关键词： 微塑料   淡水环境   赣江   梯级水利枢纽   沉积物  

摘要： 微塑料（Microplastic）作为一种新型污染物,由于其在环境中广泛存在且难以降解,受到了国际社会的广泛关注,它能吸附环境中的污染物并通过食物链进行传递,对生态环境具有危害性。我国对微塑料的研究相对较晚,针对赣江微塑料污染状况也缺乏系统的研究。本研究以赣江水和沉积物为研究对象,在枯水期和丰水期采集水和沉积物样品进行分析。通过浮选分离方法以及傅里叶红外光谱鉴定技术,探究了赣江水和沉积物中微塑料的含量、粒径、颜色和类型,探究了赣江水和沉积物中微塑料的时空分布差异,并进一步阐明了水和沉积物中微塑料含量关系以及水和沉积物中微塑料含量与水质指标之间的关系。主要研究结果如下:（1）对研究区枯水期和丰水期水体中微塑料的含量进行调查,结果表明枯水期水体中微塑料的含量范围在0.5-4.95 ind/L,丰水期水体微塑料的含量范围在0.2-5.4ind/L,水体中微塑料形状类型以纤维状为主,颜色多样,粒径以小于1 mm为主。经傅里叶红外光谱仪鉴定,水体中微塑料的聚合成分主要为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯。本研究结果与其他区域水体的悬浮微塑料污染程度相比,处于中等水平。（2）通过对枯、丰水期沉积物中微塑料的含量进行调查,结果表明枯水期微塑料含量为247 ind/kg（10-1280 ind/kg）,丰水期微塑料的含量为228 ind/kg（20-1150ind/kg）,且赣江入湖南支微塑料含量显著高于北支、赣江中上游和湖区。沉积物中微塑料形状以纤维状为主,颜色以透明为主,枯水期小于1 mm的微塑料占主导,丰水期大于1 mm的微塑料占主导,沉积物中微塑料的聚合成分主要为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯醇。研究区沉积物中微塑料污染整体上处于中等水平。（3）赣江中上游受连续性梯级水利枢纽的影响,从河流形态向水库形态的变化过程中,微塑料含量降低,但在到达下游水库前,微塑料含量回升,从而保持在整个水库群中水体和沉积物中微塑料含量波动范围较小。（4）枯水期水体和沉积物中微塑料含量与水质指标相关性不显著。然而丰水期沉积物微塑料含量与TN、NH3-N、TP和PO43--P在P<0.01上显著相关,与DOC和CODMn在P<0.05上显著相关。梯级水库对微塑料有滞留效果,这也可能是沉积物微塑料含量与TN、TP等显著相关的原因,此外微生物的附着生长与氮磷具有相关性,而微生物附着生长也是导致密度小于水的微塑料沉入沉积物中的重要原因。

关键词： 水体环境   微塑料污染   自修复高分子防水材料   制备工艺   降解效率  

摘要： 为了改善高分子防水材料的自修复性能，提高使用寿命，降低维修成本，本论文研究开发了橡胶基自修复防水卷材和聚氨酯基自修复防水涂料。针对防水材料使用中产生的微塑料污染问题，开展了高级氧化技术在去除微塑料水污染中的应用研究，探讨了降解机理。　　1、橡胶基自修复防水材料研究：以改性高吸水性纤维、环氧树脂、天然橡胶等为原料，采用共混、流延、压延、硫化等工艺，制备了橡胶基自修复防水材料，考察了自修复防水材料的微观结构、机械性能、抗氧化性能、自修复性能及防渗透性能等。结果表明，自修复防水材料具有良好的力学性能，最大拉伸强度为1.83MPa，断裂伸长率达到700%以上。防水材料切断后24h可自修复，微观条件下裂口完全愈合，具有良好的力学性能，且在0.3MPa水压下2h内试样无水渗漏。　　2、聚氨酯基自修复防水涂料研究：以改性高吸水纤维、氧化锌、双组份聚氨酯防水涂料等为原料，制备了聚氨酯基自修复防水涂料。该涂层具有良好的力学性能，最大抗拉强度可达到1.83MPa，断裂伸长率达到795%。防水涂料完全切断后24h内可完成自修复，拉伸强度恢复率最高可达63%，断裂伸长率达到60%左右。　　3、高级氧化技术在去除聚氨酯微塑料水污染中的应用研究：采用过硫酸钾-硝酸铁、过硫酸钾-硫酸亚铁、过氧化氢-硫酸亚铁、过碳酸钠-硫酸亚铁四种高级氧化体系降解开展微塑料降解研究，探究了温度、pH等对降解效果的影响。研究表明，温度对高级氧化的影响最大，当反应温度从25℃提升到85℃，微塑料去除率可提升11%左右;pH的影响也较大，当反应温度为25℃，pH由2增加到6，过硫酸钾-硝酸铁体系氧化降解去除率可提高10%左右。对微塑料降解效率最高的是过硫酸钾-硝酸铁体系，在反应温度为85℃，pH为2时，微塑料去除率为59.5%。

