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东中国海表层海水微塑料分布特征及其来源综述

陈永平 姜璐 许春阳 李昊 刘静

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东中国海表层海水微塑料分布特征及其来源综述

    作者简介: 陈永平(1976—),男,江西万载人,教授,主要从事河口海岸水环境研究,E-mail:ypchen@hhu.edu.cn;
    通讯作者: 许春阳(1987—),男,副教授,硕士生导师,E-mail:cyxu@hhu.edu.cn
  • 基金项目: 国家重点研发计划项目(2017YFC0405400)
  • 中图分类号: X55

Distribution characteristics and sources of microplastics in surface seawater of the East China Sea

  • 摘要: 微塑料作为一种新型污染物,对环境、海洋生物、人体健康等均会产生潜在危害,因而引起国内外学者的广泛关注。本文基于公开发表的文献资料,剖析东中国海表层海水微塑料的丰度分布以及粒径、颜色、形状、种类组成特征,总结东中国海微塑料污染概况,进而分析微塑料可能的来源。研究表明,东中国海表层海水微塑料丰度整体变化幅度小,沿岸局部及河口附近海域丰度高。其中,渤海表层海水微塑料分布较为均匀,渤海海峡以及靠近陆地处略高;黄海局部(青岛近岸、桑沟湾海域)丰度较高,其余海域丰度与渤海相近,南部略高于北部;东海沿岸河口附近丰度明显升高,从沿岸向海呈降低趋势。渤海表层海水微塑料粒径组成以小于1 mm为主;黄海以小于0.5 mm为主;东海以0.5~1 mm和1~5 mm为主。东中国海各地表层海水微塑料的颜色组成差异大,形状组成以纤维状为主,种类组成以聚乙烯和聚丙烯为主。
  • 图 1  东中国海表层海水微塑料粒径占比

    Figure 1.  Size proportions of microplastics in surface seawater of East China Sea

    图 2  300~340 μm网格数据对比

    Figure 2.  Data comparison of mesh aperture of 300~340 μm

    图 3  东中国海表层海水微塑料颜色占比

    Figure 3.  Color proportions of microplastics in surface seawater of East China Sea

    图 4  300~340 μm网格数据对比

    Figure 4.  Data comparison of mesh aperture of 300~340 μm

    图 5  东中国海表层海水微塑料形状占比

    Figure 5.  Shape proportions of microplastics in surface seawater of East China Sea

    图 6  10~40 μm网格数据对比

    Figure 6.  Data comparison of mesh aperture of 10~40 μm

    图 7  东中国海表层海水微塑料种类占比

    Figure 7.  Polymer type proportions of microplastics in surface seawater of East China Sea

    图 8  300~340 μm网格数据对比

    Figure 8.  Data comparison of mesh aperture of 300~340 μm

    图 9  50~70 μm网格数据对比

    Figure 9.  Data comparison of mesh aperture of 50~70 μm

    表 1  东中国海表层海水微塑料丰度

    Table 1.  The abundance of microplastics in surface seawater of the East China Sea

