乌梁素海冰盖中微塑料的分布特征及其与盐度、叶绿素a的响应关系

目前关于淡水湖泊冰盖中微塑料的分布特征研究还鲜见报道.为阐明乌梁素海冰盖中微塑料的赋存特征以及其与冰盖盐度、叶绿素a浓度之间的响应关系,通过野外采样、显微镜观察、傅里叶红外光谱测定和相关性分析等方法,对冰封期乌梁素海冰盖中微塑料的丰度、颜色、形状和种类进行鉴定,通过相关性分析探求微塑料在冰盖中的分布特征及其与盐度、叶绿素a之间的响应关系.结果表明,乌梁素海冰盖中微塑料平均丰度为56.75~141 n·L^-1,约为乌梁素海表层水体中微塑料丰度的10~100倍;纤维状为最常见的微塑料类型,其次是碎片状.乌梁素海冰盖中微塑料的丰度在水平方向上呈现出从上游到下游逐渐递减的趋势,在垂直方向上则与盐度呈显著正相关,表层冰和底层冰丰度大于中层冰和近底层冰;微塑料丰度与叶绿素a浓度则未发现相关性.此外,受冰盖对水体中微塑料颗粒捕获效应的影响,微塑料在冬季被临时储存于冰盖中,直到春季又被重新释放进入水体.本研究可为乌梁素海微塑料的污染治理提供参考和借鉴.     

汜水河（荥阳段）入河排污口水体微塑料赋存特征及风险评估

城市河流是微塑料的主要接纳者与传输者.探明城市河流微塑料污染状况及其环境风险,可为进一步控制微塑料污染提供依据.以黄河支流汜水河作为研究对象,采集汜水河（荥阳段）9个排污口的污水样品,通过显微镜对微塑料尺寸、形状及颜色等赋存形态进行分析,发现微塑料在排污口水体中多以透明状的纤维和碎片形式存在,且500 μm以下占比较高;进一步采用激光红外成像仪对微塑料种类进行鉴定,发现PET和PE聚合物是主要的微塑料种类,且二者显著相关,表明它们在来源上有相似性.环境风险评价结果表明,微塑料种类是影响评价结果的主要因素,有PVC检出的6个排污口水体环境风险值较高,而污染负荷指数评价结果显示整个研究区段处于低风险水平.     

长江口微塑料时空分布及风险评价

2017年春季、夏季在长江口附近海域进行采样,并对表层沉积物中微塑料的空间与时间分布规律进行了定性与定量的分析,利用污染负荷指数评价微塑料污染的风险程度.结果表明微塑料的浓度分布在季节变化上表现出明显的差异,在降水量丰富的夏季,微塑料的含量普遍更高;相同季节不同站点之间无明显的浓度分布差异,降水量对海洋微塑料的时空分布具有明显的影响.杭州湾海域在夏季期间微塑料浓度最高,为（39.33±14.34）particles/kg（DW）.微塑料的长度多在0.07~1.0mm之间,颜色丰富,形态主要为纤维状.傅里叶显微红外光谱仪检测出样品中含有的微塑料种类有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺,其中聚乙烯是主要的微塑料多聚物类型.运用污染负荷指数对微塑料的污染程度进行评价,长江口-杭州湾及其邻近海域的微塑料污染较轻.     

长江流域微塑料污染特征及生态风险评价

长江作为我国第一大河流,其流域微塑料污染状况尚未得到全面研究.为此,针对流域尺度建立微塑料综合调查评价体系,以探明长江流域微塑料空间分布与组成特征,解析其影响因素,评价其生态风险.结果表明,研究区域微塑料丰度范围为21~44 080 n·m^-3,平均丰度为4 483 n·m^-3.在其空间分布上,支流高于干流（赣江除外）,其中岷江流域成都段是微塑料检出丰度最高的支流地区.流域微塑料尺寸集中在0~1 mm,形状以纤维和碎片为主,颜色以彩色（有色）和透明为主.进一步引入微塑料多样性指数,发现辛普森指数和香农-维纳指数均能量化流域微塑料特征组成的多样性,但二者变化趋势存在一定差别.回归分析显示,人类活动与微塑料丰度呈显著正相关（P<0.05）,8种人类活动因子中民用汽车保有量和旅游收入与微塑料丰度相关性最强,说明交通运输业和旅游业是影响微塑料分布的主要因素.从微塑料的潜在生态风险指数来看,长江流域微塑料具有一定的生态风险,68.97%的区域属于Ⅲ级和Ⅳ级风险区,其中太湖微塑料生态风险应受到更为广泛地关注.     