关键词： 微塑料   近海   浮游动物   海洋鱼类   摄食  

摘要： 海洋中的微塑料(Microplastics)一般是指通过各种途径进入海洋中的直径小于5mm的塑料颗粒。微塑料污染是一个全球性的问题,近年来因其在海洋环境中的广泛分布和对海洋生物的潜在危害而引起社会各界的关注。进入海洋的微塑料不但会在环境中存留很长时间,还会被海洋生物捕食或者误食,进入食物链。中国近海受到微塑料污染,为探究中国近海浮游动物及鱼类摄食微塑料的情况以及受到的潜在威胁,本论文调查研究了浮游动物和鱼类体内微塑料的数量、特征以及空间分布格局,并分别选取代表性海洋生物进行受控实验,主要结论如下:为探究自然海域浮游动物摄食微塑料的情况,本论文首次研究了南海北部5个浮游动物类群(桡足类、毛颚类、水母、虾类和仔稚鱼),并且比较了大型浮游生物网(简称网I,筛绢规格505 μm)和中型浮游生物网(简称网Ⅱ,筛绢规格160 μm)样品的分析结果。在16个采样站位的浮游动物中均检测到微塑料的存在,其中纤维状微塑料所占的比例最大(70%),其次是颗粒状和碎片状。浮游动物体内检出微塑料的主要成分是聚酯。网Ⅰ和网Ⅱ中浮游动物体内微塑料的平均长度分别为125 μm和167 μm。网Ⅰ中5个浮游动物类群单个浮游动物体内微塑料含量分别为0.05、0.15、0.34、0.49和1.2个/浮游动物,网Ⅱ中为0.08、0.21、0.47、0.60和1.43个/浮游动物,网Ⅱ中5个浮游动物类群单个浮游动物体内微塑料含量均高于网Ⅰ,但是两种网具中也出现了相同的趋势:单个浮游动物体内微塑料含量从桡足类、毛颚类、水母、虾类到仔稚鱼不断增加,即营养级越高,生物摄食微塑料的几率越大。在单个浮游动物体内微塑料含量的基础上,结合每个站位浮游动物丰度,获得浮游动物摄食微塑料的平均丰度,网I为4.1个/m3,网Ⅱ为131.5个/m3。与单个浮游动物体内微塑料含量随着营养级的升高而增加的趋势相反,由于水母、虾和仔稚鱼等营养级较高的浮游动物的丰度低,其摄入的微塑料总丰度也随之降低。在空间分布上,无论是单个浮游动物体内微塑料含量,还是浮游动物摄食微塑料的总丰度,两种网具的调查结果都是相似的。为进一步量化浮游动物对微塑料的摄食作用,选取了中国近海浮游动物优势种中华哲水蚤作为实验生物,将中华哲水蚤放置于含有微塑料环境中,设置不同微塑料粒径、浓度和饵料浓度。结果表明,中华哲水蚤在微塑料污染的环境中能够摄食微塑料,中华哲水蚤对微塑料的摄食率会随着微塑料粒径的增大而降低:微塑料粒径为2 μm时平均摄食率为130.6±40.3个/h;粒径为20 μm时平均摄食率为13±6.4个/h;粒径为200 μm时平均摄食率为0.07个/h。在微塑料粒径相同的条件下,中华哲水蚤对微塑料的摄食率随着水体中微塑料浓度的升高而升高,并且体内出现微塑料的中华哲水蚤个体所占比例也会升高。被中华哲水蚤摄入的微塑料不会一直停留在生物体内,会随着粪便排出体外,所以在当水体中无微塑料时,一段时间(最长4.5 h)之后中华哲水蚤能够排出体内所有的微塑料颗粒。长期培养实验结果表明,摄食微塑料对中华哲水蚤存活率不会产生显著效应,但是能够抑制中华哲水蚤的排便速率,造成假饱腹感,降低其捕食效率使中华哲水蚤种群质量下降。另外,如果改变中华哲水蚤的饵料浓度,饵料浓度为104 cells/mL时,中华哲水蚤对微塑料的摄食率最高,饵料浓度偏低或者偏高时摄食率均与之存在显著性差异。为揭示中国近海鱼类体内的微塑料滞留率和基本特征,本论文在黄海海区设置了 53个调查站位,使用底拖网进行鱼类样品采集,系统地研究了 19种黄海主要鱼类,19种鱼类中都检测到微塑料。总体来说,34%(444/1320)的鱼体内检测出共552个塑料,其中546个(99%)粒径<5 mm,属于微塑料范畴。小黄鱼(Larimichthys polyactis)体内微塑料滞留率最高,单个鱼类体内微塑料数量为0.97;刺鲳(Psenopsisanomala)和银鲳(Pampus argenteus)体内微塑料滞留率最低,单个鱼类体内微塑料数量为0.20。主要分为三种形状:纤维状、颗粒状和碎片状,分别占总数的67%、22%和11%。微塑料长度范围在16-4740 μm之间,平均长度为941±43 μm,其中纤维状、颗粒状和碎片状微塑料的平均长度分别为1233±57 μm、263± 24 μm和503±91μm,微塑料长度与鱼体长度呈正相关。所有微塑料成分组成中包括14种聚合物,其中以有机氧化聚合物(40%)最为丰富,其次是聚乙烯(22%)和聚酰胺(11%)。微塑料在鱼体内的数量受采样海域和鱼体重量的影响。在靠近渤海和长江口附近海域采集的鱼类体内,微塑料含量高于从黄海中部采集的鱼类。如果只关注体内含有微塑料的鱼类个体,则每条鱼体内微塑料数量与鱼体重量呈负相关。摄食微塑料可能会影响黄海

