北运河水体、沉积物和鱼类中微塑料的分布特征研究

河流水体的微塑料污染已引起国内外的广泛关注,但对人类活动影响显著的城市排水河道不同水期多环境介质中的微塑料污染研究相对较少。为揭示城市排水河道微塑料分布规律,以北京市北运河水体为例,基于汛期和非汛期北运河表层水、沉积物和鱼类样品,分析统计了不同种类微塑料的时空分布特征,讨论了组成特征差异,揭示了北运河微塑料的主要来源。结果表明,北运河表层水中微塑料丰度为4.90-22.1 items·L^-1(汛期)和3.10-14.8 items·L^-1(非汛期);沉积物中微塑料丰度为0.74×10³-2.88×10³ items·kg^-1(汛期)和0.16×10³-1.69×10³ items·kg^-1(非汛期);鱼类肠道内微塑料的丰度为0.33-3.33 items·ind^-1。与国内外其他河流对比,北运河水体和沉积物的微塑料污染处于中等水平,鱼类微塑料污染程度较低。时间尺度上,表层水和沉积物中微塑料丰...     

不同类别粪便堆肥中微塑料赋存特征及区域差异

土壤中微塑料污染问题越来越受到公众关注。施用畜禽粪便堆肥被认为是土壤中微塑料积累的重要途径。但是,对粪便堆肥中微塑料污染程度的了解仍然处于起步阶段。该研究调查了来自中国4个省份的商品化鸡粪、牛粪、羊粪和猪粪堆肥中微塑料的赋存特征。通过筛分和Fenton试剂消解提取粪便堆肥中的微塑料,进一步分析其颜色、粒径、形状、聚合物种类和丰度。结果表明：粪便堆肥中透明、黑色、红色和蓝色微塑料含量较高;粪便堆肥中微塑料形状为纤维、碎片、薄膜和颗粒,以纤维为主;在粒径上以<1 mm的微塑料为主(27.6%～69.5%),粪便堆肥中微塑料的聚合物种类以聚酯(PES)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)为主(87.8%～97.0%);微塑料丰度为(2 054.8±493.9)～(9 131.0±600.7)个·kg^-1。该研究证实了粪便堆肥是农用地土壤微塑料的重要来源,其对中国农田土壤微塑料的年贡献量可高达1.1×10¹⁴个。研究结果为揭示粪便堆肥中微塑料污染特征和区域分布差异以及农田土壤中微塑料的溯源提供了基础数据和科学依据。     

鄱阳湖五河近岸藓类植物带微塑料与重金属污染物的赋存及其生态风险

选择鄱阳湖及其五河河岸藓类植物带,鉴定分析湿地藓类植物微塑料(microplastics,MPs)赋存的丰度与形态多样性,监测藓类植物与基质中镉(Cd)、铅(Pb)和铜(Cu)等重金属(HMs)的含量及其在基质层的形态特征,评价藓类植物带微塑料-重金属的赋存生态风险.结果 表明:研究区藓类植物层微塑料的丰度范围在314...     

洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域表层沉积物中重金属时空分布特征与生态风险

基于2007—2012年连续对洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域5个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等7种重金属含量分析,对该水域表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价.结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn的含量分别为0.54—79.90 mg·kg-1、0.046—0.712 mg·kg-1、15.2—289.0 mg·kg-1、29.0—217.0 mg·kg-1、6.0—246.0 mg·kg-1、65.4—269.0 mg·kg-1和41.4—632.0 mg·kg-1,其大小顺序为ZnCrPbCuAsCdHg;Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn含量沿程总体呈"V"形变化趋势,Cr含量沿程变化较小,重金属含量年际变化较为稳定;As具有较高生态风险,其余污染物具有较低生态风险,不同污染物生态风险的大小顺序为AsCdCrCuPbZnHg,S1和S3具有较高生态风险,其余点位具有较低生态风险,不同点位生态风险的大小顺序为S1S3S5S2S4.     