    地点区域网格孔径/μm采样方式丰度/n∙m−3参考文献
    渤海渤海333拖网(螳螂网)0.65[21]
    330拖网(Manta网)0.33±0.36(夏)[15]
    330拖网(Manta网)0.22±0.21(秋)[15]
    330拖网(Manta网)0.30±0.52(冬)[15]
    330拖网(Manta网)0.53±0.45(春)[15]
    330拖网(螳螂网)0.35±0.13[22]
    20不锈钢采样桶2200±1400[18]
    20不锈钢采样桶2200[23]
    渤海海峡20不锈钢采样桶2600±1400[18]
    渤海中央海区160拖网(生物网)11.8[24]
    20不锈钢采样桶900±200[18]
    莱州湾300拖网(螳螂网)1.7±1.5[25]
    20不锈钢采样桶2900±1800[26]
    20不锈钢采样桶4200[18]
    锦州湾330拖网(Manta网)0.93±0.59[27]
    辽东湾20不锈钢采样桶1700±1200[18]
    黄海黄海500浮游生物网0.134[17]
    500拖网(邦戈网)0.13±0.20[28]
    333拖网(螳螂网)0.09[21]
    黄海北部30Niskin采水器25L545±282[29]
    黄海南部50泵采100L6500±2100[30]
    50泵采100L4900±2100[30]
    50泵采100L4500±1800[30]
    青岛近岸50不锈钢桶+浮游生物网16869[31]
    50不锈钢桶+浮游生物网12785[31]
    50不锈钢桶+浮游生物网7209[31]
    50不锈钢桶+浮游生物网1439[31]
    50不锈钢桶+浮游生物网8400[31]
    50不锈钢桶+浮游生物网6400[32]
    50不锈钢桶+浮游生物网12500[32]
    50不锈钢桶+浮游生物网5000[32]
    50不锈钢桶+浮游生物网6400[32]
    胶州湾20不锈钢采样桶50L20~120[33]
    20水泵200L+筛网浓缩过滤27.0±11.5[34]
    20水泵200L+筛网浓缩过滤40.7±18.4[34]
    150拖网0.2±0.1[34]
    150拖网0.2±0.1[34]
    海州湾160浮游生物网2.60±1.40[35]
    江苏近岸330拖网0.33[36]
    如东333拖网(Neuston网)0.330±0.278[37]
    桑沟湾30Niskin采水器100L20060±4730[38]
    50水桶50L63600±37400[39]
    50水桶50L89500±20600[39]
    四十里湾300不锈钢采水器+钢筛过滤100±80[40]
    20不锈钢采水器+尼龙膜过滤2000±2400[40]
    东海东海500浮游生物网0.31[41]
    333拖网0.167±0.138[42]
    60螺杆泵采集+不锈钢筛过滤112.8±51.1[43]
    70不锈钢潜水泵100 L112.8±51.1[44]
    东海东海20金属桶5L +尼龙过滤器900[45]
    长江口300离心泵100L +金属过滤器0~259[46]
    70不锈钢筛泵送100L231±182[47]
    60螺杆泵采集+不锈钢筛过滤157.2±75.8[43]
    70不锈钢潜水泵100 L157.2±75.8[44]
    32泵采+钢筛4137.3±2461.5[42]
    20金属桶(河口和沿海水域气举泵)5L +尼龙过滤器10900[45]
    上海10不锈钢仪器5L +尼龙滤纸27840±11810[48]
    浙江30采水器25 L144[49]
    舟山505拖网163.42[50]
    杭州湾330拖网0.14±0.12[51]
    象山湾330浮游生物网8.9±4.7[52]
    椒江河口333特氟龙泵20 L +钢筛955.6±848.7[53]
    瓯江河口333特氟龙泵20 L +钢筛680.0±284.6[53]
    闽江河口333特氟龙泵20 L +钢筛1245.8±531.5[53]
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-19
  • 录用日期:  2022-09-29
  • 刊出日期:  2023-04-20

东中国海表层海水微塑料分布特征及其来源综述

    作者简介:陈永平(1976—),男,江西万载人,教授,主要从事河口海岸水环境研究,E-mail:ypchen@hhu.edu.cn
    通讯作者: 许春阳(1987—),男,副教授,硕士生导师,E-mail:cyxu@hhu.edu.cn
  • 1. 河海大学 港口海岸与近海工程学院, 江苏 南京 210000
  • 2. 成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室, 四川 成都 610059
基金项目: 国家重点研发计划项目(2017YFC0405400)

摘要: 微塑料作为一种新型污染物,对环境、海洋生物、人体健康等均会产生潜在危害,因而引起国内外学者的广泛关注。本文基于公开发表的文献资料,剖析东中国海表层海水微塑料的丰度分布以及粒径、颜色、形状、种类组成特征,总结东中国海微塑料污染概况,进而分析微塑料可能的来源。研究表明,东中国海表层海水微塑料丰度整体变化幅度小,沿岸局部及河口附近海域丰度高。其中,渤海表层海水微塑料分布较为均匀,渤海海峡以及靠近陆地处略高;黄海局部(青岛近岸、桑沟湾海域)丰度较高,其余海域丰度与渤海相近,南部略高于北部;东海沿岸河口附近丰度明显升高,从沿岸向海呈降低趋势。渤海表层海水微塑料粒径组成以小于1 mm为主;黄海以小于0.5 mm为主;东海以0.5~1 mm和1~5 mm为主。东中国海各地表层海水微塑料的颜色组成差异大,形状组成以纤维状为主,种类组成以聚乙烯和聚丙烯为主。