关键词： 微塑料   海洋贻贝   海洋微藻   食物链   生物毒性效应   抗氧化系统  

摘要： 微塑料(粒径＜5mm)在海洋环境中分布广泛、难以降解、极易被海洋生物摄取与蓄积并通过食物链造成不同营养级生物的健康损害，该损害作用会因为食物链的生物放大作用而加剧，危害不容小觑。　　本项目以探究微塑料经过食物链传递所产生的生物毒性效应及其潜在机制为目标，以海洋双壳类生物-海洋贻贝(M. galloprovincialis)为中心模式生物，首先构建海洋典型的微藻-贻贝二级食物链研究模型，并通过环境典型污染物苯并芘经食物链传递的暴露实验，明确食物链传递在水体污染物生物致毒过程中的重要作用，验证了利用该二级食物链模型开展研究的可靠性与可行性。以此为基础，本项目最终以荧光聚乙烯颗粒(10-45μm)作为环境微塑料代表，利用构建的食物链模型，设计水体和食物链两种微塑料暴露途径，探究微塑料对微藻和贻贝所造成的生物毒性效应，以及通过食物链在海洋贻贝体内引起的响应变化与潜在机制。结果表明，水体微塑料可以与微藻吸附，不但造成微藻的生物应激响应，还会改变其自身表面特征，影响贻贝摄食;进入贻贝体内的微塑料呈现出显著的暴露浓度依赖性与生物组织特异性;显微定性观察显示，塑料颗粒可能在贻贝的摄食消化过程中被碎小化，进一步加剧随食物链传递的威胁。不同暴露途径下贻贝各生物水平标志物会发生响应变化，整体表现为暴露后滤食率升高、溶酶体膜稳定性下降、细胞DNA损伤加剧、抗氧化酶系统应激，其中以谷胱甘肽含量及相关酶(sod,gst,gpx等)基因表达水平变化最为敏感;而相对于水体暴露，微塑料通过食物链暴露会引起贻贝更多的生物蓄积(低、中浓度)以及更显著的应激响应，尤其是抗氧化酶系统，暗示增加贻贝体内的氧化压力、破坏氧化防御系统是微塑料经食物链传递引起生物毒性效应的潜在机制。　　综上所述，本项目应用模式生物海洋贻贝开展微塑料经微藻-贻贝食物链传递的研究，揭示了微塑料对不同营养级海洋生物的毒性效应及其组织功能相关性;明确食物链在微塑料生物致毒过程中的重要功能与潜在机制，为全面阐述海洋环境微塑料的生态毒性效应提供了重要的研究模型与科学依据。

关键词： 湛江红树林   微塑料   多溴联苯醚   多氯联苯   多环芳烃   来源分析   生态风险  

摘要： 湛江红树林自然保护区是我国大陆沿海面积最大的红树林自然保护区。为探究红树林沉积物中微塑料这一新型污染物和多溴联苯醚(Poly Brominated Diphenyl Ethers,PBDEs)、多氯联苯(Poly Chlorinated Biphenyls,PCBs)、多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)等3种持久性有机污染物的分布情况、生态风险以及影响因素,根据湛江市红树林分布现状,在廉江市、雷州市、麻章区(代表湛江市区)、遂溪县、徐闻县,共采集获取12个表层沉积物样品。用气相色谱质谱联用仪测定3种持久性有机污染物的分布现状,采用傅里叶显微红外仪鉴定微塑料种类类别。根据同系物组成结构,采用主成分分析、相关性分析等方法,分析了PBDEs、PAHs、PCBs的来源及其生态风险。