大房郢水库微塑料污染现状和生态风险评价

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自二十世纪以来,塑料制品因为制造成本低、质轻和耐腐蚀等优点被广泛应用于人类的生产和生活中,但其性质稳定难降解,未妥善处理的塑料制品将在环境中逐渐累积。这些塑料在物理、化学和生物因素等作用下,破碎分解为直径<5 mm的塑料微粒,被称为微塑料。微塑料不仅在海洋、湖泊和河流等生态系统中广泛分布,在偏远山区和南极也同样被检测到。同时因其特性容易吸附污染物,且随食物链迁移,危害人类健康。本研究选取大房郢水库作为研究区域,重点研究了表层水和沉积物中微塑料的污染分布和特征。通过消解、密度浮选法和抽滤等过程提取了样品中的微塑料,利用体式显微镜观察记录了微塑料的类型、粒径大小和颜色,并使用拉曼光谱仪对微塑料聚合物进行化学性质的鉴定。最后使用指数评估大房郢水库微塑料的生态风险,分析微塑料可能的来源和途径,同时对全球淡水生态系统中微塑料的研究进行数据整合,全面评估大房郢水库的微塑料污染现状。主要研究成果如下:(1)大房郢水库所有采样点都检测出微塑料,表层水中的微塑料丰度为8.8-32.05 n/L,平均丰度为18.62±7.12 n/L。沉积物中的微塑料丰度为897-2 480 n/kg(干重),平均丰度为1 620±574.46 n/kg(干重)。在空间分布上,靠近城市区域的微塑料丰度显著高于农村区域(p<0.05)。(2)在表层水和沉积物中,纤维类均是占比最高的微塑料类型,其次是颗粒类或微珠类,薄膜类微塑料占比最少。在两种采样类型中,微塑料的粒径分布表明,其丰度随着粒径的增加而减少。表层水中微塑料的颜色以透明、黑色和蓝色为主;沉积物中微塑料的颜色以透明黑色和白色为主。表层水中微塑料的生态风险为Ⅰ级风险,污染程度低;沉积物中微塑料的生态风险为中度风险。(3)对全球范围淡水生态系统中微塑料的研究进行数据整合,绘制微塑料污染分布图;在湖泊和河流这两种不同相的水体中,表层水和沉积物中微塑料丰度没有显著性差异;同时基于该数据评价大房郢水库微塑料污染程度,结果表明表层水和沉积物中的微塑料丰度偏高,需加以关注。
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