English Abstract

  • 塑料是一种成分复杂的有机高分子聚合物,塑料颗粒在水体、沉积物、大气、生物等环境中广泛分布,在海洋中可长期存在[1-2]。微塑料的概念(粒径小于5 mm的塑料碎片)于2004年被提出[3],此后被众多学者采用[4-6]。海洋微塑料的来源主要分为陆源(生活污水的排放等)和海源(船只和海上平台的污染等)两方面[7]。海洋中的微塑料不仅污染环境,还易被海洋生物[8]摄入,危害生物体机能[9],影响其生长发育。通过食物链的传递,微塑料甚至可以影响人类的健康[10]。微塑料作为一种新型的环境污染物,对环境、海洋生物、人体等都可能产生潜在危害[11],因而受到广泛关注。

    中国塑料产量世界最大[12],由于生活污水的排放以及产业的快速发展等原因,微塑料已普遍存在于内陆、河口和海岸水体[13]以及生物体中[14]。不同学者从多个角度对中国沿海微塑料污染情况展开研究[15-17],内容包括微塑料的来源、分布特征、危害等,但对于中国沿海整体微塑料污染情况尚不明晰。本文以东中国海(包括渤海、黄海、东海)为研究对象,对相关研究进行梳理、对比和总结,从宏观角度探讨东中国海表层海水微塑料的分布特征并分析其来源。

    • 微塑料量化研究方法的差异(如采样、样品处理方法)均可导致研究结果产生差异。海洋微塑料的采样装置包括表面拖网、浮游生物网和采样泵等。采样方式主要分为拖网法以及先泵采(或桶采)后过滤的大体积法[18]两种。在实际操作中需根据水样特点确定合适的采样装置[19-20]。筛网孔径不同的采样装置收集到微塑料的数量以及尺寸分布具有明显差异,将影响研究结果的可比性。本文基于公开发表的文献资料,分析了东中国海表层海水微塑料的丰度分布以及粒径、颜色、形状、种类组成特征。

      表1整理了东中国海表层海水微塑料丰度的相关研究结果。研究采用的网格孔径主要包括20 μm、30 μm、50~70 μm、300 μm、333 μm,个别孔径为160 μm和500 μm。大体积法采集水样的体积一般为5~200 L。表层海水采样深度为0~50 cm。

      地点区域网格孔径/μm采样方式丰度/n∙m−3参考文献
      渤海渤海333拖网(螳螂网)0.65[21]
      330拖网(Manta网)0.33±0.36(夏)[15]
      330拖网(Manta网)0.22±0.21(秋)[15]
      330拖网(Manta网)0.30±0.52(冬)[15]
      330拖网(Manta网)0.53±0.45(春)[15]
      330拖网(螳螂网)0.35±0.13[22]
      20不锈钢采样桶2200±1400[18]
      20不锈钢采样桶2200[23]
      渤海海峡20不锈钢采样桶2600±1400[18]
      渤海中央海区160拖网(生物网)11.8[24]
      20不锈钢采样桶900±200[18]
      莱州湾300拖网(螳螂网)1.7±1.5[25]
      20不锈钢采样桶2900±1800[26]
      20不锈钢采样桶4200[18]
      锦州湾330拖网(Manta网)0.93±0.59[27]
      辽东湾20不锈钢采样桶1700±1200[18]
      黄海黄海500浮游生物网0.134[17]
      500拖网(邦戈网)0.13±0.20[28]
      333拖网(螳螂网)0.09[21]
      黄海北部30Niskin采水器25L545±282[29]
      黄海南部50泵采100L6500±2100[30]
      50泵采100L4900±2100[30]
      50泵采100L4500±1800[30]
      青岛近岸50不锈钢桶+浮游生物网16869[31]
      50不锈钢桶+浮游生物网12785[31]
      50不锈钢桶+浮游生物网7209[31]
      50不锈钢桶+浮游生物网1439[31]
      50不锈钢桶+浮游生物网8400[31]
      50不锈钢桶+浮游生物网6400[32]
      50不锈钢桶+浮游生物网12500[32]
      50不锈钢桶+浮游生物网5000[32]
      50不锈钢桶+浮游生物网6400[32]
      胶州湾20不锈钢采样桶50L20~120[33]
      20水泵200L+筛网浓缩过滤27.0±11.5[34]
      20水泵200L+筛网浓缩过滤40.7±18.4[34]
      150拖网0.2±0.1[34]
      150拖网0.2±0.1[34]
      海州湾160浮游生物网2.60±1.40[35]
      江苏近岸330拖网0.33[36]
      如东333拖网(Neuston网)0.330±0.278[37]
      桑沟湾30Niskin采水器100L20060±4730[38]
      50水桶50L63600±37400[39]
      50水桶50L89500±20600[39]
      四十里湾300不锈钢采水器+钢筛过滤100±80[40]
      20不锈钢采水器+尼龙膜过滤2000±2400[40]
      东海东海500浮游生物网0.31[41]
      333拖网0.167±0.138[42]
      60螺杆泵采集+不锈钢筛过滤112.8±51.1[43]
      70不锈钢潜水泵100 L112.8±51.1[44]
      东海东海20金属桶5L +尼龙过滤器900[45]
      长江口300离心泵100L +金属过滤器0~259[46]
      70不锈钢筛泵送100L231±182[47]
      60螺杆泵采集+不锈钢筛过滤157.2±75.8[43]
      70不锈钢潜水泵100 L157.2±75.8[44]
      32泵采+钢筛4137.3±2461.5[42]
      20金属桶(河口和沿海水域气举泵)5L +尼龙过滤器10900[45]
      上海10不锈钢仪器5L +尼龙滤纸27840±11810[48]
      浙江30采水器25 L144[49]
      舟山505拖网163.42[50]
      杭州湾330拖网0.14±0.12[51]
      象山湾330浮游生物网8.9±4.7[52]
      椒江河口333特氟龙泵20 L +钢筛955.6±848.7[53]
      瓯江河口333特氟龙泵20 L +钢筛680.0±284.6[53]
      闽江河口333特氟龙泵20 L +钢筛1245.8±531.5[53]