根据采样点附近环境影响因素,判断微塑料的主要来源。此外,运用冗余分析法,探究以上几种污染物与环境、社会经济影响因子之间的关联性。主要结论如下:(1)湛江红树林沉积物微塑料的丰度为108.00-486.00 n/kg,平均丰度为333.00±127.60n/kg。粒径范围为200-500μm的微塑料占比最高(29.73%);形态上,纤维状占比最高(61.57%);而颜色分类上,白色透明和红色则构成了湛江红树林微塑料的主要颜色组成。显微红外结果显示,聚乙烯占比最高(57.89%),其次是聚丙烯(26.32%)、人造丝(10.53%)、聚酯纤维(5.26%)。渔业生产和河流运输是湛江红树林微塑料的主要产生方式。(2)湛江红树林沉积物中共检出14种PBDEs同系物,PBDEs含量为2.26-67.91 ng/g(平均23.32±18.18 ng/g),其中以湛江市区最高。PBDES同系物中penta-BDE、deca-BDE生态风险较高,应引起关注,nona-BDE风险也不可忽视;除廉江市高桥镇(ZJ1)、麻章区太平镇(ZJ10)为“中等风险”外,其余采样点均属于“高等风险”。(3)湛江红树林中,美国环保署(USEPA)严控的16种PAHs均被检出,PAHs含量为249.00-1079.84 ng/g,均值为494.30±259.33 ng/g。同系物比值法结果显示,PAHs来源主要是燃烧源,并受到石油产品燃烧和草木、煤炭燃烧的综合影响。基于加拿大环保部沉积物质量基准法(Sediment quality guidelines,SQGs)的结果表明,沉积物中PAHs产生负面影响的概率低于10%,生态风险较低;基于沉积物质量标准(Sediment quality criteria,SQCs)的结果显示,芴(Flu)具有中等生态风险。总体而言,湛江红树林沉积物中PAHs生态风险较低。(4)湛江红树林共检出11种PCBs同系物,其含量范围为0-18.30 ng/g,平均含量为5.86±5.14 ng/g;根据同系物组成,PCBs主要来源是通过大气沉降进入沉积物。PCBs含量符合我国海洋沉积物质量标准的第一类标准。沉积物质量基准法(SQGs)的生态风险评价结果显示,湛江红树林沉积物中PCBs没有生态风险。(5)冗余分析结果表明:微塑料与PBDEs显著正相关,说明微塑料和PBDEs具有相似来源或微塑料可作为PBDEs的载体共同进入沉积物中;PAHs与降雨量、TOC显著正相关(P<0.05),表明其来源可能与大气沉降污染有关,且沉积物中有机质含量越高越有利于PAHs的积聚;PCBs含量与GDP、人均GDP、工业总产值、农林牧渔业总产值、人口、城镇化率、用水总量等显著正相关(P<0.05),表明其含量受到了人类活动、社会经济因素等的显著影响。与其他研究区域相比,PBDEs、PCBs、微塑料含量处于中等偏下水平,PAHs含量处于较高水平。有机污染物中PBDEs生态风险较高,打击商用十溴联苯醚和五溴联苯醚的使用是降低PBDEs生态风险的可行措施。减少渔业养殖所附带的微塑料污染,提高沿海区域村庄生活废水的处理效率是降低微塑料污染的可行方式。控制微塑料含量可以减少携带的有机污染物进入沉积物。

