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万泉河流域表层水体和沉积物中微塑料的污染特征

杨涵 沈家顺 李其沛 赵洪伟

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万泉河流域表层水体和沉积物中微塑料的污染特征

    作者简介: 杨 涵(1999-),男,四川简阳人,硕士研究生,主要研究方向为热区河流微塑料污染调查,E-mail:13696275325@163.com;
    通讯作者: 李其沛 (1986-),男,湖北天门人,副教授,博士,主要研究方向为热区新污染物的环境行为及生态毒理效应, E-mail:qipei.li@hainanu.edu.cn
  • 基金项目: 海南省自然科学基金面上项目(422MS034);国家自然科学基金地区项目(42267061);海南大学科研启动基金项目[KYQD(ZR)-22003]

Microplastic pollution in surface water and sediments of Wanquan river basin

  • 摘要: 新污染物微塑料(microplastics, MPs)已对全球水生生态系统的稳定性构成潜在的威胁。本研究基于海南岛万泉河流域的10份表层水体样品和9份沉积物样品,分析了万泉河流域不同环境介质中微塑料污染特征。结果表明:万泉河表层水体中微塑料丰度为0~1.7个/L,而沉积物中微塑料丰度为0~14.8个/kg。万泉河微塑料丰度分布总体趋势是从上游到下游乃至河口地区逐步升高,在支流汇合处突然增高。水体中小粒径微塑料(0.005~0.5 mm)的占比要高于沉积物中的占比,水体中微塑料以绿色为主,而沉积物样品以蓝色为主。水体及沉积物微塑料形状均以纤维状占比最高。赛璐玢是水体和沉积物中鉴定出的微塑料样品的最主要塑料聚合物类型。另外,水体中检测出了少量聚丙烯腈(PAN)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等塑料聚合物,而沉积物中检测出了聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)等塑料聚合物。研究表明,万泉河流域内的微塑料来源主要以农村生活污水、生活垃圾及渔业废弃物为主。万泉河的微塑料丰度相较于其他主要外河流水域总体偏低,但仍受到不同程度人类活动的影响。本研究可为热区外河流环境微塑料等新污染物监测和风险评估提供科学依据。
  • 图 1  万泉河水体中微塑料的丰度、粒径、颜色、形状分布

    Figure 1.  Distribution of microplastic abundance, particle size, color, and shape in the water body of Wanquan river

    图 2  万泉河样品的典型微塑料图片及红外图谱

    Figure 2.  Typical microplastic images and infrared spectra of Wanquan river samples

    图 3  万泉河沉积物的微塑料丰度、粒径、颜色、形状分布

    Figure 3.  Distribution of microplastic abundance, particle size, color, and shape in the sediments of Wanquan river

    图 4  万泉河采样点位的周边环境

    Figure 4.  The surrounding environments of Wanquan river sampling sites

    表 1  万泉河流域表层水体和沉积物采样点位

    Table 1.  Sampling sites of surface water and sediments of Wanquan river basin

    采样点位经度/°纬度/°
    S1110.19944419.009722
    S2109.89666719.088333
    S3110.05222219.113611
    S4110.26500019.140278
    S5110.47500019.429444
    S6110.45472219.248611
    S7110.46861119.184167
    S8110.55277819.113889
    S9110.54777819.081111
    S10110.56166719.157778
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    表 2  全球外河流环境水体和沉积物中检测到的微塑料丰度比较

    Table 2.  Comparison of microplastic abundance detected in water and sediments of global exorheric river environment

    环境研究区微塑料丰度/个·L−1参考文献
    水体南渡江(中国)0.1~0.9[18]
    辽河(中国)4.7±0.7[28]
    珠江(中国)7.9 ~11.0[29]
    长江河口(中国)0~0.3[30]
    九龙江口(中国)2~66[17]
    普兰登堡河(南非)5.1±6.6[31]
    诺亚尓河(印度)0.5~6.5[32]
    万泉河(中国)0~1.6本研究
    沉积物辽河(中国)66.7±79.9[33]
    珠江(中国)145~675[34]
    九龙江口(中国)8~85[18]
    黄河(中国)15~615[35]
    长江河口(中国)39.3±14.3[36]
    普兰登堡河(南非)1587.5 ± 599.3[31]
    布里斯班河(澳大利亚)10~520[37]
    万泉河(中国)0~14.8本研究
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-13
  • 录用日期:  2023-09-15
  • 网络出版日期:  2023-09-18