喀斯特深水湖泊富硒沉积物中Se的赋存特征

采用硒的循环提取技术,改进后对湖区沉积物中重金属元素硒进行地球化学形态分析.分析结果表明,红枫湖沉积物中Se的硫化物结合态平均含量最高,占总量的45.7%,其含量顺序为硫化物结合态>残渣态>有机结合态>可交换态>酸溶态>水溶态.并采用次生相富集系数法(SPEF)评价红枫湖沉积物中的Se,结果得KSPEF=2.58,即重金属元素Se可能存在某种人为污染.利用配备X射线能谱的电子显微镜进行微形貌的观察,结果表明,沉积物中除去土壤中常见的元素含量外,S的含量较高,约为0.61%(重量比),但并未发现自然Se的存在.应用X射线多晶衍射仪对沉积物中Se的晶型进行分析,红枫湖沉积物中MSe、MSeO4、MSeO3、MSe2O5和含Se的有机化合物是Se元素存在的主要晶型(其中M为金属离子).加之沉积物中有机质及Se的可利用态含量较高,故红枫湖沉积物经植物修复后,可用于富硒农作物的种植.     

南方小城镇生活垃圾热解焚烧灰渣中微塑料与重金属的赋存特征

采用密闭限氧热解方法处理生活垃圾正成为小城镇广泛应用的垃圾处理方式.本文选择南方地区江西省典型小城镇的生活垃圾热解焚烧处理厂作为研究区,以垃圾热解焚烧后堆放地的灰渣样品及其周边环境灰渣土、表层土为研究对象,采用浮选分离、扫描电镜、ICP-MS、BCR三步连续提取法等方法研究微塑料的丰度等特征及重金属Cu、Cd、Pb、Zn、Cr等元素的不同形态赋存特征.结果表明,不同来源样品中微塑料的丰度存在一定差异,不同垃圾厂灰渣中的微塑料丰度范围为131.00—176.00 n·kg~(-1)dw(每kg干重土样中微塑料的数量),均显著高于周边环境中灰渣土、表层土中的微塑料丰度;微塑料的形态类型主要以碎片类(38.5%)为主,其次为薄膜类(17.6%)、纤维类(26.7%)和发泡类(17.2%);颜色及比例分别为黑色(29.4%)、白色(12.2%)、透明色(20.8%)、蓝色(12.4%)、红色(25.3%)等5种;不同大小粒径微塑料丰度所占比例分别为: 5 mm(11%)、2.5—5 mm(13%)、1—2.5 mm(19%)、0.5—1 mm(24.2%)、≤0.5 mm(32.8%),随着微塑料粒径的减小,微塑料丰度在各类样品中的数量呈增加趋势.扫描电镜与能谱(SEM-EDS)分析结果发现,大多微塑料边缘均具有明显撕裂痕迹、表面有较多突起及一定划痕等特点,重金属Cu、Cd、Pb、Zn、Cr等元素在不同微塑料表面均有吸附.不同形态重金属的占比也存在显著差异,5种重金属元素有效态所占比例依次为Pb(88.27%) Cd(73.48%) Zn(55.69%) Cu(38.8%) Cr(38.02%).微塑料的丰度与重金属的赋存相关性分析结果表明,垃圾热解灰渣中的微塑料与重金属具有一定相关性,不同特征的微塑料与重金属含量间的相关性具有一定差异,其中黑色微塑料、粒径0.5 mm的微塑料与大多数重金属元素间存在着显著相关性(P0.05).     