关键词： 沉陷区   微塑料   重金属   吸附  

摘要： 微塑料作为一种新型的污染物,普遍存在于各种环境介质中,土壤中的微塑料对环境的影响很大,近些年受到越来越多的关注;在井工开采的条件下,原有的地貌会发生变化,形成大面积的采煤沉陷区,改变土壤中的水循环以及污染物的迁移转化特征,尤其是重金属的赋存。论文以淮北朱庄矿、淮南潘一矿作为研究区域,调查了微塑料污染状况,评价了重金属污染状况。选用典型的微塑料聚丙烯(PP)颗粒,实验研究了微塑料对重金属的吸附行为,探讨了采煤沉陷区微塑料与重金属的赋存特征。得出的主要结论如下:(1)微塑料的污染调查表明:研究区域朱庄矿以及潘一矿的土壤中均检测出有微塑料的存在;朱庄矿的表层土壤中微塑料丰度大于潘一矿,人为活动的影响可能是造成这种差别的主要原因;(2)重金属的污染状况评价表明:分析的六种重金属中(Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、Cr),朱庄矿土壤中重金属铅超标1.4倍,潘一矿土壤中重金属锌超标4.8倍;两个矿区的土壤重金属污染状况均表现为良好,潜在生态风险指数均较小,但潘一矿区土壤状况整体上劣于朱庄矿区土壤;(3)微塑料对重金属的吸附行为研究表明:微塑料对四种重金属(Pb、Zn、Cu、Cd)的吸附过程能够用二级动力学模型较好的拟合,吸附行为在36小时可以达到平衡;动力学实验表明表面吸附和颗粒内扩散可能是微塑料对四种重金属的主要吸附机理。吸附等温数据使用Freundlich模型可以更好的拟合,Langmuir模型表明吸附过程均为有利吸附。微塑料对混合后的重金属进行吸附表明当混合吸附质浓度较低时,共存体系的存在对微塑料吸附铅、铜具有促进作用,随着混合浓度的增加,微塑料对四种重金属的吸附均受到抑制。离子浓度与吸附容量的关系不明确,K+浓度的增加会促进微塑料对Pb的吸附,抑制对Zn、Cu、Cd的吸附。图[21]表[16]参[121]