机器学习在微塑料识别与环境风险评估中的应用研究进展

微塑料是一种新型污染物,可以在环境中长期存在并造成生态风险.目前,微塑料污染已成为全球性的重大环境问题.借助新的技术途径,提高微塑料识别的简便性和可靠性,并系统分析各类环境介质中微塑料的污染特征,明确微塑料的环境效应,对科学准确评价微塑料污染的环境风险具有重要意义.机器学习技术通过学习和解析大量数据建立结果评估或预测模型,目前已广泛应用于微塑料领域的相关研究.机器学习的应用可以提高视觉和光谱识别微塑料的自动化程度和识别效率,为微塑料污染溯源提供方法支撑并有助于揭示微塑料的复杂环境效应机制.通过综述机器学习技术在微塑料识别与环境风险评估中的应用研究进展,概括了机器学习在上述方向的应用特点和局限性,为机器学习在相关方向的发展和应用提出建议与展望.     

农田土壤微塑料分布、来源和行为特征

微塑料(MPs)作为一种新型污染物广泛存在于农田土壤中.针对农田土壤中微塑料可能发生的污染问题,对全球农田土壤中微塑料的分布、丰度、来源、形状、聚合物组成、尺寸和迁移等方面特征的研究进展进行了综述,提出了研究展望.全球各地所调查农田土壤均有微塑料检出,其来源主要包括农用塑料薄膜、有机肥、污泥、地表径流与农业灌溉、大气沉降和轮胎磨损颗粒.土壤中微塑料形状以碎片、纤维和薄膜为主,微塑料聚合物组成以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)为主.农田土地利用方式显著影响土壤中微塑料的丰度,农田土壤中微塑料丰度随颗粒变小而增加.土壤中微塑料可在耕作、淋溶、生物扰动和重力作用下发生迁移.今后应加强土壤微塑料检测方法、数据库建立、安全阈值、迁移转化规律、潜在生态健康风险评价和防控技术体系构建等方面的研究,为农田土壤微塑料污染的风险管控与治理提供参考.     

乌梁素海冰封期浮游藻类分布特征研究及水质评价

为了揭示乌梁素海冰封期的浮游藻类分布特征及其与营养物质的关系以及水质状况,文章分析了浮游藻类群落结构以及与营养物质之间的关系,并且揭示营养物质在冰-水介质的分布规律,进而对冰封期水质进行了评价。结果表明冰封期水体浮游藻类群落组成表现为绿藻-硅藻型,藻类数量的分布特征表现为:湖区中部>湖区进水口>湖区出水口。相关性分析显示总磷是影响冰封期乌梁素海浮游藻类的生长限制因子。营养物质总氮的垂向分布规律为:水体>冰体,冰-水界面冰>表层冰,总磷和总有机碳呈现不同规律;通过水质理化指标和藻类多样性指数综合评价得出结冰期湖泊处于中富营养状态。     

生物膜微塑料吸附重金属复合污染的研究进展

在水环境中大量存在的微塑料已经成为全球关注的重要环境问题。微塑料比表面积大、疏水性强,易吸附水环境中的重金属,表面被微生物定殖形成生物膜后,对重金属的吸附能力进一步增强,成为重金属的载体,形成复合污染物。复合污染物在水环境中广泛传播,造成更加严重的环境风险。该文对微塑料覆载生物膜吸附重金属所形成的复合污染的研究进展进行了深入的分析和总结,从微塑料覆载生物膜的基本特征、生物膜微塑料对重金属的吸附,以及作为重金属载体的作用等方面进行了综述,并提出生物膜微塑料与重金属相互作用研究中亟待解决的问题及未来的研究方向,为进一步评估微塑料覆载生物膜的环境行为和生态风险提供支撑。     

