分布规律研究选择西南地区的重要饮用水源和污染物接纳水体——沱江作为研究对象,自上而下在沱江流经的金堂、简阳、资阳、资中、内江、富顺、泸州这七个城市开展定点和取样,并在实验室进行浮选,消解,过滤和鉴定。以上所有取样点均检测到不同浓度的微塑料存在,丰度为911.57±199.73～3395.27±707.22 n/m,资阳取样点的微塑料浓度最高;检测到的微塑料类型包括纤维状、薄膜状、碎片状和泡沫状,纤维状微塑料(34.88%～65.85%)占比最高;粒径分布上,0.5–1 mm的微塑料(27.27%～66.67%)含量最多;通过扫描电镜(SEM)分析发现微塑料表面较粗糙有裂痕,并有其他物质附着;傅立叶转换红外光谱(FTIR)分析结果表明,检测到的微塑料聚合物类型包括聚丙烯(PP,34%)、聚乙烯(PE,29%)和聚苯乙烯(PS,23%);并通过相关性分析发现微塑料丰度与城市的第二产业生产总值和水体的氧化还原电位具有显著相关性(P<0.05);风险评估结果表明资阳和富顺两地取样点的微塑料风险最高(H>100)。(2)混凝对微米级聚苯乙烯和聚乙烯微塑料的去除性能及机理研究选择实际水厂中常用的聚合氯化铝(PAC)和三氯化铁(Fe Cl)两种混凝剂,探讨混凝工艺对微塑料的去除情况。结果表明,PAC对聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PE)微塑料的去除效果优于Fe Cl,在PAC用量为90 mg/L时,去除率可以达到77.83%和29.70%。分析主要机理为:通过zeta电位分析证明了混凝过程中发生了电荷中和作用,通过SEM发现在PS微塑料体系中存在团聚吸附,通过FTIR发现PS微塑料与混凝剂相互作用时形成了新的化学键,通过混凝剂的水解实验发现混凝剂的水解产物在混凝过程中起主要作用。此外还发现水质条件对混凝效果有一定影响:碱性条件下微塑料的去除率高于酸性条件;Cl对微塑料去除率影响不大,而SO和CO对微塑料的去除率分别有抑制和促进作用;提高搅拌速度可以提高微塑料的去除效率。在实际水厂工艺中,选择适量的混凝剂投量和搅拌速度,调整碱性的水质环境,更有利于微米级PS和PE微塑料的去除。(3)CuNiOx@C对纳米级微塑料的去除性能及机理研究选择纳米级的聚苯乙烯微塑料作为研究对象,研究有机金属框架材料对微塑料的去除性能。结果表明,Cu Ni Ox@C对PS纳米微塑料表现出良好的去除性能,反应24 h去除率可达到99.18%;通过SEM和FTIR发现PS纳米微塑料明显吸附在Cu Ni Ox@C的表面;分析不同p H下的zeta电位发现在p H为4时,体系存在静电吸附作用;吸附动力学模型拟合结果表明在吸附过程中起主要作用的是物理吸附;影响因素实验表明,酸性条件更有利于PS纳米微塑料的去除,Cl对去除率影响不大,HCO则会抑制微塑料的去除。综上所述,本文研究了沱江流域的微塑料分布和污染特征,并在此基础上探究了混凝和吸附技术对微米级和纳米级微塑料的去除性能与机理,为了解我国西南内陆河流微塑料污染状况提供了基线数据,为微塑料处理技术的改进提供了参考。