关键词： 微塑料   罗丹明B   自来水   净水厂   塑料污染  

摘要： 微塑料是指有效直径小于5 mm的塑料碎片、薄膜、颗粒和纤维。微塑料已经广泛分布于水体、沉积物、生物体等环境中,不仅自身是污染物,还能作为其他污染物的载体,易在食物链中迁移和富集,对生物体和生态环境造成直接或间接的危害。针对我国饮用水环境中微塑料污染数据空白的问题,本研究提出使用罗丹明B（Rh B）染色法辅助标记微塑料,并对净水厂（DWTP）和自来水样品中的微塑料污染进行了研究。（1）为了优化Rh B对微塑料的染色效果,使用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）和聚氨酯（PU）五种材质微塑料,分别比较在乙醇、丙酮和蒸馏水三种溶剂中的染色效果,并且观察被染色的塑料在自然光、黑暗条件、光照时间、饱和氯化钠、氢氧化钾、硝酸和模拟胃肠道等实验条件下的荧光性。研究结果表明乙醇配制的Rh B染色的五种微塑料在荧光显微镜下有明显的荧光现象,并能在以上实验条件下均保持荧光稳定,且对微塑料的拉曼谱图没有显著影响。（2）两个净水厂对微塑料总去除率分别为76.64%（DWTP1）和51.83%（DWTP2）。DWTP1的配水井原水、絮凝池出水、沉淀池出水和清水池出水中微塑料平均丰度分别为548个/L、651个/L、326个/L、128个/L。DWTP2对应以上各工艺出水中微塑料平均丰度分别为436个/L、450个/L、320个/L、210个/L。DWTP1和DWTP2中微塑料的类型均以碎片居多,分别占到68.75%和72.55%,其次是纤维,分别为28.13%和21.57%,薄膜最少,只占3.12%和5.88%。就净水厂各处理工艺而言,配水井原水和絮凝池出水中微塑料类型与上述结果相似,而沉淀池出水和清水池出水中微塑料类型分布不尽相同。DWTP1和DWTP2中微塑料的粒径分布均以1-50μm居多,分别占到了总数的40.63%和58.82%,其次是100-500μm＞50-100μm＞500-5000μm。另外DWTP1主要检测到PP（13.80%）、PPS（6.90%）、PMS（3.45%）、PS（3.45%）,DWTP2中检测到Poly（4-vinylbiphenyl）（13.33%）和PS（6.67%）两种塑料材质。（3）采集的全国部分自来水样品中微塑料丰度范围为0-1247个/L,平均丰度为440个/L。碎片状微塑料是主要类型,达到了总数的91.11%,其次是纤维状和球状,分别占到6.20%和2.69%。微塑料的尺寸范围为3-4453μm,平均粒径为66μm,其中粒径小于50μm的微塑料占绝大多数,占到总数的79.93%,其次是50-100μm、100-300μm、500-5000μm和300-500μm,分别占到了10.44%,6.28%,1.88%和1.47%。另外PE（26.7%）和PP（24.4%）是自来水样品中微塑料的主要材质。

