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目前，環(huán)境中微塑料污染已成為全球性挑戰(zhàn)。2016年至2021年間，全球塑料產(chǎn)量從3.35億噸增加到3.91億噸，但因其回收率低且塑料廢物處理不當，大量微塑料積聚在江河湖庫等水體中。淡水生態(tài)系統(tǒng)中微塑料污染問題及其生態(tài)風險已成為全球關注的熱點問題。近年來，微塑料在多介質(zhì)環(huán)境中的賦存特征的大尺度綜合實測研究依然面臨嚴峻挑戰(zhàn)，一方面，因傳統(tǒng)微塑料人工檢測方法成本較高且耗時耗力，已有大多數(shù)研究樣本較少，且研究區(qū)域有限，導致無法全面了解大尺度范圍內(nèi)的微塑料賦存現(xiàn)狀及時空演變規(guī)律。另一方面，由于缺乏統(tǒng)一的微塑料檢測標準方法，導致已發(fā)表的數(shù)據(jù)之間可比性差，數(shù)據(jù)可利用性低，值得關注的是，同一研究區(qū)域的研究結果由于分析方法的不同存在數(shù)量級的差異。雖然國內(nèi)外科學家已經(jīng)開展了一些突破性研究，但由于已有微塑料“豐度-尺寸”模型建立多依賴已發(fā)表數(shù)據(jù)（粒徑范圍差異大），且缺乏實測數(shù)據(jù)驗證，這嚴重影響了對地表水中微塑料賦存現(xiàn)狀的科學認識以及污染態(tài)勢準確評估。

針對上述問題，中國水科院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室高博研究團隊實測獲得了我國重點流域湖庫水體微塑料顆粒數(shù)據(jù)信息1萬余個，在此基礎上構建了全粒徑范圍的水體微塑料“豐度-尺寸”校正模型（已授權國家發(fā)明專利ZL 202410404730.1），校正了中國1331個地表水采樣點的微塑料豐度數(shù)據(jù)，重塑了中國地表水中微塑料賦存豐度，并探討了全國尺度及流域尺度下地表水中微塑料的賦存豐度特征、時空演變規(guī)律及潛在生態(tài)風險。相關成果以“Recalculating national occurrence of microplastics in China’s freshwater”為題，近期在線發(fā)表于Cell Press細胞出版社旗下期刊Cell Reports Sustainability。徐東昱正高和高博正高分別為該論文的第一作者和通訊作者。

研究發(fā)現(xiàn)

我國湖庫水體中微塑料被廣泛檢出，豐度最低值和最高值分別在長江流域的洞庭湖和黃河流域的烏梁素海檢出。我國湖庫地表水中微塑料賦存粒徑以小粒徑為主，其主要粒徑范圍為10μm~300 μm，占比達~84.5%，且多以非纖維狀（碎片）賦存。水體中微塑料的主要材質(zhì)為PE、PP及PET等?；谏鲜鑫⑺芰蠈崪y數(shù)據(jù)信息，構建了微塑料全粒徑范圍的“豐度-尺寸”校正模型，校正了已發(fā)表的全國1331個采樣點微塑料豐度數(shù)據(jù)。經(jīng)校正，我國地表水中微塑料的平均豐度為4785±7130 n/m³，高于校正前的結果，這證明了已發(fā)表數(shù)據(jù)存在一定程度的低估，其原因是大多數(shù)前期研究多關注大粒徑微塑料而忽視小粒徑微塑料的檢測。

我國不同流域水體中微塑料豐度排序如下：西北諸河>珠江流域>黃河流域>東南諸河>松花江流域>西南諸河>長江流域>海河流域>淮河流域。2016年-2022年，全國地表水中微塑料豐度的年變化總體呈現(xiàn)三個階段下降趨勢?；谏锩舾行苑治龅奈⑺芰仙鷳B(tài)風險評價結果表明，全國1331個地表水采樣點中79.7%的采樣點存在一定程度微塑料積累，這其中83.9%的采樣點處于低生態(tài)風險。

本研究建立的微塑料“豐度-尺寸”校正模型，能夠顯著提升微塑料豐度數(shù)據(jù)可比性，有助于科學理解我國地表水中微塑料的賦存豐度現(xiàn)狀及生態(tài)風險，為我國地表水微塑料污染的管控和治理提供了科學依據(jù)和技術支持。

我國湖庫地表水中微塑料的賦存特征

地表水微塑料“豐度-尺寸”校正模型

我國地表水中微塑料豐度的時空演變特征

 

 

論文信息

 

論文標題：

Recalculating national occurrence of microplastics in China’s freshwater論文網(wǎng)址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949790624004634DOI：https://doi.org/10.1016/j.crsus.2024.100302