      表 1  东中国海表层海水微塑料丰度

      Table 1.  The abundance of microplastics in surface seawater of the East China Sea

      不同孔径的网格采集到微塑料的数量差异明显,采用较小网格(如20 μm网格)与较大网格(如300 μm网格)所得微塑料丰度相差可达三至四个数量级。为使研究结果具有可比性,将数据按网格大小分类,对孔径相近的资料进行比较。大孔径网格分为150~160 μm、300~340 μm两类,小孔径网格分为10~40 μm、50~70 μm两类。

      目前采用10~40 μm和300~340 μm网格的研究最多,其中采用300~340 μm网格的研究涉及的地理范围最广。采用300~340 μm网格的调查数据显示:东中国海表层海水微塑料丰度整体变化幅度不大。位于最北部的渤海表层海水微塑料丰度较低,最高丰度在莱州湾,为(1.7±1.5)n/m3[25],其余丰度为0~1 n/m3[15, 21-22, 27]。相应地,黄海微塑料丰度均为0~10 n/m3[21, 40],江苏近岸大范围海域丰度约为0.33 n/m3[36-37]。大气沉降微塑料是渤海及北黄海海岸带陆海环境微塑料的重要来源。每年通过大气传输沉降至渤海的微塑料平均质量为427 t,沉降至北黄海的微塑料平均质量为156 t[54]。椒江、瓯江河口附近海域微塑料丰度均高于500 n/m3,闽江河口达(1245.8±531.5)n/m3[53]。长江口附近海域微塑料丰度高于其南北两侧的黄海和浙江沿岸[46, 51-52]。长江口航道、港口众多,人口密度高,塑料排放量大,每年向东海排放的微塑料入海通量为31×104~48×104 t,在全球模型估算值排名中居于首位[55]。东海距海岸较远处海域微塑料丰度较低,仅为(0.167±0.138)n/m3[42]。入海河流是微塑料的重要来源,通常在河口区偏高,因此,河口处数据并不能代表完整的东海,东海微塑料丰度呈现由沿岸向海降低的分布趋势。

      小孔径网格以10~40 μm为主,研究区域集中于渤海全海域以及黄海和东海局部。采用此类网格测得渤海表层海水微塑料丰度范围为0~1000 n/m3[18, 23, 26],处于较低范围。渤海区域采用此类网格的研究数据丰富,丰度差异小,分布均匀,渤海海峡以及靠近陆地处的丰度均为1000~5000 n/m3,中央海区比渤海海峡以及靠近陆地处稍低[18],莱州湾最高[18, 23, 26]。黄海桑沟湾及东海长江口附近海域表层海水微塑料丰度高达10000 n/m3[38, 45],桑沟湾附近的丰度达到渤海沿岸的10倍左右。