万泉河流域表层水体和沉积物中微塑料的污染特征

    作者简介:杨 涵(1999-),男,四川简阳人,硕士研究生,主要研究方向为热区河流微塑料污染调查,E-mail:13696275325@163.com
    通讯作者: 李其沛 (1986-),男,湖北天门人,副教授,博士,主要研究方向为热区新污染物的环境行为及生态毒理效应, E-mail:qipei.li@hainanu.edu.cn
  • 1. 海南大学 海南省农林环境过程与生态调控重点实验室 海南 海口 570228
  • 2. 海南大学 海南省热带生态环境修复工程研究中心 海南 海口, 570228
  • 3. 海南大学 海口市环境毒理学重点实验室 海南 海口 570228
  • 4. 海南大学 生态与环境学院 海南 海口 570228
基金项目: 海南省自然科学基金面上项目(422MS034);国家自然科学基金地区项目(42267061);海南大学科研启动基金项目[KYQD(ZR)-22003]

摘要: 新污染物微塑料(microplastics, MPs)已对全球水生生态系统的稳定性构成潜在的威胁。本研究基于海南岛万泉河流域的10份表层水体样品和9份沉积物样品,分析了万泉河流域不同环境介质中微塑料污染特征。结果表明:万泉河表层水体中微塑料丰度为0~1.7个/L,而沉积物中微塑料丰度为0~14.8个/kg。万泉河微塑料丰度分布总体趋势是从上游到下游乃至河口地区逐步升高,在支流汇合处突然增高。水体中小粒径微塑料(0.005~0.5 mm)的占比要高于沉积物中的占比,水体中微塑料以绿色为主,而沉积物样品以蓝色为主。水体及沉积物微塑料形状均以纤维状占比最高。赛璐玢是水体和沉积物中鉴定出的微塑料样品的最主要塑料聚合物类型。另外,水体中检测出了少量聚丙烯腈(PAN)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等塑料聚合物,而沉积物中检测出了聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)等塑料聚合物。研究表明,万泉河流域内的微塑料来源主要以农村生活污水、生活垃圾及渔业废弃物为主。万泉河的微塑料丰度相较于其他主要外河流水域总体偏低,但仍受到不同程度人类活动的影响。本研究可为热区外河流环境微塑料等新污染物监测和风险评估提供科学依据。

English Abstract

  • 塑料的出现改变了人类的生活。由于塑料制品质量轻、耐腐蚀、强度高、惰性强、耐用性强且价格低廉等特点,在人类生活中被广泛应用,如家用品、商品包装、服装材料、渔具和建材,但是由于其不易被降解的特性,进入自然环境后会造成大量污染,随时间的推移也对人类的生活环境造成影响。废弃塑料在环境的复杂变化中会变为细小的塑料垃圾。在学术界通常认为微塑料是指尺寸小于5 mm的塑料。近年来,微塑料污染越来越被人们关注,2022年,微塑料被我国生态环境部认定为典型新污染物,并纳入未来管控清单[1]

    大量的前期研究表明,目前世界上微塑料污染分布十分广泛,在全世界不同地区都发现了微塑料污染,如在海岸带以及各个大洋都开展了微塑料污染的研究[28]。有研究人员甚至在沙漠区域以及南、北极地区也发现了微塑料[911]

    外河流及河口环境中的微塑料近年来受到了越来越广泛的关注[12],已有数据表明每年近两万吨塑料垃圾从河流进入海洋[13],海洋成为微塑料的主要汇集区,而陆地相较于海洋是一个更为重要的塑料垃圾源[14]。微塑料在通过陆地系统向大洋输运过程中,河流网络提供了重要的输运途径,且沿途过程中也不断增加微塑料丰度。由此可见,陆生环境尤其是外河流流域对解释微塑料的物质输运乃至质量平衡具有重大意义,而对外河流环境微塑料的研究也是海洋微塑料的重要研究环节。