关键词： 微塑料   乌梁素海   陕西省   污染特征  

摘要： 微塑料（个体直径小于5 mm的塑料颗粒）作为一种新兴污染物,广泛存在于各种环境介质中。由于具有来源广泛、环境存在周期长、易迁移、比表面积大、容易富集污染物、易被生物吞食等特点,微塑料已经在在世界范围内引起了越来越多的关注。但是,作为世界上最大的塑料生产及使用国,目前国内关于微塑料的污染调查研究严重不足,特别是在西北地区。为此,本研究选取乌梁素海表层水体和沉积物、陕西省室内及室外环境中的大气沉降物作为研究对象对微塑料的赋存特征及其来源进行了调查分析。研究结果为西北地区微塑料污染防治提供了数据与理论支撑。本主要研究结果如下:（1）乌梁素海表层水体中微塑料的污染特征。调查了乌梁素海地表水及其主要干渠共32个采样点的微塑料分布特征,发现乌梁素海湖区表层水中微塑料丰度为3.12-11.25 n/L,五条干渠中的微塑料丰度范围为3.55-7.86 n/L。乌梁素海可以分为四类功能区,即排水区,捕鱼区,入水区和湿地区。入水区的微塑料丰度最高,其次分别为渔区、排水区、湿地区。纤维是乌梁素海中最常见的微塑料。乌梁素海中的微塑料主要是以小于2mm的微塑料为主,占收集到全部微塑料的98.2%,入水区的微塑料尺寸最大。农业废水,生活污水和渔业排放对乌梁素海微塑料的分布影响最大。这项研究表明,中国西北地区的内陆湖泊乌梁素海被微塑料污染,对周围环境存在潜在危害。（2）乌梁素海沉积物中微塑料的污染特征。调查了乌梁素海16个沉积物采样点的微塑料分布特征,发现乌梁素海表层沉积物微塑料丰度范围为在16.5-72.4 n/100 g之间,且具有明显的空间分布特征。含量最大的微塑料的尺寸和类型分别为<0.5 mm（74.39%）和纤维（53.95%）。为了研究微塑料在乌梁素海的垂直分布选择了4个采样点使用柱状采样器取样,并分层分析。结果表明,微塑料在不同采样点的垂直变化趋势基本相同。即使在采集的沉积物样品的最深处（30cm）依然检测到微塑料（2.33–8.67 n/100 g）。沉积物中微塑料的含量随深度的增加而降低,并与时间有明显的相关性。因此,在估算沉积物中微塑料的存储量时,如果仅考虑表层沉积物,则可能会低估全世界的微量塑料存储量。（3）陕西省室内和室外大气沉降物中的微塑料的污染特征。调查了陕西省室内与室外大气沉降物中的微塑料分布特征,发现陕西省各城市室外大气中微塑料丰度范围为97.6-349.6 n/（m2d）,而在室内大气中微塑料的丰度范围为1.4×10～3-5.8×10～3n/（m2d）,室内大气中微塑料丰度普遍相对较高。研究证明了陕西省大气沉积物中存在大量微塑料。不同城市中微塑料的丰度差异很大,这与城市人口的数量有关。同一城市中居民区采集到的微塑料数量最高,其次为商业区和工业区。室内大气中微塑料的丰度与室内人口密度以及人类活动时长有关。

关键词： 微塑料   湿地沉积物   分布特征   双台河口  

摘要： 微塑料定义为尺寸小于5 mm的塑料颗粒。近年来,微塑料作为新兴污染物受到国际上的广泛关注。它们不仅在海洋和陆地中不断积累,而且对生物和环境构成严重威胁。目前已在不同环境区域开展对微塑料来源、分布特征和汇聚研究,这些区域主要集中在海洋、淡水、废水和土壤中,而对河口湿地中微塑料污染情况很少关注。河口湿地是陆地与海洋之间重要的缓冲区,是陆地和海洋活动中微塑料污染潜在汇聚点。本文选择辽宁双台河口作为研究区域,主要包括碱蓬滩涂区、芦苇沼泽区域、海水养殖区和旅游景区等不同典型湿地区域,以湿地沉积物作为研究对象,通过浮选分离和显微红外鉴定方法,探究辽宁双台河口湿地沉积物中微塑料的类型、粒径、分布及影响因素,并推测其来源。主要研究结果如下:(1)搭建微塑料浮选装置,浮选效率在60%～100%之间,装置的浮选效率高并且浮选液为饱和氯化钠溶液,廉价易得无污染。(2)从碱蓬滩涂区、芦苇沼泽区、海水养殖区、旅游景区等不同典型湿地区域中收集的沉积物样品中均含有微塑料,四个区域发现了五种主要成分类型,分别为聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、涤纶。所有采样区域中微塑料粒径以小于1 mm为主。(3)采用沉积物干重统计微塑料的丰度,碱蓬滩涂区、芦苇沼泽区、海水养殖区、旅游景区四个区域微塑料丰度分别为60±12 n/kg～76±14 n/kg、128±42 n/kg～180±22n/kg、157±36 n/kg～487±73 n/kg和120±34 n/kg～260±22 n/kg,其中海水养殖区域中微塑料丰度最高。只有碱蓬滩涂区和海水养殖区中的微塑料丰度具有差异性。(4)通过扫描电子显微镜对湿地沉积物中的微塑料进行微观形貌分析发现,微塑料表面粗糙不平,风化程度明显;利用能谱仪对微塑料样品进行附着物质分析发现,微塑料表面附着Al、Si、Fe、Mg和O等元素,这与沉积物颗粒元素相似。此外发现部分微塑料表面存在重金属铬元素和塑料添加剂马来酸酐接枝。微塑料长期存在于湿地环境中可发生吸附和风化作用,并可作为有毒物质的载体随环境迁移。(5)通过对辽宁双台河口湿地区域附近大块塑料废弃物(渔网、浮漂和编织袋等)的状态分析,确定湿地沉积物中微塑料的直接来源是芦苇生产、水产养殖、旅游活动和石油开采所产生的大块塑料废弃物碎化。微塑料的主要间接来源是河流携带的沉积物堆积作用。

