微塑料在全球水体及沉积物中的分布及特征分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangtuming
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微塑料作为一种新型污染物,近年来备受关注。关于微塑料污染研究的文章数量也在迅速增长,但仍处于探索阶段,且文献中关于微塑料污染的研究一般只关注局部区域。对微塑料污染文章计量和研究,及时进行总结和评价,有利于形成标准化的研究流程,发现研究存在的缺口和问题,并从全球视角了解微塑料污染的分布。
  本研究从Web of Science收集筛选出了2020年之前发表的329篇微塑料分布研究相关文献,对文献发表时间、取样国家、取样地点类型、样品类型、取样地点经纬度、取样工具、取样深度、是否记录采样时的风速、微塑料提取方式、是否进行聚合物种类鉴定以及检出聚合物类型和主要聚合物类型、是否进行尺寸分级及各尺寸所占比例、是否进行微塑料形态判断及主要形态、是否进行微塑料颜色判定及主要颜色等信息进行了收集,并进行了以下分析:
  对微塑料污染研究文献的基本信息进行了分析。从文献的发表时间及国家方面进行分析,可以发现近年来微塑料污染文献快速增长,文献分布较为集中,部分地区缺乏可参考数据;进一步结合各国的研究和发展支出总额及直接从事研究和开发的人数对文献数量进行了讨论;在水环境分布方面对淡水环境及海水环境相关的文献数量进行了比较,海水相关的文献是淡水的1.7倍,可见淡水中微塑料污染研究薄弱。
  对微塑料污染的研究流程进行了分析。对微塑料污染研究的整个流程中的主要步骤:取样工具、是否采用密度分离以及密度分离溶液、是否进行有机物消解以及消解液、是否进行四大特征的分析,微塑料浓度单位进行了统计。微塑料污染研究流程各步骤均存在很大不同,密度分离、有机物消解、特征描述比例不高,微塑料浓度单位不统一,水中微塑料浓度使用最多的单位是n/m3,沉积物中最常见的单位是n/kg。
  对微塑料的污染分布进行了分析。分别选取水中微塑料浓度单位为n/m3,沉积物中单位是n/kg的文献进行了统计并利用ArcGIS对微塑料浓度的数量级进行了可视化分析。总体来看微塑料浓度范围变化很大,水中为0.031n/m3~88000n/m3,沉积物中为0.75n/kg~7960n/kg。两个文献分布集中的区域中国和地中海的微塑料污染水平与全球微塑料污染水平相当,微塑料浓度在研究的时间段内没有统计学差异。
  对微塑料的特征进行了分析。选取进行了聚合物类型鉴定和尺寸分级的文献分别对水中和沉积物中的检出聚合物类型、主要聚合物类型、主要尺寸进行了统计。微塑料检出聚合物类型非常多,水中和沉积物中均为46种,检出种类具有非常高的一致性。水中和沉积物中主要聚合物类型出现最多的是PE和PP,其他主要聚合物类型出现的种类相似,在频率上由于微塑料的沉降性能的区别有细微差别,比如PET在沉积物中作为主要聚合物类型出现的频率较水中高。微塑料的尺寸更多的分布在<1mm的小尺寸微塑料,因此采用或提取微塑料过程中采用的网孔尺寸会对结果造成较大影响,稍大尺寸的微塑料更多的分布在地中海区域和远洋区域。研究了微塑料的尺寸、形态、颜色与聚合物类型的关系,没有发现明显的联系。
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