    目前对外河流环境微塑料污染的研究越来越受到国内外研究人员的关注,先前已有学者对国内外河流环境进行了大量有关微塑料污染的研究,如长江、黄河等主要江河干流[15-16],九龙江、南渡江、珠江等区域性外河流也有相关研究[17-19]。外河流微塑料的来源主要包括城市污水、农业面源污染、工业废水、大气降尘、垃圾填埋等[20]。微塑料除了本身对环境有影响外,还可以负载有机污染物,可能对环境造成更为严重的污染[21]。这些塑料会进入河流、湖泊等淡水环境,进而汇入海洋,对海洋水生生物以及人类健康造成潜在威胁[22]。因此,调查特定区域内外河流流域微塑料的污染状况对于揭示该地区的环境健康风险具有重要意义。

    万泉河作为海南岛的三大外河流之一,发源自海南岛中部五指山山区,是海南省的宝贵自然资源,其河流流程较短,水流充沛,流经区域复杂,包括琼海市嘉积镇和博鳌镇等人口较为密集的地区,最终经博鳌港汇入南海。这意味着万泉河流域面临着较大的微塑料污染的压力,并且万泉河可作为陆源性微塑料经河流输送进入海洋的主要途径。因此,其是否由于现代化发展而受到微塑料等新污染物的影响值得我们关注,对其水体及沉积物中微塑料污染的调查也势在必行。本研究以海南岛万泉河流域为研究对象,探究外河流表层水体与沉积物中微塑料的相互关系,研究热区外河流环境中微塑料的污染现状及来源分析。

    • 本研究环境样品的采样工作于2022年7月在万泉河流域进行,如表1所示,在万泉河流域共设置了10个点位,包括上游5个点位(S1-S5)以及下游和河口区域5个点位(S6-S10)。表层水体(0~20 cm)样品用10 L不锈钢桶采集,每个点位重复采集3次,分装于3个5 L聚丙烯塑料瓶中带回实验室进行抽滤及后续分析。沉积物样品使用不锈钢金属铲子在河岸0~5 cm土壤处采集,约5 kg湿重的沉积物样品用铝箔袋封装保存至4 ℃冰盒中,带回实验室进行后续分析。

      采样点位经度/°纬度/°
      S1110.19944419.009722
      S2109.89666719.088333
      S3110.05222219.113611
      S4110.26500019.140278
      S5110.47500019.429444
      S6110.45472219.248611
      S7110.46861119.184167
      S8110.55277819.113889
      S9110.54777819.081111
      S10110.56166719.157778

      表 1  万泉河流域表层水体和沉积物采样点位

      Table 1.  Sampling sites of surface water and sediments of Wanquan river basin

    • 水样处理方法:(1)采用直径50 mm、孔径5 μm的尼龙滤膜对所采10个点位的水样进行抽滤,每个点位抽滤15 L水样,保存滤膜;(2)目检法,利用体式显微镜(尼康 SMZ745T)观察滤膜上的疑似微塑料,并拍照记录;(3)根据样品的数码相片,将形态分为纤维、泡沫、碎片和小球,使用ImageJ软件测量上述目检获得的微塑料尺寸并记录主要颜色、形状;(4)在每张滤膜上随机挑选具有代表性的微塑料形态,如纤维和碎块,使用显微红外光谱仪(赛默飞 Nicolet IS50)对样本进行鉴定。经数据库比对其匹配度≥70%且与标准图谱具有相同的特征峰即可确定为某一类聚合物。

