發(fā)布時(shí)間：2024-08-28來源：徐耀陽研究組
河流是微塑料顆粒從陸地向海洋傳輸?shù)闹饕窂胶痛鎯?chǔ)庫，對(duì)全球微塑料循環(huán)起著重要的環(huán)境和生態(tài)作用。由于環(huán)境條件、污染源和政策管理的差別，不同地區(qū)河流微塑料污染可能呈現(xiàn)空間差異。例如，微塑料污染的空間差異可以間接反映不同城市化進(jìn)程中塑料污染防治能力和成效。然而，河流微塑料的研究方法不一致，在很大程度上造成了空間差異分析的不確定性。
近期，中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所聯(lián)合美國馬薩諸塞大學(xué)洛厄爾分校和荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在河流微塑料數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)上提出了跨洲對(duì)比路徑（圖1）。該路徑構(gòu)建中考慮了河流微塑料元數(shù)據(jù)基本屬性，以采樣位置、環(huán)境介質(zhì)和城市化水平作為分析和對(duì)比的分組條件，分析了76條河流中1432個(gè)微塑料樣本數(shù)據(jù)（圖2）。采樣位置分組為亞洲和歐美，環(huán)境介質(zhì)分組為地表水和沉積物，其中河流地表水采樣方法分組為大體積樣和濃縮樣，城市化水平分組為已城市化和城市化中。于此，跨洲對(duì)比路徑回答了河流微塑料污染研究中3個(gè)逐級(jí)關(guān)聯(lián)的科學(xué)問題。對(duì)比路徑、樣本數(shù)據(jù)和科學(xué)發(fā)現(xiàn)以Significant regional disparities in riverine microplastics為題發(fā)表于《Journal of Hazardous Materials》期刊上。
采樣位置分組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，河流地表水微塑料污染存在洲際尺度差異。大體積樣品中，河流地表水微塑料豐度中位數(shù)在亞洲是2823個(gè)/立方米，在歐美只有900個(gè)/立方米，即亞洲是歐美的3.1倍（圖3a）；濃縮樣品中，微塑料豐度中位數(shù)在亞洲是3.7個(gè)/立方米，在歐美是2.1個(gè)/立方米，即亞洲是歐美的1.8倍。雖然兩種采樣方法的數(shù)據(jù)分析結(jié)果在倍數(shù)上不一致，但都證實(shí)了亞洲河流地表水微塑料污染明顯高于歐美。河流地表水微塑料形態(tài)特征和聚合物類型在亞洲和歐美也均具明顯不同。其中，纖維狀在亞洲河流地表水中比歐美更具優(yōu)勢(shì)，而碎片狀在歐美比亞洲更具優(yōu)勢(shì)（圖3b）；聚苯乙烯在亞洲河流地表水中比歐美更具優(yōu)勢(shì)，而聚乙烯和聚丙烯在歐美都比亞洲更具優(yōu)勢(shì)（圖3c）。
環(huán)境介質(zhì)分組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，河流沉積物微塑料污染差異與地表水不具有洲際對(duì)稱。微塑料在河流沉積物中的污染也表現(xiàn)出洲際尺度差異，但其豐度、形態(tài)等特征差異格局與地表水不一致，亦稱為不對(duì)稱格局。一是，河流沉積物微塑料豐度中位數(shù)在歐美高達(dá)795個(gè)/千克，而在亞洲只有186個(gè)/千克，即歐美是亞洲的4.3倍（圖3d）；二是，纖維狀在歐美河流沉積物中比在亞洲更具優(yōu)勢(shì)，而碎片狀在亞洲河流沉積物比歐美更具優(yōu)勢(shì)（圖3e）。豐度和形狀屬于同一類不對(duì)稱，指的是在沉積物洲際尺度差異格局恰好與在地表水中完全相反，亦稱為強(qiáng)不對(duì)稱。另一類不對(duì)稱格局，指的是聚丙烯和聚苯乙烯優(yōu)勢(shì)占比在河流地表水中存在洲際尺度差異（圖3c），而這一差異在沉積物中卻不明顯（圖3g），亦稱為弱不對(duì)稱。
城市化水平分組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，城市化進(jìn)程是河流地表水和沉積物微塑料污染格局不對(duì)稱的主要原因。塑料的生產(chǎn)、使用、排放和治理等過程或措施與城市化進(jìn)程相生相伴。歐美國家率先開啟并已完成城市化進(jìn)程，亞洲多數(shù)國家相對(duì)滯后并正處于城市化進(jìn)程中。在歐美等已完成城市化進(jìn)程的國家中，微塑料在河流沉積物已經(jīng)大量積累，深刻地記錄了這些國家經(jīng)歷了忽視塑料治理而導(dǎo)致向河流大量排放微塑料的階段（圖4）。河流地表水微塑料豐度在歐美已明顯低于亞洲多數(shù)仍處于城市進(jìn)程中的國家，在很大程度上反映了已完成城市化的國家塑料治理已從忽視到重視階段，微塑料污染趨勢(shì)得到緩解。亞洲多數(shù)處于城市化進(jìn)程中的國家，沉積物尚未積累大量的微塑料，但其河流地表水微塑料豐度卻明顯高于已完成城市化的國家。這意味著亞洲可能正在經(jīng)歷類似歐美國家忽視塑料治理的階段。隨著塑料產(chǎn)業(yè)向亞洲中低收入國家轉(zhuǎn)移，如果亞洲城市化進(jìn)程中沒能汲取歐美忽視塑料治理的教訓(xùn)，其河流沉積物微塑料污染將重蹈歐美國家的覆轍，甚至比歐美國家更為嚴(yán)重。
????論文鏈接
圖1 河流微塑料跨洲對(duì)比路徑 
圖2 河流微塑料樣本點(diǎn)分布
圖3 河流微塑料特征洲際尺度差異
圖4 城市化進(jìn)程中河流微塑料特征差異
相關(guān)資料
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