基于浓度分布和化学特性的海洋微塑料污染风险评估——以长江口为例

       海洋微塑料污染的风险不仅仅来源于在环境中的长期积累,还在于微塑料本身作为化学多聚物所具有的化学毒性,本研究在对长江口表层水体中微塑料浓度分布调查的基础上,探索基于丰度和化学性质的微塑料多重环境风险评估。
       2017年夏季,实验室研究人员搭乘“润江号”开展长江口海洋微塑料污染调查。发现长江口及其邻近海域29个站点的表层水体中微塑料的平均浓度为0.231±0.182个/升,与世界上其他水体中的浓度相比,处于中等污染水平。由于长江河口水动力环境复杂,微塑料的空间分布差异显著。靠近杭州湾处微塑料浓度最高,在离岸较远的水域也出现了微塑料浓度高值。分析空间分布趋势发现,微塑料聚集区域分布与长江冲淡水和台湾暖流的夏季走向相似,今后将着重研究河口动力条件对微塑料分布的影响。同时杭州湾受钱塘江、长江口、东海的多重影响,使得微塑料浓度在此处呈现最高值。对其物理特性的研究发现,虽然微塑料的颜色丰富,但由于在环境中时间较长,往往褪去表面颜色难以辨认;0.07–1.0 mm 大小的微塑料达到半数以上;除去自然纤维的影响,水体中纤维状微塑料最多。
       为全面了解微塑料浓度和多聚物成分的综合影响,本研究引入“污染负荷指数”和“多聚物毒性”这两个指标评估微塑料污染风险程度。在本研究的微塑料聚集区内,塑料多聚物的成分主要为聚乙烯(polyethylene ,简称PE),丰度占80%以上,在各个站点均有广泛分布。另外,聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等成分的微塑料也在水体中发现。相比于PE和PP,PVC的化学毒性已被证明是前两者的数千倍,说明高危害性微塑料在环境中即使浓度很低,但长期的累积效应仍然将导致巨大的潜在风险。本研究评估结果表明,微塑料浓度较高区域,污染风险较高,同时,浓度偏低区域由于PVC等高危多聚物成分含量偏高,其风险也整体偏高。因此,对于海洋微塑料污染的管控,不仅仅聚焦于浓度偏高的“热点”地区,更应该同时兼顾塑料的化学危害性,双重考虑微塑料的空间分布聚集和物理、化学性质,为今后全面评估海洋微塑料污染奠定科学标准。
        该研究成果以“Microplastic risk assessment in surface waters: A case study in the Changjiang Estuary, China”为题,发表在 Marine Pollution Bulletin 期刊上,文章第一作者为硕士研究生徐沛,通讯作者为李道季教授。