关键词： 海洋微塑料   渔业活动   红树林   珊瑚礁   时空分布   源汇解析   管控对策  

摘要： 目前,塑料污染防治已成为国际社会维护全球可持续发展的重要议题,我国将塑料污染治理列入了《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,海洋微塑料污染控制是全球塑料污染治理的重中之重,联合国环境大会多次针对海洋微塑料污染开展专题研讨。海洋微塑料污染研究是维护海洋生态环境安全的重要前提,但目前全球范围有关海洋环境中微塑料环境行为的研究仍面临众多挑战:对于“源”的研究大部分均局限于陆源污染,海源污染被严重忽视,但人类渔业活动大量使用了塑料制品,渔业来源的微塑料污染研究在广度和深度上仍有待进一步开展;对于“汇”研究,海洋沉积物被认为是微塑料污染最重要的“汇”,但大部分研究聚焦在表层沉积物,微塑料在深层沉积物中的归趋以及针对红树林、珊瑚礁等独特的“汇”的研究有待深入;微塑料污染研究作为引领海洋塑料污染有效削减的前提工作,相关研究成果有待向务实管用的管控对策转化。针对现状问题,本研究以我国四大传统渔场之一、中国-中南半岛沿海几何中心的北部湾为基底,重点研究海洋沉积物微塑料污染时空格局及源-汇关系,研究主要内容以及成果如下:(1)研究对北部湾重点研究区(包括5条入海河流)沉积物的微塑料污染情况开展调查,发现观测的8种不同聚合物类型的微塑料在表层沉积物中均被检出,其中,PP(聚丙烯)的丰度最高,占比达68.7%,其次为PE(聚乙烯),占比为18.5%,微塑料形态研究表明,纤维状微塑料达检出的微塑料总量的69.6%。表层沉积物微塑料丰度均值为405±336个/kg,与国内外其他海域相比处于中等偏高水平,微塑料在不同环境功能区的污染分布呈现以下特征:市区河段>海洋养殖区>郊区河段>潮间带>近岸海域>港口区。(2)研究针对北部湾重点研究区域表层沉积物主要的微塑料类型污染物(PP纤维、PE纤维)的来源开展了来源解析工作,通过不同塑料纤维的用途、进入环境的途径以及将检出的微塑料纤维与几个不同来源的渔具塑料纤维进行比对,证明研究区域PP纤维、PE纤维很可能来源于渔具的磨损。此外,PP纤维和PE纤维的整体丰度与不同渔业活动强度的相关度较高(R