      采用50~70 μm网格的研究数据几乎都集中于黄海。黄海局部青岛近岸和桑沟湾海域丰度最高,均高于10000 n/m3[31-32, 39],与采用10~40 μm网格的研究结论相符。青岛近岸研究数据多,差异大,丰度最小为1439 n/m3,最大为16869 n/m3,可能与当地海水水动力以及人类活动强度不同有关[31]。根据潮流场模型推算,胶州湾湾口处流速最大,湾内流速最小[56-57],这是当地微塑料丰度差异大的原因。黄海南部的研究采用50 μm网格,丰度最低为(4500±1800)n/m3[30]。而黄海北部的研究采用20 μm、30 μm等更小孔径的网格,测得丰度最高仅为(2000±2400)n/m3[29, 40]。一般采用网格的孔径越小,收集到微塑料的数量越多。黄海北部采用筛网孔径更小,但测得微塑料丰度却更低,可见黄海南部表层海水微塑料丰度高于北部。

      采用150~160 μm网格进行研究的区域仅在渤海中央、黄海青岛近岸和连云港海州湾附近[24, 34-35]。海州湾附近海域微塑料丰度仅为(2.60±1.40)n/m3[35]。青岛近岸和长江口采用多种孔径网格所得丰度均有较大差异[31, 34, 42, 45-48]。东海距海岸稍远处采用各孔径网格所得丰度均在各类丰度最低的范围内[41-45]

    • 图1为东中国海表层海水微塑料的粒径组成,粒径>5 mm的塑料颗粒占比极小,但是为了保留原始数据的完整性,本文保留了粒径>5 mm的数据。根据区域范围,本研究分整体和局部进行分析,整体研究的区域为渤海、黄海或东海整片海域,局部研究的区域为其中更小范围部分,如海湾等。研究显示,微塑料粒径越小其含量越高[58-60],由于大量粒径小于采样网格孔径的微塑料无法被采集,因此本文尽可能比较同类网格数据,首先基于所有数据对微塑料组成特征进行分析,再选取典型数据对比分析。

      图  1  东中国海表层海水微塑料粒径占比

      Figure 1.  Size proportions of microplastics in surface seawater of East China Sea

      黄海及东海微塑料粒径划分范围为<0.5 mm、0.5~1 mm、1~5 mm、>5 mm。渤海的粒径划分范围不统一,为兼顾较多研究,以<0.3 mm、0.3~1 mm、1~5 mm、>5 mm为划分范围。

      渤海表层海水微塑料的粒径以小于1 mm为主,其中小于0.3 mm和0.3~1 mm的微塑料占比相近,分别为38.11%和35.13% [18, 61]。锦州湾1~5 mm的微塑料最多,占比为53.16%[27]。黄海表层海水微塑料粒径较小,主要以小于0.5 mm为主,南黄海、桑沟湾小于0.5 mm的微塑料占比最高,分别为78.07%、77.58%,青岛近岸为62.74%,北黄海为59.25% [29-32, 38-39, 62]。桑沟湾位于南、北黄海之间,粒径组成与南黄海几乎一致。胶州湾、如东附近海域1~5 mm的微塑料占比最高[33-34, 37]。黄海整体与局部各地差异较大,研究结果显示,有70.95%的微塑料粒径为1~5 mm,主要原因是黄海整体的调查采用较大的500 μm网格,无法检测出较小的微塑料颗粒[17, 28]。东海0.5~1 mm和1~5 mm的微塑料占比相近,分别为42.7%和47.4%[17, 42]。长江口附近海域0.5~1 mm的微塑料占比为67%[42]。舟山近岸1~5 mm的微塑料占比高达62.08%[50]。渤海表层海水微塑料粒径组成以小于1 mm为主;黄海以小于0.5 mm为主;东海0.5~1 mm、1~5 mm的微塑料占比相近,后者最高。

      300~340 μm网格的数据分析如图2所示。由于渤海微塑料粒径划分范围与其余两地不同,因此仅讨论黄海与东海。黄海如东附近海域、长江口微塑料粒径占比与上文相同,东海结果与图1的数据相近,仍以0.5~1 mm和1~5 mm的微塑料为主,占比分别为35.40%和55.80%[37, 42]。如东附近海域存在较多小于0.5 mm的微塑料。

      图  2  300~340 μm网格数据对比

      Figure 2.  Data comparison of mesh aperture of 300~340 μm

    • 微塑料色彩丰富,与自身材质和来源有关。东中国海不同地区表层海水微塑料颜色组成差异大,黑色微塑料均较为少见。渤海、黄海、东海各地表层海水微塑料的颜色组成如图3所示。