基于文献计量的淡水中微塑料研究现状、热点及趋势

为探究淡水中微塑料的研究现状、热点及趋势.以Web of Science(WOS)数据库为数据源,使用Citespace和VOSviewer文献计量工具,对2010—2023年淡水中微塑料领域的发文量、作者、国家/机构及关键词进行可视化分析.结果表明,我国在发文量、作者和国家/机构等方面占据重要地位;关键词聚类分析结果表明当前该领域的研究热点为“微塑料的取样、预处理和表征”、“微塑料在淡水环境中的污染、丰度及分布”、“微塑料的生物毒性”及“微塑料的来源”4个方面,并结合相关关键词对各个方面进行了系统综述.关键词突现和相关文献综述分析显示,微塑料研究趋势概括为“微塑料与COVID-19”、“污水处理厂中微塑料研究”及“微塑料对食品安全和人类健康的潜在威胁”.未来的研究应重点集中在淡水环境微塑料的检测标准建立、污水处理厂的污泥中微塑料与新兴污染物的相互作用及生态风险、COVID-19背景下微塑料与药物残留的污染问题、微塑料对食品安全和人类健康的潜在威胁等方面.     

基于PCA-APCS-MLR模型的乌梁素海表层沉积物重金属时空分布及来源解析

为深度认识寒区湖泊表层沉积物重金属冰封与非冰封期时空分布差异特征、准确评估潜在生态风险程度和解析污染源,以寒区乌梁素海为研究对象,于2020~2021年对布设的20个采样点进行为期1a的样品采集工作,按照冰封和非冰封期收集120个表层沉积物样品.测定了As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg共8种重金属含量.采用相关性分析法、主成分分析法和绝对因子得分-多元线性回归（APCS-MLR）受体模型进行重金属污染溯源.结果表明：①表层沉积物重金属含量冰封与非冰封期分布规律具有差异性,冰封期重金属分布均呈现出中北部较高,南部较低的特点;非冰封期Cd和Hg主要分布于湖区中部和南部.②湖泊表层沉积物重金属Hg为偏重度污染,Cd和As为偏中度污染水平,Ni为轻度污染.整体表现为高风险水平,非冰封期污染水平高于冰封期,主要环境风险因子分别为Hg和Cd,分别表现为极高风险和中等风险.③湖泊表层沉积物重金属来源主要为采矿和交通的综合工业源、农业源和自然源,工业源对As、Ni、Pb和Hg的贡献率分别为62.67%、75.31%、77.47%和80.11%,Cu和Zn主要来源为自然源,Cd受农业源影响较大,贡献率为81.57%,Cr的来源主要除受自然因素的影响外,人类活动和未知来源的影响也不可忽视.     

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力。结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释。     

鄱阳湖候鸟栖息地微塑料表面细菌群落结构特征与生态风险预测

近年来鄱阳湖的微塑料环境污染日益受到关注.选取鄱阳湖白沙湖为研究区,采集白沙湖水体和沉积物以及其中的微塑料样品,通过傅里叶红外光谱确定微塑料的聚合物类型为聚乙烯（PE）、聚酯纤维（PET）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）.并利用16S高通量测序技术分析水体、沉积物中和微塑料表面细菌群落结构组成.微塑料表面细菌的物种丰富度与多样性均低于周围水体和沉积物.NMDS分析结果表明,微塑料表面与周围沉积物、水体中的细菌群落结构差异较大.水体和沉积物中的细菌群落组成与微塑料表面存在差异,门水平上沉积物与沉积物中微塑料表面优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidota）,其在微塑料表面相对丰度高于沉积物;水体中微塑料表面变形菌门相对丰度高于水体,而拟杆菌门、放线菌门（Actinobacteriota）的相对丰度明显低于水体.属水平上马赛菌属（Massilia）和假单胞菌属（Pseudomonas）是微塑料表面的优势菌属,相对丰度明显高于周围水体和沉积物.通过BugBase表型预测发现微塑料细菌群落可移动基因元件含量、生物膜形成、潜在致病性及胁迫耐受等表型相对丰度明显高于周围水体和沉积物.结果发现微塑料可能会促使致病菌在内的有害菌的传播,提高细菌群落的潜在致病性,且微塑料表面细菌群落具有更高的可移动基因元件含量表型.通过揭示微塑料污染对微观层面湿地生态的潜在危害,可为维护湿地生态稳定性提供科学参考.     