      沉积物处理方法:(1)称量9个点位(点位S9未采集到合适沉积物样品)湿重约1 kg的沉积物样品,烘干,计算含水率。再将烘干沉积物各取500 g,加入饱和氯化钠溶液至1 L进行浮选,搅拌静置24 h后将上清液过5 μm滤膜抽滤,处理条件与水样一致,保存滤膜待进一步分析,浮选过程重复两次以上确保微塑料提取完全;(2)待滤膜干燥平整后打开培养皿盖置于显微镜下观察,将所有疑似颗粒拍照测量,并参照沉积物样品规律按照纤维、碎片、泡沫和小球进行区分。仪器鉴定使用显微红外光谱仪。最后统计鉴定的微塑料可以得出其在万泉河流域的分布特征。

    • 野外采样尽量全程使用非塑料类器具,并设置样品空白对照组,用以监控和矫正来自于非样品,如器具粘附和空气沉降。为防止在室内的微塑料污染,在实验室内采取了充分的预防措施来减少甚至避免塑料干扰。第一,实验员在实验全程穿棉质实验服,佩戴面罩和丁腈手套;第二,所有实验器材都用75%乙醇溶液清洗后再用超纯水润洗3遍;第三,存放实验样品和空白样品的培养皿在未进行观察拍照时会用玻璃盖或铝箔纸遮盖起来,其他暴露在外的实验器材均使用铝箔纸覆盖保存,防止污染。最终空白样品中未检测出微塑料且其微纤维的含量占疑似微塑料颗粒含量的5%以下,表明其对数据影响可忽略不计[23]

    • 本研究采用Excel 2016对所得原始数据进行整理分析,通过SPSS 22.0中的正态分布检验和基于非参数方法的Kruskal-Wallis H检验统计分析样本间数据的显著性差异程度(p<0.05指示差异显著),并使用Origin 2019b进行数据的可视化处理。

    • 图1a所示,本次调查的万泉河流域各采样点位间表层水体微塑料丰度的差异不显著(F=0.994, p>0.05)。部分点位(S3、S6、S8和S10)未观察到微塑料样本,万泉河流域的水体微塑料丰度范围为0~1.7个/L,除了未观测到微塑料的点位外,点位S5的微塑料丰度最低[(0.5±0.1)个/L],丰度最高的点位是S9[(1.7±0.6)个/L]。从整体趋势来看,万泉河微塑料丰度从上游到下游区域呈上升趋势。点位S9的微塑料丰度最高,此处是入海口,位于万泉河的下游,人类丢弃的塑料废弃物以及生活中排放的未经妥善处理的废水是此处检测到微塑料丰度较高的主要原因。而点位S4的微塑料丰度也较高[(1.5±0.3)个/L],因为此处是支流汇集口,不同支流水体微塑料在此处汇合,并且此处也是人类活动比较频繁的渡口[24-25],所以,点位S4的微塑料丰度相较于其他上游区域点位偏高。

      图  1  万泉河水体中微塑料的丰度、粒径、颜色、形状分布

      Figure 1.  Distribution of microplastic abundance, particle size, color, and shape in the water body of Wanquan river

      在粒径分布上(图1b), 水体中0.005~0.5 mm的微塑料占比最高(44.7%),其次是1.0~5.0 mm(36.8%),最低的是0.5~1 mm(18.4%)。总体来看,小尺寸(<1 mm)的微塑料占比较大。大量小尺寸的微塑料存在可能是由于微塑料在物理磨损、化学侵蚀、或生物作用下发生破损、降解造成的现象。此外,有研究发现小粒径微塑料的来源之一可能是人类活动的直接排放[26]。在颜色分布上(图1c),水体中发现的微塑料以绿色占比最高,为32.9%,其次是黑色(30.3%)和白透明色(27.0%),也有较高的占比。其余的还有蓝色和红色,这些颜色的微塑料占比较低,分别为8.6%和1.3%。在万泉河水体中发现了4种形态的微塑料,分别是纤维、碎片、小球、泡沫(图1d)。在形状分布上,纤维和碎片形态的微塑料占据了主体,占比分别为48.7%和39.5%。小球和泡沫比较少见,只有在部分点位(S1、S2和S7)中有所发现,占比分别为7.9%和4.0%。