洞庭湖主要入湖口表层沉积物重金属分布特征与生态风险评价

尽管针对洞庭湖沉积物中重金属的研究工作较多,但缺乏针对其主要入湖口的研究。基于2014年12月和2015年6月对洞庭湖主要入湖口表层沉积物中重金属调查,分析了重金属含量的时空分布特征,并采用一致性沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价。结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn的平均含量分别为3.27、0.190、27.10、39.8、38.0和157.8 mg·kg-1,其大小顺序为ZnCuPbAsCdHg,Cd和As含量出现超过土壤环境质量三级标准的现象,是主要的重金属污染物。Cd、As、Pb和Zn等4种重金属含量的最高值均出现在湘江入湖口,Cu含量的最高值出现在资水入湖口,Hg含量以沅江入湖口最高,除Pb外,其他5种重金属在湘江和资水入湖口的含量均大于平均值,表明湘江和资水入湖口污染较为严重;汛期与非汛期6种重金属的含量均无显著性差异(P0.05)。6种重金属生态风险大小顺序为AsCdZnPbCuHg,各入湖口生态风险大小顺序为湘江入湖口资水入湖口沅江入湖口汨罗江入湖口澧水入湖口长江"三口"新墙河入湖口,其中湘江和资水入湖口为较高生态风险,其他入湖口为较低生态风险。入湖河流是洞庭湖湖体沉积物重金属污染的主要来源,在一定程度上,入湖河流沉积物中重金属的含量对洞庭湖湖体沉积物中重金属污染状况起着决定性作用,因此,洞庭湖流域重金属污染防控应以入湖河流为主,其中尤以湘江和资水为重点。     

城市水体中微塑料的来源、赋存及其生态风险研究进展

微塑料是一种高度多样化的污染物,形态各异、组成复杂且具有生物难降解性,导致的环境污染问题引起了广泛关注。已有的文献主要总结了海洋和淡水系统中微塑料的赋存特征和危害,城市水体是内陆淡水环境的重要组成部分,和人类生产和生活息息相关。目前缺乏对城市水体中微塑料来源、赋存特征和生态风险的系统归纳。该文概括了这几方面的研究,得出如下的若干结果。城市水体中的微塑料可通过污水处理厂排水、地表径流、合流制溢流、塑料设施老化释放、大气沉降等进入水环境。主要赋存类型为PP（聚丙烯）和PE（聚乙烯）,其丰度、类型、尺寸和颜色的赋存受叠加的人为因素影响,包括降雨季节变化、土地利用类型和城市化工业化程度。微塑料可对水生生物造成危害,并与众多污染物发生协同效应,最终通过食物链危害人体健康,具有一定的生态风险。目前主要采用生态风险指数法对城市水体中微塑料进行评价,评价结果多为低风险。此外,国内外为减少城市水环境微塑料提出的许多管理措施,在一定程度上缓解了微塑料污染。最后,该文对城市水体中微塑料研究进行了展望,其内容包括建立源解析方法,阐明各污染源对水体微塑料污染的贡献;加强微塑料和其它污染物的协同赋存与污染特征以及...     

水体及沉积物微塑料污染对近海养殖海区的生态风险

微塑料在全球海洋水体及沉积物中广泛存在,然而关于近海养殖海区的微塑料污染特征鲜有报道,本研究调查了中国近海养殖海区茅尾海水体和沉积物中微塑料的分布特征并初步对其微塑料污染进行风险评估.结果表明,茅尾海区域广泛分布着微塑料,茅尾海水体中微塑料的平均丰度为(2.01±1.23) n·m^-3,泡沫(60.1%)是主要的类型.沉积物中的微塑料平均丰度为(22.4±19.6) n·kg^-1,薄片(50%—100%)在采样点中占主要部分.茅尾海水体、沉积物中的微塑料粒径都以1—5 mm为主(33.3%—100%),水体和沉积物中的微塑料主要来自钦江的输入、旅游活动以及海水养殖活动.通过风险评估模型初步得出,茅尾海区域微塑料的污染水平属于中等偏低水平,水体中微塑料整体污染风险等级显著高于沉积物,生态风险等级分别属于Ⅲ级(较高风险)和Ⅱ级(较低风险).风险指数最高的点位于茅尾海入海河流钦江入海处,达到了Ⅳ级(高风险),各沉积物采样点的风险等级主要集中在Ⅰ—Ⅱ级,属于较低风险.危害评分高的聚合物聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,PAN)是水体中微塑...     