关键词： 土壤   微塑料   污染   蚯蚓  

摘要： 粒径在5 mm以下的塑料颗粒被称为微塑料。作为一种新型污染物,由微塑料带来的污染已经成为全球亟待解决的环境问题。由于微塑料具有来源广泛、难降解、易迁移、易被生物误食等特点,环境中微塑料污染及由此可能带来的环境风险受到越来越多的关注。近年来,有关微塑料的研究主要集中在水体环境中,而对陆地环境微塑料污染现状还缺乏深入的了解。为此,本研究以武汉城郊菜地土壤为调查对象,从定性和定量的角度分析微塑料在土壤环境中的存在情况,并采用室内控制实验的方法,研究了微塑料对土壤生物标记物-赤子爱胜蚓的生态毒理效应研究。主要研究结果如下:（1）20个采样点均发现土壤微塑料的存在,其丰度范围在320-12560items/kg,平均丰度为2020 items/kg;其中,城郊公路区土壤微塑料的丰度约为居民区丰度的1.8倍;检测到的微塑料多带有颜色,粒径小于0.2 mm的微塑料占比最大（70%）,检测到的微塑料的主要形状为微珠和纤维,分别占比48%和37%,土壤微塑料主要成分为聚酰胺和聚丙烯,分别占比为32.5%和28.8%。（2）蚯蚓能够摄食并排泄微塑料,且蚯蚓粪便中的小粒径微塑料所占比例较高;28天后,高浓度微塑料暴露下能够对蚯蚓造成体表组织损伤;微塑料能够引起蚯蚓的氧化应激响应,同时刺激神经毒性响应。因此,低密度聚乙烯微塑料能够影响赤子爱胜蚓的正常生长。通过本研究可以发现,菜地土壤中微塑料污染广泛存在。面对长时间土壤环境微塑料的暴露,蚯蚓的健康可能受到威胁。本研究对深入了解土壤环境微塑料污染现状及评估土壤微塑料污染对土壤生物造成的影响提供了理论支持,同时为管控农业塑料制品的使用和塑料垃圾的输入以及土壤微塑料污染的治理提供科学参考。

关键词： 辽东湾   海洋垃圾   微塑料   沉积物   分离浮选  

摘要： 根据UNEP(联合国环境规划署)定义,海洋垃圾是指“海洋和海岸环境中具有持久性的、人造的或经加工的固体废弃物。”海洋垃圾问题已经成为一个全球性污染问题,而海洋微塑料是海洋垃圾重要组成部分。微塑料(粒径小于5毫米)作为一种新型污染物,具有数量多、粒径小、分布范围广且不易降解等特点,在海洋环境中极易被生物误食,可通过食物链传递富集,对海洋生态系统和人类身体健康造成威胁。因此如何将微塑料从环境介质中分离出来以及海洋垃圾和微塑料产生的环境风险已经成为学界研究的热点问题,受到了广泛的关注。因此为了给我国管控海洋垃圾和海洋微塑料提供基础数据支持,本研究设计分离浮选装置建立了分离沉积物中微塑料的方法,并以辽东湾入海河和近海海域为例,初步分析了辽东湾河口区海洋垃圾及沉积物中微塑料赋存特征。主要研究结果如下:在辽东湾近岸海域布设6个长度为5-10 km的调查断面,利用拖网法同时采集海漂垃圾与海底垃圾。调查发现辽东湾近岸海域海洋垃圾主要组分为塑料类、聚苯乙烯泡沫塑料类、织物(布)类、玻璃类、木制品类、橡胶类、其他人造物品等类型,其中塑料类垃圾数量最多,占比约为50.9%,并且海底塑料类垃圾数量占比(62.1%±26.7%)明显高于海面漂浮塑料垃圾个数占比(37.5%±45.8%)。漂浮垃圾平均数量密度为67个/km2,平均质量密度为741g/km2,底层海洋垃圾平均数量密度为19个/km2,平均质量密度为2544g/km2。海洋垃圾约84.9%来源于人类陆地活动,14.1%来源于人类海上活动。基于密度浮选原理,通过自主设计分离浮选装置,确定了以样品预处理、搅拌、超声、浮选溢流、消解、抽滤为主的实验步骤。选取三氯甲烷、氯化钠、加酸配置的氯化锌和未加酸配置的氯化锌4种浮选液,通过实验检测它们对微塑料性质的影响、实际应用效果及对微塑料的回收效果,确定了使用加酸配置的氯化锌溶液为最佳浮选液。使用该浮选液,PP、PC、CA和PET的平均回收率分别为100±0%,100±0%,77.78±6.85%和98.89±1.57%,证明了该实验方法的可靠性。在辽东湾近海海域及两条入海河(双台子河和大辽河)布置了 29个采样点,通过对样品的分析鉴定发现,微塑料在辽东湾河道和近海沉积物中普遍存在。其中,双台子河、大辽河、辽东湾近海中沉积物微塑料丰度分别为392.59±84.07个/kg、407.41±180.11个/kg、189.09±51.85个/kg。双台子河和大辽河中微塑料的丰度均大于辽东湾近海海域。辽东湾沉积物中微塑料以纤维状微塑料最多,颗粒状微塑料最少。微塑料的平均粒径为872.6±676.7μm,有87.06%微塑料粒径小于1500μm。微塑料材质多达30种,以Rayon、PE、PP、PET 居多。本研究通过初步调查辽东湾海洋垃圾和沉积物中微塑料的赋存特征,揭示了研究区域内海洋垃圾和沉积物中微塑料的污染水平和来源,为实现塑料垃圾源头管理和科学评估由海洋垃圾和微塑料带来的生态风险提供了科学方法和数据支撑。