      本研究随机挑选了110个水体中疑似微塑料样品进行红外光谱鉴定,约占总观察水体样品数量的50%,共鉴定出48个微塑料样品。如图2所示,本研究鉴定出了赛璐玢(cellophane)、聚丙烯腈(PAN)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等典型塑料聚合物组分。红外鉴定的结果显示,赛璐玢的占比最大,约占75%,而PAN和PET占比较小,各约占12.5%。

      图  2  万泉河样品的典型微塑料图片及红外图谱

      Figure 2.  Typical microplastic images and infrared spectra of Wanquan river samples

    • 图3a所示,万泉河流域沉积物中微塑料丰度的差异显著(F=4.015, p<0.05)。点位S6未检测到对应微塑料,点位S9由于难以采到样品而未获得观测数据。万泉河流域的沉积物微塑料丰度范围为0~14.8个/kg。除未检测到的点位(S6和S9)外,点位S2的微塑料丰度最低[(2.5±0.4)个/kg],而微塑料丰度最高的点位是S5[(14.8±2.6)个/kg]。沉积物样品中检测出微塑料丰度最低的点位是S2,由于该点位位于河流上游,人类活动少,且此处河流流速快,所以微塑料难以滞留沉淀。虽然S5的水体微塑料丰度较低,但沉积物微塑料丰度却最高,此处人类活动频繁,水流偏缓慢,因而微塑料更容易滞留沉积。

      图  3  万泉河沉积物的微塑料丰度、粒径、颜色、形状分布

      Figure 3.  Distribution of microplastic abundance, particle size, color, and shape in the sediments of Wanquan river

      在粒径分布上(图3b),沉积物中微塑料以大粒径(1~5 mm)微塑料为主,其中部分点位(S2和S10)的占比超过70%。其次是0.5~1 mm的微塑料,约占20%,0.005~0.5 mm的微塑料只占不到10%。在颜色分布上(图3c),不同于水体中微塑料,白透明色并不是沉积物中微塑料的主要颜色(12.5%),蓝色微塑料占主体,占比超过50%。另外,还有绿色(24.5%)和黑色(9.6%)微塑料。在形状分布上(图3d),纤维状微塑料占据了主体,超过了75%,其次是碎片状(19.2%),只有少数点位(S7、S8和S10)有些许泡沫和小球状的微塑料。

      此外,本研究对沉积物样品也进行了红外光谱鉴定,共鉴定了126个沉积物中疑似微塑料样品,约占总观察数量的60%,共鉴定出64个微塑料样品。沉积物中微塑料主要组分是赛璐玢(cellophane,约占62.5%),其次还检测出了聚丙烯(PP,约占12.8%)、聚乙烯(PE,约占12.2%)、聚苯乙烯(PS,约占6.3%)和聚酰胺(PA,约占6.2%)等塑料聚合物。

    • 在水体和沉积物中鉴定出的样品既包含相同的微塑料成分也有各自不同的微塑料成分。水体和沉积物中微塑料主要聚合物类型都是赛璐玢,这说明两种不同介质之间可能有相互传输和相互作用,即河流水体和沉积物之间存在微塑料迁徙作用。但是其他微塑料成分却有不同,水体中未检测到PE、PP、PA、PS等微塑料,而沉积物中未检测到PET、PAN等微塑料。这表明两种介质中微塑料组成在来源上有所差异。

      值得注意的是,水体中小粒径微塑料比沉积物占比更高。这可能是因为人为直接排放的小粒径较多。水体中大多数小粒径的微塑料来自于人类日常生活废水排放,包括化妆品、牙膏等。在本研究中,水体和沉积物中的微塑料都以纤维状为主,虽然由不同类型塑料聚合物组成,但均以赛璐玢为主。

      本研究检测出万泉河水体微塑料丰度范围为0~1.7个/L,而沉积物微塑料丰度范围是0~14.7个/kg。由表2可以看出,与其他外河流环境研究结果相比,万泉河水体的微塑料丰度接近于南渡江(0.1~0.9个/L)和长江河口(0~0.3个/L),但显著低于珠江(7.9~11.0个/L)和九龙江口(2~66个/L)。另外,表2还显示,万泉河沉积物的微塑料丰度远低于中国珠江(145~675个/kg)和南非普兰登堡河[(1587.5±599.3)个/kg],也低于九龙江口(8~85个/kg)以及长江河口[(39.3±14.3)个/kg]。