水环境中微塑料表面细菌群落特征研究进展

微塑料因其比表面积大、难降解等特点,在水环境中长期存在,可作为水环境中微生物的独特栖息地。以细菌群落为主的微生物可定殖在微塑料表面,对生态系统和人类健康产生潜在风险。本文综述了国内外海水、淡水环境中微塑料表面细菌群落特征的研究进展,阐述了微塑料表面细菌群落的研究方法和结构多样性,分析了暴露时间、地点及塑料理化性质对微塑料表面细菌群落多样性的影响,探讨了水环境中微塑料表面细菌群落的生态效应和健康风险。后续研究应采用宏基因组学全面地探究水环境中的“微塑料圈”,并关注远洋、入海口和内陆地表水微塑料表面微生物群落,从全球尺度上探索水环境中微塑料表面微生物群落的定殖规律及其生态效应。此外,鉴于微塑料表面存在降解菌,需进一步明确定殖在微塑料表面的微生物参与微塑料降解的效率及其机制,可为了解微塑料在水环境中的归宿问题提供科学依据。     

基于溶解度参数的计算检测沉积物中微塑料

目前,密度分离法广泛应用于各种环境介质中微塑料的提取.为了进一步准确测量沉积物中微塑料的质量浓度,本研究开发了一种基于溶解度参数(δ)计算的选择性检测方法,建立了加速溶剂萃取(ASE)-微塑料选择性析出-傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)检测的技术路线.6种微塑料[聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸...     

北部湾海洋鱼类微塑料污染特征及其风险评估

微塑料(microplastics,MPs)在海洋鱼类组织中普遍存在,鱼体内的MPs及其相关污染物的积累可以反映其海洋环境中MPs的分布特征、污染物来源及其生态风险效应。为了解北部湾海洋鱼体内MPs的污染特征及其风险效应,对北部湾6个区域共144尾海洋鱼类进行MPs取样分析。通过10%氢氧化钾消解和真空抽滤方法提取鱼体内MPs,结合激光拉曼光谱和原位红外光谱仪分析MPs化学成分,利用风险指数(risk index,H)和污染负荷指数(pollution load index,PLI)方法评估研究区域MPs污染水平。结果表明,胃肠道(gastrointestinaltract,GIT)MPs的平均丰度大于鳃的平均丰度,有46%的鱼样提取出MPs,共检测出70个MPs,平均每条鱼摄入0.490个MPs,其中GIT检出率为36%,平均丰度为0.417 items·ind^-1;鳃检出率为13%,平均丰度为0.069items·ind^-1,检测到MPs以50-500μm的红色聚碳酸酯和聚丙烯纤维为主;丰度、尺寸和形状与栖息地、食性无相关性,而胃肠道MP...     

1994-2020年中国农用薄膜使用量变化与农膜微塑料污染现状分析

农用薄膜的长期使用和低回收利用导致遗留在土壤中塑料碎片与微塑料明显增加,严重影响了农业土壤的可持续利用。重点阐述了中国1994-2020年农用地膜的增长规模、时空分布及地区差异,总结了农膜微塑料的赋存特征与生成途径,分析了中国农田土壤微塑料污染的潜在风险。数据表明：1994-2020年中国塑料薄膜用量呈大幅度上升态势,年增长率约为6.51%,农用薄膜使用量在2015年到达峰值,之后逐渐下降,地膜占总使用量的50.0%以上。地膜覆盖是农田土壤中微塑料的直接来源,区域分布来看,西北干旱绿洲区是中国地膜使用量最高的区域,使用强度最高达38.0 kg·hm^-2。农膜微塑料的生成是残留地膜在自然、农业和生物多种途径共同作用的结果,其速率主要取决于微生物和塑料类型及环境条件。西北长期种植区及华北、华东和西南集约农区是中国微塑料污染较严重区域,最高可达4.83×10⁴ind·kg^-1。土壤的多孔特性使小颗粒微塑料通过重力沉降和降水渗透发生迁移,造成土壤微塑料污染及其携带的其他污染物的迁移扩散,对土壤结构、土壤动植物、微生物群落及人体健...     