鄱阳湖湖口-长江段沉积物中微塑料与重金属污染物的赋存关系

重金属是环境中的典型污染物,而微塑料是新型污染物,两者的共存可导致复合污染而存在潜在的生态风险.为探讨鄱阳湖湿地环境中微塑料与重金属的赋存关系,对鄱阳湖湖口-长江段沉积物中微塑料与重金属(Cu、Cd、Pb、Zn和Cr)的含量及其形态特征进行分析.结果表明,沉积物干物质中微塑料丰度范围为356～1 452 n·kg~(-1),平均丰度值达982. 33 n·kg~(-1);通过显微鉴定微塑料形态有碎片类、纤维类和薄膜类,以碎片类为主(48. 23%);而颜色主要以彩色为主;粒径以≤1. 00mm为主;聚合物成分主要为聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP).电镜扫描-能谱分析(SEM-EDS)发现,微塑料表面具粗糙、多孔、裂痕和撕裂的特征,并附着多种重金属元素.5种重金属在湿地沉积物中均有不同程度积累,冗余分析表明,沉积物主要理化因素(TOC、pH、EC及粒径)及微塑料赋存对重金属的总含量均有显著影响(P 0. 05);方差分解分析(VPA)显示,理化因素和微塑料对重金属有效态的贡献率分别为37. 70%和0. 70%,但两者的协同贡献率达49. 60%,可导致重金属形态向有效态转化.微塑料可作为重金属的附着载体并将进一步增强重金属污染物的生物有效性,对湿地生态安全构成潜在威胁.     

玛瑙河多环境介质和铜锈环棱螺体内微塑料的赋存特征

微塑料污染对水生态系统及人类健康危害大,为探究微塑料在不同环境介质中的赋存特征,选择长江一级支流玛瑙河为研究区域,通过现场采样、显微镜观察和傅里叶红外光谱测定等,对玛瑙河表层水体、沉积物、河岸带土壤和底栖动物铜锈环棱螺中微塑料的丰度、粒径、形状、颜色和组成类型进行了分析.结果表明,玛瑙河表层水体的微塑料平均丰度为（5.9±0.26）n·L^-1;上层沉积物中微塑料丰度（以干重计）为（1.35±0.1）n·g^-1,下层沉积物中微塑料丰度（以干重计）为（0.93±0.12）n·g^-1;近河岸带土壤中微塑料丰度（以干重计）为（0.68±0.16）n·g^-1,远河岸带土壤中微塑料丰度（以干重计）为（0.69±0.14）n·g^-1;铜锈环棱螺体内微塑料丰度为（2.06±0.25）n·g^-1.分析发现,上层沉积物和下层沉积物中微塑料丰度呈正相关;铜锈环棱螺体内微塑料丰度分别与上、下层沉积物中微塑料丰度呈正相关;近、远河岸带土壤中微塑料丰度具有相关性.各环境介质和铜锈环棱螺体内微塑料粒径大多<0.1mm,主要形态为纤维状和碎片状,颜色以蓝色和黑色为主,成分主要是聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）.研究发现,河岸带土壤中微塑料主要来源于农用塑料薄膜的破碎和分解.通过多环境介质调查和铜锈环棱螺体内微塑料的分析,探明了大型底栖动物体内微塑料的累积效应,可为全面了解微塑料潜在生态风险提供依据.     

渭河微塑料污染现状与风险评价

为探究西北地区渭河微塑料的赋存状态、形态特征、聚合物类型和潜在风险,于2021年5月通过现场采样、显微镜观察、傅里叶红外光谱和显微拉曼光谱测定等,鉴定了渭河水体中的微塑料的丰度分布、形状、粒径、颜色和聚合物类型,并通过污染负荷指数法和物种敏感性分布法进行风险评价.结果表明,所有采样点均有微塑料存在,其丰度范围为(2.9±0.8)～(10.3±2.8)n·L^-1,渭河干流微塑料丰度高于支流.纤维(15.04%～77.03%)、小尺寸(<0.5 mm)(27.27%～89.38%)和彩色(有色)(15.85%～49.53%)为含量最高的微塑料形态,聚乙烯(32.83%)、聚丙烯(29.79%)、聚苯乙烯(21.21%)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(10.61%)是检测出的主要聚合物类型.研究表明,渭河微塑料污染处于国内中等水平,微塑料丰度还未对水生生物构成影响,但其较高的丰度值和塑料易吸附其他污染物的特性仍需引起警惕.     