      环境研究区微塑料丰度/个·L−1参考文献
      水体南渡江(中国)0.1~0.9[18]
      辽河(中国)4.7±0.7[28]
      珠江(中国)7.9 ~11.0[29]
      长江河口(中国)0~0.3[30]
      九龙江口(中国)2~66[17]
      普兰登堡河(南非)5.1±6.6[31]
      诺亚尓河(印度)0.5~6.5[32]
      万泉河(中国)0~1.6本研究
      沉积物辽河(中国)66.7±79.9[33]
      珠江(中国)145~675[34]
      九龙江口(中国)8~85[18]
      黄河(中国)15~615[35]
      长江河口(中国)39.3±14.3[36]
      普兰登堡河(南非)1587.5 ± 599.3[31]
      布里斯班河(澳大利亚)10~520[37]
      万泉河(中国)0~14.8本研究

      表 2  全球外河流环境水体和沉积物中检测到的微塑料丰度比较

      Table 2.  Comparison of microplastic abundance detected in water and sediments of global exorheric river environment

      总体来看,万泉河水体和沉积物中微塑料的丰度水平与国内外主要外河流流域相比都相对较低。万泉河流域微塑料丰度偏低的原因可能是周边地区人口密度较低、工业化程度不发达、自然环境良好。此外,一般认为地表径流是河流微塑料污染的重要来源,但万泉河流域热带植被丰富,对地表径流起到了阻碍的作用,从而减少了微塑料汇入河流的机会[27]

    • 人类活动、工业和农业生产是外河流污染的主要来源。本研究中所调查的万泉河区域内基本没有发现工业生产设施及污水处理厂。但根据我们采样时的观察发现,采样点附近有很多散布的农户居住房屋,其岸边存在随意丢弃的塑料瓶、塑料袋等生活及建筑垃圾,部分点位(S5和S7)停泊的船舶周边还发现了废弃的渔网、渔绳等塑料物(图4)。因此,我们认为万泉河流域微塑料污染的主要来源为周边农村生活污水排放、人类生产活动中产生的生活垃圾和渔业废弃物。

      图  4  万泉河采样点位的周边环境

      Figure 4.  The surrounding environments of Wanquan river sampling sites

      本研究只在少数点位观察到有人类的水上活动,如垂钓、张网捕鱼等,因此,总体上最有可能影响万泉河微塑料污染的应该是沿岸区域的人类活动。从调查结果来看,万泉河流域上游由于缺少人类活动而受微塑料污染影响甚微。而随着河流向下游流淌,沿岸的居民活动逐渐增加,同时上游进入河流的塑料垃圾也沿着河流向下游传输,这可能是河流微塑料丰度沿程逐渐增加的主要原因。其中,点位S4的水体微塑料丰度相对较高,这可能是因为该点位是不同支流交汇的区域,此处汇集的微塑料较多。另一方面,万泉河较短的流程和较快的流速也可能促进了上游微塑料向下游区域的传输和积累,并且导致微塑料难以沉积[38],这可能也是部分点位的水体微塑料丰度较高而沉积物中微塑料丰度相对较低的原因。点位S5位于流域内的芙蓉水库,该点位水流动性低,因此,水体微塑料丰度相对较低而沉积物微塑料丰度相对较高。

      大气传输导致了万泉河样品中含有较高的纤维状微塑料水平[39]。有研究显示,降雨可导致地表径流从而将陆源微塑料冲进河流之中[40]。海南岛属于热区,雨水充沛,因此降雨形成的地表径流可能是陆源微塑料进入万泉河的主要途径。