大辽河流域土壤中微塑料的丰度与分布研究

微塑料在海洋生态系统中的分布特征已有不少研究,但人类活动强度较大的流域土壤中微塑料的污染研究仍存在较大空白。以大辽河流域为研究对象,采集附近8个土壤样品,采用密度浮选法,结合体视显微镜及显微红外光谱(μ-FTIR),进行了大辽河流域土壤中微塑料的组成及分布特征研究。结果表明,土壤中微塑料颜色以白、蓝和绿色为主(88.03%),形状以碎片、薄膜和泡沫为主(总占比为96.32%),土壤中粒径为500～1 000μm的微塑料最多(41.10%),其次依次为1 000～2 000μm(26.38%)、100～500μm(19.33%)和2 000～5 000μm(11.66%)。粒径为0～100μm的微塑料和>5 000μm的塑料碎片所占比例最小(均小于1.00%)。薄膜类和碎片类微塑料的主要成分分别是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),颗粒类和泡沫类的主要成分是聚苯乙烯(PS),纤维类微塑料的主要成分是聚酰胺(PA)。土壤中微塑料平均丰度为(273.33±327.65)个·kg~(-1)。总体上,该研究区域土壤中微塑料的污染程度处于中等偏低水平。     

微塑料的老化技术、特征及其毒性效应研究进展

环境中的微塑料通常会受到紫外辐照、热辐射、化学氧化、生物降解等环境因素的影响,进而经历光老化、热老化、化学老化、生物老化等过程,并且其物理化学性质均发生一定程度的改变.环境中微塑料的自然老化过程需要很长的时间,极大限制了对老化微塑料的研究.本文综述了微塑料的实验室加速老化技术,包括紫外老化、化学老化和生物降解等技术,阐述了老化后微塑料的表面形貌与官能团的变化及对吸附污染物的影响,并总结了老化微塑料对生物的发育毒性、生殖毒性、神经毒性和氧化应激等效应.本文旨在使人们更了解微塑料实验室加速老化技术及其对生物的潜在风险效应.     

太湖西部入湖口沉积物中有机物分布及其潜在指示意义

太湖作为重要的工农业用水水源以及周边居民饮用水源,其水质安全受到高度关注。在太湖西部入湖口采集7个沉积物样品,研究了合成麝香、多环芳烃(PAHs)、有机磷酸酯阻燃剂/增塑剂(OPs)和有机氯农药(OCPs)含量水平和分布规律。研究结果表明,沉积物中多种污染物分布广泛,含量水平差异较大。其中,Σ15PAHs含量371 ng·g~(-1)~2.53$103ng·g~(-1),主要来源于生物质燃烧和化石燃料高温裂解;沉积物中检出4种多环麝香,主要组分为佳乐麝香(HHCB)(0.0792 ng·g~(-1)~1.17 ng·g~(-1))和吐纳麝香(AHTN)(0.123 ng·g~(-1)~1.29 ng·g~(-1)),它们指示了太湖水体已遭受一定程度生活污水输入影响;沉积物中Σ6OPs含量范围为1.63 ng·g~(-1)~21.9 ng·g~(-1),主要污染组分为磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)和磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP),并呈现明显的点源排放特征;沉积物中六六六系列(HCHs)(0.310 ng·g~(-1)~1.11 ng·g~(-1))和滴滴涕系列(DDTs)(0.551 ng·g~(-1)~6.40 ng·g~(-1))主要来源于历史残留。位于太滆流域的几个入湖口沉积物中多种污染物含量多高于浙江省辖区3个入湖口沉积物。