岱海沉积物内源磷释放特征的研究

岱海沉积物及水体营养盐浓度较高,内源污染释放风险大,水体营养盐浓度逐年上升.通过分析岱海西南湖区、东北湖区及中心湖区沉积物磷吸附动力学特征和吸附等温特征,计算沉积物NAP（native adsorbed phosphorus,吸附解吸态磷）浓度和EPC₀（equilibrium phosphorus concentration,平衡磷浓度）,明确岱海各湖区沉积物磷的“源-汇”转换机制.结果表明:①准二级动力学模型能够较好地描述沉积物样品对磷的吸附动力学行为,且沉积物吸附磷的速率较快,最高吸附速率达11.45 g/（mg·min）,在8 h内沉积物对磷的吸附可趋于平衡状态.②修正后的Langmuir等温吸附模型（R2为0.907 6~0.974 2）能较好地描述沉积物对磷的吸附等温行为,且通过参数计算发现,岱海中心湖区的沉积物具有较高的磷吸附量,最大值为0.867 mg/g.③通过对比NAP含量、沉积物EPC₀与间隙水中SRP（soluble reactive phosphorus,可溶性活性磷）浓度,发现岱海中心湖区沉积物有较大的磷释放风险,西南湖区和东北湖区磷释放风险较小.④岱海中心湖区沉积物较高的NAP含量及pH导致该区内源磷释放风险加大.根据岱海沉积物磷释放呈现的区域性特征,在内源磷释放控制方面,可采取轻重结合的防控方式对岱海湖区进行重点防控.      

鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料分布特征

微塑料能够被水生生物摄入并对其产生毒性效应.以5条汇入鄱阳湖河流的入湖口、鄱阳湖出湖口和南矶山自然保护区为研究区,采集优势底栖动物铜锈环棱螺样品,对其进行组织消解并分离其中的微塑料,利用显微镜和红外光谱鉴定微塑料,分析鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料分布特征.结果表明,鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料丰度为（0.52±0.15）～（2.48±0.90） n·g^-1,赣江入湖口铜锈环棱螺体内微塑料丰度高于其他入湖口,南矶山湿地自然保护区铜锈环棱螺体内微塑料丰度最小.研究区铜锈环棱螺体内微塑料以粒径小于1 mm的透明纤维为主.铜锈环棱螺肠道微塑料丰度高于肌肉组织.本研究表明人类活动是影响铜锈环棱螺体内微塑料丰度的重要因素,对底栖动物中微塑料的调查有助于人们全面了解微塑料污染的生态风险.     

厦门湾沙滩沉积物微塑料污染特征

微塑料（MPs）广泛存在于各种环境介质中,目前已经成为全球性环境问题.为了解海湾沙滩沉积物中微塑料的污染特征,揭示微塑料沉积规律及其影响因素,在厦门湾选择了5个典型沙滩,根据潮汐变化,同时在高潮线、中潮线和低潮线分层采集了0~10、10~20和20~30 cm的沉积物柱状样品,研究了沙滩沉积物中微塑料水平与垂直分布特征.结果表明,厦门湾沙滩45个沉积物样品中均检出微塑料,微塑料丰度范围为39~260 n ·kg^-1,平均丰度为（114±26） n ·kg^-1;微塑料形状主要为纤维状、碎片状、颗粒状和泡沫状,其中纤维状占比最大;主要成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、赛璐芬（cellophane）和聚乙烯（PE）;微塑料的颜色包括透明、蓝色、黄色、黑色和白色等.从统计结果可以看出,微塑料的平均丰度因沙滩位置、潮间带位置和采样深度的不同呈一定的规律,并且波浪、潮汐、岸线形状、风、游客数量和海漂垃圾清洁等自然和人为多种因素均影响沙滩微塑料的丰度和分布.研究成果有助于了解沙滩沉积物中微塑料的污染特征及来源,为微塑料的陆海传输提供依据,对海漂垃圾及岸滩垃圾收集提供数据支撑.