      在生产生活中,塑料在各个领域有着广泛的应用,包括产品包装、汽车行业、服装业、农业、建筑业、家用品等。本研究区域中发现了大量赛璐玢,赛璐玢又叫做玻璃纸,常被应用于商品的内衬纸和装饰性包装用纸。赛璐玢在研究中通常以纤维状存在,在环境中受到物理摩擦、降解等影响转化为细小的纤维状微塑料[41-48]。赛璐玢应该源自周边地区不经净化处理直接排放到万泉河之中的农村生活污水。

      水体中还发现了PET和PAN,在本研究中PET也是以纤维形态存在。PET作为薄膜通常应用于纺织品、包装材料以及塑料瓶子等,其来源与织物洗涤或者生活污水处置有关。PAN又俗称腈纶,通常鉴定为一种纤维状微塑料,PAN纤维广泛用来代替羊毛,或与羊毛混纺制成毛织物,可代替部分羊毛制作毛毯和地毯等织物,还可作为室外织物,如滑雪外衣、船帆、军用帆布、帐篷等,PAN还可以作为钓鱼竿碳纤维的合成材料[49]。因此,PAN可能是洗涤时合成纤维被释放进入环境,也可能是附近的渔业废弃物进入水体产生的结果。

      沉积物样品中除赛璐玢外,还发现了PE、PP、PA、PS等塑料聚合物。PE通常有3种类型,但本研究中只检测到低密度聚乙烯(LDPE),可用于农业、建筑用膜或食品包装。PE塑料是农用地膜的主要成分[50],在农业生产中被广泛用于地膜覆盖,在S5及S7附近发现了覆盖有农用地膜的农田,因此推测农用地膜残余是研究区域中PE的主要来源。我国使用PP最多的用途是包装袋、捆扎带、编织袋等。PA也是常见塑料之一,也被叫做尼龙,通常可用于服装、橡胶材料、绳索等,万泉河水面上发现了渔船,船上堆积了大量的橡胶材料和绳索,这可能是研究区该类型微塑料的来源之一。PS塑料在日常生活中常有应用,如泡沫盒、洗漱用品等。

      研究结果表明,万泉河水体和沉积物的微塑料污染特征有相似之处,水体和沉积物的微塑料丰度分布总体趋势都是从上游到下游区域逐渐升高,且检测出的聚合物类型以赛璐玢为主。但水体和沉积物的微塑料特征也有不同,水体中小粒径微塑料(<0.5 mm)的占比较高,而沉积物样品以大粒径微塑料(1~5 mm)为主。有研究显示,粒径较小的微塑料颗粒能更有效地留存在河流水体中,其迁移主要受水动力条件限制,而大粒径微塑料颗粒极易沉降并存留至沉积物中[51]

    • (1)本研究对万泉河流域从上游至下游及河口区域的水体及沉积物样品进行了微塑料污染的调查分析,结果显示,与国内外主要外河流流域相比,万泉河流域微塑料污染程度总体上呈偏低的水平,并且与其他研究结果中的微塑料特征有显著的差异。这可能与万泉河流域周边地区的工业化发展程度较低以及近年来海南省的禁塑令政策实施有关。

      (2)万泉河流域微塑料丰度从上游至下游区域总体上呈升高趋势,在支流汇流处也有较高污染水平。同时,沿岸居住人口密度也保持同样的趋势,这说明,沿岸人类活动的强度会对万泉河微塑料污染造成直接的影响。微塑料会在万泉河的水体和沉积物两种介质之间发生垂直迁移,但二者之间微塑料特征差异性较大。总体来说,万泉河流域微塑料的污染水平与其他周边人口密度高且工农业发达地区的河流流域相比较低,但仍在一定程度上受到人类活动的影响。

      (3)综上所述,目前针对热区外河流环境中微塑料等新污染物的监测覆盖范围还很有限,监测周期较短,关于热区外河流环境的相关研究也比较有限。因此,未来应该开展对热区外河流环境微塑料的系统性研究,制定微塑料污染防治的对策和措施,强化对微塑料污染源头的管控,并且对微塑料开展进一步的生态风险评估,从而降低微塑料污染对环境的影响,提高对微塑料的生态风险控制能力。

参考文献 (51)

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