      图  3  东中国海表层海水微塑料颜色占比

      Figure 3.  Color proportions of microplastics in surface seawater of East China Sea

      渤海表层海水微塑料颜色组成以白色和彩色为主,占比分别为43.40%和37.04%,仅有少量透明色与黑色微塑料[22, 60-61, 63]。渤海湾彩色微塑料占比高达64.49%。黄海整体表层海水透明色微塑料占比为84%[17]。黄海北部与南部微塑料颜色组成均与整体接近,透明色微塑料占比分别为76.00%和79.49%,几乎没有白色微塑料[29-30]。近岸局部地区微塑料颜色组成与整体存在差异,例如,青岛近岸、胶州湾以彩色微塑料为主[31-34],如东附近海域以黑色微塑料为主[37]。东海表层海水以彩色微塑料为主[17, 41-42, 45, 47],占比为45.50%,区域特性不同的地区颜色组成差异大。长江口附近海域彩色微塑料占比为47.70%[42-47],上海附近海域黑色微塑料占比为56.48%[48],舟山附近海域透明色微塑料占比为42.18%[50]

      对300~340 μm网格数据的分析如图4所示。渤海表层海水微塑料颜色以白色和彩色为主,占比分别为60.10%和27.46%[22, 61]。锦州湾、如东附近海域结果与图3一致[27, 37]。东海彩色微塑料占比最高,为57.90%[42]。长江口以白色和透明色微塑料为主,占比分别为36.58%和33.97%[42, 46],与图3所示结果有所不同,长江口研究结果差异较大。

      图  4  300~340 μm网格数据对比

      Figure 4.  Data comparison of mesh aperture of 300~340 μm

    • 图5为东中国海表层海水微塑料的形状组成。沿海各地微塑料形状组成具有共同特征:以纤维状微塑料为主。纤维状微塑料的来源有衣物的清洗[64]、渔业活动、海洋交通以及纺织品的生产等[65-66]。海洋环境中微塑料的首要来源是被洗涤衣物纤维污染的污水[67-68],这个结论与东中国海表层海水微塑料形状组成中纤维状占比最高的结论相吻合。

      图  5  东中国海表层海水微塑料形状占比

      Figure 5.  Shape proportions of microplastics in surface seawater of East China Sea

      渤海表层海水微塑料形状以纤维状和碎片状为主。渤海整体纤维状微塑料占比为34.74%,碎片状、窄条状微塑料占比分别为28.99%和21.87%[18, 22, 60-61, 63]。莱州湾纤维状微塑料占比最高,达95.65%[25]。渤海湾纤维状微塑料主要来源于生活污水,碎片状微塑料来源于包装材料、塑料容器、化妆品和清洁介质的分解[69]。锦州湾有41.7%的微塑料为窄条状[27]

      黄海整体与局部的研究结果差异大,可能与整体研究采用500 μm网格有关[17, 28]。纤维状微塑料在南黄海、海州湾、胶州湾的占比均在90%以上,如东附近海域和四十里湾纤维状微塑料占比在70%以上[30, 33-35, 37, 40]。连云港海州湾纤维状微塑料可能来源于船舶和装卸的货物[70]以及旅游产业产生的垃圾[71]。北黄海存在58.10%的薄膜状微塑料[29],桑沟湾存在49.40%的颗粒状微塑料[38-39]

      东海表层海水纤维状微塑料占比最高,此外存在少量薄膜状、碎片状、泡沫状微塑料[17, 41-42, 44-45, 47],泡沫状微塑料可能来源于东海浙闽一带的泡沫行业[63]。上海附近海域颗粒状和碎片状微塑料占比分别为40.31%及36.40%,纤维状微塑料占比仅为3.19%,与当地经济发达、城市垃圾多有关[48]

      10~40 μm网格的数据对比如图6所示。渤海纤维状微塑料占比为75.00%[18],较图5中相应的数据增加了40.26个百分点。东海碎片状微塑料的占比高于纤维状微塑料,占比为57.00%[45]。其余区域的研究结果与图5的数据一致或相近。

      图  6  10~40 μm网格数据对比

      Figure 6.  Data comparison of mesh aperture of 10~40 μm

    • 东中国海表层海水微塑料种类丰富,以聚乙烯和聚丙烯为主。图7为东中国海表层海水微塑料种类组成。

      图  7  东中国海表层海水微塑料种类占比

      Figure 7.  Polymer type proportions of microplastics in surface seawater of East China Sea

