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长三角地区不同水域环境中微塑料污染特征研究

罗文雅  
【摘要】:在环境的影响下大块塑料能够破碎成无数更小的塑料个体,其中个体直径小于5毫米的即为微塑料。相关研究表明微塑料在海洋环境中已被广泛检出,特别是在河口地区微塑料污染尤为严重,这表明城市河流输入是近海水域中微塑料的重要来源之一。与海洋环境相比,内陆淡水环境与人类活动联系更为紧密,但微塑料如何从淡水环境进入海洋环境,我们还知之甚少。研究表明微塑料污染水平与人口密度呈正相关,与城市的产业结构密不可分,但微塑料污染的陆源分析仍处于起步阶段,且不同的经济产业对微塑料污染是否存在影响还缺乏一定的调查。本文针对以上问题展开研究:(1)将纺织工业的陆源输入作为切入点,探究微塑料污染;(2)以研究区域的主要功能作为分类标准,分析不同功能区微塑料的理化特征、影响因素;(3)参照河流分级的思路,探究不同级别水系中微塑料的空间分布情况,从局部和整体的角度,探讨微塑料空间分布的异同及传递机制。首先,本研究通过对典型纺织工业区(绍兴和余姚)29个站点中水体和沉积物的微塑料分布特征进行调查,发现河道水样微塑料丰度范围为2.1-71.0个/升,沉积物微塑料丰度范围为16.7-1323.3个/千克。水样和沉积物中微塑料尺寸的分布存在显著的差异性(p?0.01),且水样中小尺寸的微塑料更为集中,证明微塑料在水体环境更容易破碎。水样和沉积物样中微塑料的主要类型均为聚酯,主要形状是纤维,占比大于79%,但小球状仅在水样中存在。且水样中微塑料污染与纺织工业厂密集度相关性较大,但沉积物中微塑料污染却与纺织贸易厂密集度相关性更强,可见纺织品的生产及贸易活动是微塑料污染的主要来源之一。其次,为了进一步探究不同功能区中微塑料的污染特征,本论文选取了崇明农田区和风景区的河道水样进行分析,结果表明不同功能区的水样中微塑料污染差异较大。其中农田区微塑料平均丰度为8.11个/升,风景区微塑料平均丰度为5.17个/升,可知农田区水样中微塑料污染更为严重;而不同功能区水样中微塑料的理化特征相似,均以纤维状为主,尺寸主要集中在0.1-1.0毫米。结合农田区土壤的微塑料污染数据,发现水样和土壤样中微塑料的尺寸分布存在显著性差异性,且水样中微塑料形状和颜色更加丰富。水样中微塑料的主要成分为聚酯,而土壤中微塑料以聚丙烯和聚乙烯为主。由此可知,微塑料的理化特征与功能区的类别无关,而与研究对象(承载物体)关联度较大。最后,为了探究相同的研究对象(水体)在不同级别流域的微塑料污染特征,本论文对长三角流域进行分级研究,选取不同水系(上海小河道-苏州河-黄浦江-长江入海口-东海近岸)对微塑料的空间分布特点进行分析,发现不同级别水系中微塑料丰度存在明显的差异。淡水水域中微塑料丰度(1.8-2.4个/升)高于河口及近海水域(0.9个/升);城市河道(苏州河和黄浦江)上游至下游的微塑料丰度逐渐增加;微塑料丰度与市区中心的距离、长江入海口的距离均呈负相关。可见,微塑料可能从城市河网向海洋不断汇集。各级水系中最常见的微塑料形状为纤维,但占比差异较大,主要类型为聚酯。可见淡水水体中微塑料污染更为严重,且不同级别水系中微塑料的空间分布特征各有不同。综上所述,典型纺织工业对河流微塑料污染的贡献度较大,工业厂、贸易厂与河道水样、沉积物微塑料污染的关联度有所不同,内陆河流微塑料的污染程度与周边经济产业有明显的相关性。并且不同功能区(农田区和风景区)对同种研究对象(水样)中微塑料污染的影响差异较大。从水系分级的角度对微塑料的空间分布特点和传递特征进行探究,能够更好地梳理源汇关系。同时城市河道到海洋的不同水系中微塑料污染存在特定的规律,能一定程度上反映微塑料污染与河流水文运动、人口密度的相关性。


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