【摘 要】
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微塑料作为一种新型污染物,因其对环境和生态系统的直接或潜在影响而受到广泛关注。海岸带是陆海之间的交接地带,资源丰富,但随着城市的发展和人类活动的干扰,海岸带沉积物成为环境中微塑料汇集的主要区域。同时由于沉积物本身复杂的环境特征,其中的微塑料易与其他污染物联合形成更为严重的污染风险。本论文以我国11个省(直辖市)的海岸带区域采集的柱状沉积物为研究对象,使用Na Br密度分离法和体式显微镜检测了微塑料
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微塑料作为一种新型污染物,因其对环境和生态系统的直接或潜在影响而受到广泛关注。海岸带是陆海之间的交接地带,资源丰富,但随着城市的发展和人类活动的干扰,海岸带沉积物成为环境中微塑料汇集的主要区域。同时由于沉积物本身复杂的环境特征,其中的微塑料易与其他污染物联合形成更为严重的污染风险。本论文以我国11个省(直辖市)的海岸带区域采集的柱状沉积物为研究对象,使用Na Br密度分离法和体式显微镜检测了微塑料丰度,对其形态特征(形状,粒径,颜色)进行了表征,通过显微傅里叶变换红外光谱仪(μ-FTIR)鉴定了微塑料聚合物类型,并利用Simpson多样性指数法对微塑料的形状、颜色、粒径和成分进行了定量分析,从水平和垂直两个维度揭示了我国典型海岸带柱状沉积物中微塑料的赋存特征。同时,运用污染负荷指数法、微塑料聚合物危害风险评估法和潜在生态风险指数法,评估了我国典型海岸带柱状沉积物中微塑料的生态风险。研究结果可为我国海岸带微塑料污染的管治提供依据。本研究主要结果如下:(1)微塑料污染在我国海岸带表层沉积物中广泛存在,平均丰度为406.06±255.18items·kg-1 d.w.,与全球其他区域相比,属于中等污染水平,主要颜色为透明色和蓝色,分别占比32.84%和32.46%。主要粒径为1000-2000μm(33.21%),500-1000μm(27.99%),表层沉积物样品中共鉴定出8种聚合物,玻璃纸(54.10%),PET(24.59%),PP(4.92%),PE(4.92%)为主要聚合物。微塑料多样性指数表明表层沉积物微塑料的多样性和来源均较为复杂。进一步分析表明,我国海岸带表层沉积物中微塑料丰度与表层沉积物粒度没有相关性。整体来看,微塑料丰度的水平分布呈现出从北方到南方下降的趋势。(2)我国海岸带柱状沉积物中微塑料的垂直变化规律为微塑料丰度随沉积深度增加而下降,各沉积层中微塑料形状均以纤维为主,且表层多于底层。相较于底层沉积物,表层沉积物中微塑料粒径更大,颜色种类更多,且以透明色为主,而底层沉积物中微塑料以黑色为主。柱状沉积物样品中共鉴定出10种聚合物,各沉积层均检测出玻璃纸,聚合物种类随沉积深度增加有所下降。这种垂直分布趋势可能与塑料的生产和使用以及城市和工业的发展密切相关。柱状沉积物中微塑料多样性指数也随沉积深度增加而下降,同时各层微塑料丰度与各层沉积物粒度无相关性。整体来看我国南北方柱状沉积物微塑料的垂直分布趋势基本一致,表面三层(0-15 cm)微塑料丰度最高,在部分柱状沉积物的50-100 cm层也发现了微塑料的存在,这可能是由于生物扰动导致微塑料向下迁移或者取样和加工过程中的污染。(3)初步评估了我国海岸带沉积物微塑料的潜在生态风险,污染负荷指数法和潜在生态风险指数法表明,我国海岸带沉积物中微塑料污染属于危险Ⅰ级,轻度污染。微塑料聚合物危害风险评估法表明不同区域存在不同的风险等级,南北方没有明显的分布规律,大部分处于Ⅱ级风险区域。在河北滦河口和广西山口处于Ⅴ级风险区域,这主要与沉积物中微塑料聚合物风险分数有关,其中PAN聚合物权重较高。在福建福鼎,虽然其微塑料聚合物有5种类型,但仍然处于Ⅱ级风险区域,主要原因是虽然聚合物类型多,但是高风险分数的聚合物较少。当前对于微塑料生态风险评估还没有完善的标准和方法,各类方法适用性还有待提高,今后可以提出统一标准的微塑料生态风险评估方法,进一步发展成为科学合理的生态评估方法。
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