关键词： 微塑料   汾河太原城区段   河道治理   沉积物   时空特征  

摘要： 微塑料是指尺寸小于5 mm的塑料,是环境中的一种新型污染物。微塑料体积小,比表面积大,疏水性强,是许多疏水有机污染物和重金属的理想载体,存在于水生生态系统的微塑料可通过直接和间接途径进入食物链,在食物链中发生转移和富集,进而对生物构成潜在威胁。河流是微塑料从陆地向海洋传输的关键路径,为了全面评价微塑料的生态环境风险,需对其丰度、分布和潜在来源进行表征。近年来为改善水体环境而进行的综合整治工程,有可能对河道内微塑料污染的赋存特征产生影响。本文以先后经过三期综合整治工程的汾河太原城区段为研究对象,在丰水期（6月）和枯水期（12月）分别采集水体和沉积物样品进行分析。通过过筛、浮选分离、静置沉降、H2O2消解等步骤分离微塑料,再通过镜检结合傅里叶红外光谱鉴定技术统计样品中微塑料的赋存特征,对研究区域水体和沉积物中微塑料丰度、颜色、形状、尺寸及成分等特征进行研究。主要研究结果如下:（1）对汾河太原城区段丰水期和枯水期水体中的微塑料进行研究,结果表明:丰水期微塑料丰度从0.78 n/L到11.70 n/L不等,平均值为7.59 n/L;枯水期微塑料丰度从5.74±1.39 n/L到34.76±3.58 n/L不等,平均值为13.89±1.97 n/L。与其他区域水体微塑料污染程度相比,处于中等水平。水体中微塑料主要以纤维状为主;尺寸分布以小尺寸（<1mm）为主,其中丰水期和枯水期占比分为75.75%和61.00%;成分中占比最大的为人造丝（31.25%）和聚酯纤维（25.00%）。（2）对汾河太原城区段丰水期和枯水期沉积物中的微塑料进行研究,结果表明:丰水期微塑料丰度从108.00 n/kg到732.00 n/kg不等,平均值为333.40 n/kg;枯水期微塑料丰度从168.00±86.11 n/kg到1145.00±186.11 n/kg不等,平均值为530.00±108.20n/kg,属于中等偏少水平。沉积物中纤维状微塑料丰度远高于其它形状微塑料,占比超过总量的50%;枯水期较大尺寸（>1mm）的微塑料（39.00%）占比多于丰水期较大尺寸（>1mm）的微塑料（24.25%）。各类微塑料中,成分占比最大的为人造丝（25.14%）、聚酯纤维（22.95%）和聚乙烯（15.85%）。（3）汾河太原城区段河道综合治理措施对微塑料丰度的分布特征产生了一定影响。从柴村桥南到晋阳桥南段的截污纳管、驳岸处理等整治工程有利于微塑料丰度降低且受周边支流、污水厂排水对汾河太原城区段河道中微塑料影响减小;整治工程中胜利桥北及晋阳桥南河道周边的景观治理工程带来的人流量增多可能对使微塑料丰度增加;通过S 3采样点微塑料丰度和颜色的分析发现,表流湿地在温度相对较高的丰水期,可以对微塑料产生一定的截留作用。（4）对丰水期和枯水期水体和沉积物微塑料丰度进行相关性分析发现,水体和沉积物中微塑料丰度均不存在明显的相关性（R2<0.1,P>0.05）。（5）将汾河太原城区段微塑料丰度与城市中心距离相结合,进行量化分析,结果显示水体中微塑料丰度与城市中心的距离呈正相关,并且有相当高的相关系数（R2=0.710,p<0.05）。（6）通过汾河太原城区段微塑料尺寸频率分布可以发现,汾河太原城区段水样中超过50%的微塑料集中在较小尺寸（<1mm）中;丰水期水体和沉积物的尺寸在分布上存在显著性差异（p<0.01）,而枯水期这种差异性却不明显。（7）采用主成分分析（PCA）方法对采样点的微塑料类型分布,结果中第一组分种纤维贡献很大,这表明污水厂出水排放的汇入对汾河太原城区段微塑料污染有较大影响,且微塑料的分布特征与区域内的农业和人类活动密切相关。对汾河太原城区段水体和沉积物中微塑料成分主成分分析:汾河太原段水体中微塑料无论是枯水期还是丰水期人造纤维（Rayon）都占很大成分。