关键词： 养殖水体   沉积物   底栖生物   红树林湿地   微塑料污染   海南岛  

摘要： 微塑料（Microplastics,MPs）是指粒径小于5 mm的塑料微粒,具有难降解、分布广等特点。微塑料在不同的环境介质中的分布、迁移特征及微塑料对生物的影响,已成为全球关注的环境问题。目前,关于海南海水养殖区及红树林不同介质中微塑料的分布特征鲜有报道。本研究通过现场采样、密度浮选、解剖消解、拉曼光谱鉴定等方法,旨在初步研究海南海水养殖区及红树林不同介质中微塑料的分布特征,揭示海南万宁养殖区与红树林中微塑料的污染特征及其主要来源。研究结果丰富了海南海水养殖区及红树林不同介质中微塑料分布的基础数据,为评估海南海水养殖区、红树林湿地MPs的生态风险评估提供理论依据,为MPs的监测防控、治理管控及海岸带保护提供重要的数据支撑和应用基础。具体研究结果如下:（1）海南东部万宁海水养殖区水体中微塑料丰度范围为1150～9650 n·m-3,平均丰度为5272.73 n·m-3;微塑料类型以纤维类为主（91.30%）;微塑料的颜色类型以褐色为主（46.64%）。沉积物中微塑料丰度范围为8～370 n·kg-1,平均丰度为98.36 n·kg-1;纤维类微塑料占绝大多数（96.86%）;颜色以白色（48.06%）为主。两种介质中微塑料粒径均以小于1 mm的类型为主。微塑料组成成分以聚酰胺类（俗称尼龙）为主,聚乙烯类次之。沉积物和海水中微塑料的粒径、形状及成分组成具有相似性。（2）海南红树林沉积物中微塑料丰度为20～66 n·kg-1平均丰度为36.80 n·kg-1,且区域内不同站点间微塑料丰度差异较大。微塑料组成类型以纤维类为主（76.09%）,薄膜类其次（11.96%）,各站点差异较大。微塑料颜色类型丰富,褐色占有较大比例（28.62%）,且各站点间差异较大。红树林沉积物中微塑料主要粒径以小于2 mm的类型为主（86.18%）。微塑料的组成成分以聚丙烯为主（56.25%）。（3）海南红树林共收集到蟹类、双壳类、螺类三大类22种底栖生物。底栖生物体内塑料丰度范围为0.83～12.00 n·item-1,平均丰度为3.90 n·item-1。不同类底栖生物体内微塑料丰度存在很大差异。物种间平均丰度大小顺序为:蟹类(1.11 n·item-1)>双壳类(0.88 n·item-1)>螺类(0.22 n·item-1)。站点间底栖生物体内微塑料丰度差异较大,微塑料组成类型以纤维类为主（80.13%）。颜色类型以褐色为主（37.18%）。底栖生物中微塑料的粒径分布与沉积物有相同的规律,主要以小于2 mm微塑料为主（80.77%）,且随着粒径的增加占比逐渐减少。微塑料组成成分主要为聚丙烯（94.44%）。海南红树林沉积物与底栖生物中微塑料丰度特征具有一定的相似性。（4）海南红树林底栖生物和沉积物中微塑料污染风险水平分别处于Ⅰ、Ⅱ级,需要加以重视并积极探索微塑料管控治理。