      渤海表层海水微塑料种类组成以聚乙烯、聚丙烯为主[22, 61],聚乙烯来源于大量渔网的使用[63]。莱州湾以聚对苯二甲酸乙二酯和其他微塑料为主[25]。渤海微塑料的来源与当地渔业的发展、生活废水的排放具有很大关联。

      黄海整体表层海水微塑料种类以聚乙烯为主,占比为55.93%,其次为聚丙烯,占比为32.2%[17]。黄海北部与南部微塑料种类组成相近[29-30],北黄海聚乙烯占比达77.7%[29]。黄海局部与整体微塑料种类组成差异大,青岛近岸、胶州湾以及连云港海州湾附近海域微塑料种类组成以聚对苯二甲酸乙二酯为主[31-35]。胶州湾的聚对苯二甲酸乙二酯微塑料占比最高,为52.16%,这可能是由日常衣物洗涤污水向河流或者污水厂排放造成的。根据资料,聚酯在城市河流中的含量比在海水中的含量多[45],而大多数聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯[72],因此,胶州湾受河流影响的可能性较大[34]

      东海表层海水微塑料最主要的种类是聚乙烯,占比为68.6%,其次为聚丙烯,占比为20.36%[17, 41, 43-44, 47]。浙江附近海域其他种类微塑料占比高达77.7%,主要是纤维素(人造丝)(CE)和聚酯纤维(PES),与浙江纺织服装产业发达相关[49]

      300~340 μm网格数据仅有渤海与东海的对比分析,如图8所示。长江口的结果与图7的数据存在差异,其他种类微塑料占比为38.56%[46],以纤维素为主,主要用于服装生产。

      图  8  300~340 μm网格数据对比

      Figure 8.  Data comparison of mesh aperture of 300~340 μm

      选取50~70 μm网格数据对黄海与东海进行分析,如图9所示。长江口附近海域微塑料种类组成以聚乙烯为主,占比为76.57%[43-44, 47]。关于长江口附近海域表层海水微塑料种类组成的各研究结果差异大。其余地区结果变化均较小[30-31, 43-44, 47]

      图  9  50~70 μm网格数据对比

      Figure 9.  Data comparison of mesh aperture of 50~70 μm

    • (1)东中国海表层海水微塑料丰度较高的区域为黄海沿岸局部以及东海河口附近海域。渤海各地表层海水微塑料丰度差异小,分布均匀。黄海沿岸桑沟湾附近海域微塑料丰度最高,达(89500±20600)n/m3,是渤海沿岸的10倍左右,沿岸其余大范围海域微塑料丰度与渤海相近,南部微塑料丰度略高于北部。东海沿岸长江口、椒江、瓯江、闽江河口附近海域微塑料丰度高,可达渤海、黄海的百倍甚至千倍,而距海岸稍远处海域的微塑料丰度与渤海、黄海接近,丰度由沿岸向海逐渐降低。东中国海表层海水微塑料丰度整体变化幅度小,沿岸局部及河口附近海域丰度有所差异。

      (2)东中国海表层海水微塑料粒径、颜色组成与当地产业发展等实际因素密切相关,形状、种类组成具有普遍性的特征。形状组成占比最高的为纤维状微塑料,渤海莱州湾、南黄海、海州湾、胶州湾纤维状微塑料占比均在90%以上。种类组成以聚乙烯和聚丙烯为主,北黄海聚乙烯占比可达77.7%。微塑料组成特征可能随当地实际情况而变。

      (3)东中国海表层海水微塑料主要来源于陆地,与当地产业发展、人口密度、人类活动、工业化水平、地理位置等相关。渤海微塑料主要来源于生产、生活的输入,如围填海活动、海上行船的垃圾排放、港口建设和船舶运输、渔业生产、海洋石化、工业原料等。黄海表层海水微塑料来源与当地产业发展相关,如养殖与旅游活动,航运等人类活动也是其重要来源。黄海北部与渤海相连,微塑料来源与天津近岸海域相同,以渔业用具为主。长江口经济发达、人口密集,表层海水微塑料丰度大,且存在明显的季节变化,雨季降水增多,冲刷携带沿岸微塑料进入河口。东海大部分微塑料来源于长江口。

参考文献 (72)

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