扬州市水环境微塑料污染特征及风险研究

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微塑料作为主要新型污染物之一,近年来逐渐受到人们的密切关注。水体中微塑料能够被浮游动物及鱼类等生物摄入,并在食物链中进行传播,最终通过累积效应对人类健康造成无法预测的威胁。城市水环境为城市居民日常所频繁接触,与城市居民日常生活息息相关,但是目前对城市水环境微塑料污染的研究较少,因此对城市水环境中微塑料污染情况调研极其必要。本研究以扬州市水体为研究对象,综合选择了十六个取样点进行表层水和沉积物取样进行前处理,通过荧光染色法结合荧光显微镜进行定量观测,傅里叶红外光谱进行定性分析,明确了扬州市水环境表层水与沉积物中微塑料的丰度、成分、形状和粒径等污染赋存特征并进行相关讨论,通过污染负荷指数法(PLI)和潜在生态风险指数法(PERI)对扬州市水环境微塑料可能造成的生态环境风险进行评价。主要研究结果如下:(1)对十六个扬州市表层水取样点进行了取样,通过荧光染色法和傅里叶红外光谱法对水样中微塑料的丰度、成分、形状和粒径进行分析。其中采集水样的微塑料丰度在5.0~24.0个.L-1之间,平均丰度为14.5个·L-1,在扬州市表层水中微塑料成分主要为聚乙烯(52%)、聚酯(24%)和聚酰胺(16%),其他检出微塑料种类如聚丙烯、环氧树脂等占比仅不到8%。在十六个取样点中所有检出微塑料中,纤维状微塑料占比最多,约为43.53%,十六个点位中所采集的微塑料粒径普遍小于300μm,其中粒径小于100μm的微塑料占比最多,达到了 53.65%,表明粒径小于300μm的小粒径微塑料在扬州市水环境表层水中占主流。(2)对十六个扬州市水环境沉积物取样点进行了取样,并对沉积物样品中微塑料的丰度、成分、形状和粒径进行分析。结果表明微塑料丰度在133.0~868.0个·kg-1之间,平均丰度为417.56个·kg-1。扬州市水环境沉积物中主要检测出来的塑料成分与表层水中检出微塑料成分相似,分别为聚乙烯(59%)、聚酯(19%)和聚酰胺(18%),其他检出微塑料种类有聚氯乙烯和聚酯占比仅4%。扬州市水环境沉积物中纤维状微塑料在沉积物微塑料形状中占主导地位,占比达到42.1%,颗粒状微塑料在沉积物中微塑料占比达35.63%,碎片状占比为22.27%。与表层水微塑料粒径占比相比,沉积物中微塑料不同粒径范围分布相对比较均匀,其中塑料粒径<100μm的微塑料所占比例为46.31%,粒径大小100~300μm的微塑料占比31.03%,粒径大于300μm的微塑料占比为22.66%。(3)分别运用污染负荷指数法和潜在生态风险指数法两种生态风险分析方法对表层水以及沉积物中微塑料污染进行风险分析。其中以污染负荷指数法计,扬州市水环境中表层水微塑料PLIy=1.67,处于中度污染范围。十六个取样点中污染负荷指数PLI范围在0.99~2.21之间,其中仅有古运河1号点位PLI处于轻微污染范围,其余点位均处于中度污染或者极强污染范围中。沉积物取样点的污染负荷指数相对较低,PLIy=1.17,表明沉积物中微塑料污染以PLI计相对轻于表层水中微塑料污染,但仍处于中度污染范围。以潜在生态风险指数法计,扬州市水环境中表层水十六个采样点PERI范围在8.37~446.16之间,不同点位间差异相对较大。沉积物取样点的潜在生态风险指数相对较低,范围在2.75~182.46之间。
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