长江口邻近海域微塑料时空分布特征及生态风险评估初步研究

论文摘要

微塑料是一种新型的海洋污染物,其赋存时间长,污染源头众多,迁移转化介质多,近年来备受国内外各界的广泛关注。微塑料在海洋环境下不断累积、破碎、风化,并与其他污染物进行复合污染,这使得越来越多的海洋生物面临生存威胁。近海微塑料污染的时空分布特征和变化规律是沿海国家在海洋微塑料研究中需要回答的首要问题。我国是塑料生产消费大国,绵延的海岸线和沿岸城市受陆源塑料垃圾污染严重。目前我国沿海微塑料污染的时空分布及风险程度还未形成完整框架,微塑料所造成的生态风险还没有得到确定的浓度界定。因此为了给我国海洋微塑料风险管理提供支持,本研究以我国典型河口——长江口为例,初步探索近海河口环境介质中微塑料的时空分布动态特征及生态风险评估方法。在长江口及邻近东海海域,根据地形特征和水动力特征布设河口监测断面,开展2017年冬、春、夏三季共计3个航次的海洋微塑料样品采集,分析海水、沉积物中微塑料的含量、组成及尺寸分布,充分了解不同季度微塑料的污染特征。使用箱式采泥器、水泵分别在野外采集表层沉积物和海水,实验室中进行密度浮选、生物消解、过滤挑拣后,在显微镜下观察微塑料的形状、颜色、大小等形态特征。运用傅里叶显微红外线光谱仪的衰减全反射模式对微塑料的化学成分进行鉴定。在对长江口海域微塑料的野外调查基础上,选择能真实反映海洋微塑料污染状况的指标,对研究区域内海洋微塑料污染的生态风险进行综合评估。微塑料普遍存在于长江口—杭州湾—东海海域的表层沉积物中。洪季平均浓度(200.0±17.3 particles/kg)高于枯季(111.2±10.8 particles/kg),该浓度水平与国内其他沿海地区污染状况相当。微塑料的形状不一,纤维是呈现出最多的形状。粒径范围跨度较大,多集中于小尺寸范围。沉积物中微塑料颜色丰富,且难以辨认。微塑料材质有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚酰胺等,通过材质判断这些微塑料可能来源于沿岸航运、养殖业、工业等。沉积物粒径与微塑料的空间分布没有直接关系。河口水环境是微塑料垃圾进入海洋的主要通道。长江口及其邻近东海表层水体中共有3225块微塑料被检测出。丰度存在明显的季节变化,7月微塑料丰度明显高于2月和5月。小尺寸微塑料(小于1 mm)占总数的70%以上,5月微塑料的平均粒径小于2月和7月。纤维状是所有季节含量最高的形状类型。将本研究中长江口表层海水和沉积物中微塑料的含量与世界上其他地区进行对比,结果显示,长江口微塑料污染程度在世界上均处于中等偏高程度。基于理想状态下模拟出的微塑料无生物危害浓度,分别以污染负荷指数和潜在风险指数评价微塑料污染程度,结果表明,总体上研究区域微塑料污染程度较轻,杭州湾附近海域的微塑料污染程度相对偏高。相比于其他微塑料多聚物,聚氯乙烯类微塑料造成的潜在生态危害可能更大。指标结果显示,微塑料制品生产使用强度、典型行业排污量、人类减缓措施等是影响长江口微塑料污染的主要因素。将研究区域分为三个区,即长江口内靠近上海沿岸地区、杭州湾区和东海区,杭州湾相比其他两个区域污染风险偏大。通过以上研究总结,长江口海洋微塑料污染呈现季度差异,径流量可提高水环境中微塑料含量。依靠单一季度推算出的微塑料入海通量可能会导致结果偏高或偏低。为控制微塑料污染趋势,加强对微塑料污染的全面监控非常重要,同时社会各界应加快立法,引导公众科学合理消费,控制使用塑料产品,因地制宜地对不同赋存介质采取措施以降低海洋微塑料污染风险。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 微塑料在环境中的分布概况
•     1.1.1 水体环境中微塑料的污染
•     1.1.2 沉积环境中微塑料的污染
•   1.2 微塑料的生态危害
•   1.3 海洋微塑料污染的生态风险研究进展
•   1.4 研究内容及意义
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 研究意义
• 第二章 研究区域
•   2.1 长江口自然地理特征
•   2.2 人类活动影响
•   2.3 长江口及近海污染现状
• 第三章 长江口表层沉积物中微塑料的分布特征
•   3.1 引言
•   3.2 沉积物中微塑料的研究方法
•     3.2.1 沉积物样品采集
•     3.2.2 微塑料浮选方法
•     3.2.3 沉积物粒径测定
•     3.2.4 莱卡体式显微镜观察微塑料形态
•     3.2.5 傅里叶显微红外线光谱仪测定微塑料化学成分
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 长江口表层沉积物中微塑料的时空分布特征
•     3.3.2 长江口表层沉积物中微塑料空间分布与沉积物特征关系
•   3.4 本章小结
• 第四章 长江口及其邻近海域表层水体中微塑料的时空分布特征
•   4.1 引言
•   4.2 表层水体中微塑料的研究方法
•   4.3 长江口表层海水中微塑料时空分布特征
•   4.4 本章小结
• 第五章 以长江口为例的海洋微塑料生态风险评估研究初探
•   5.1 微塑料生态风险评估方法概述
•     5.1.1 污染负荷指数
•     5.1.2 潜在生态风险法
•   5.2 USEPA框架下的海洋微塑料生态风险综合评价方法
•     5.2.1 USEPA生态风险评估框架基本内容
•     5.2.2 海洋微塑料污染生态风险评估指标概念模型
•     5.2.3 长江口海洋微塑料污染风险评价方法
•   5.3 以长江口为例的海洋微塑料生态风险评估
•     5.3.1 长江口表层沉积物中微塑料污染风险研究
•     5.3.2 长江口表层水体中微塑料污染风险研究
•     5.3.3 基于USEPA框架的长江口海洋微塑料污染风险评估
•   5.4 长江口微塑料污染程度的全球比较
•   5.5 我国海洋微塑料污染管理现状
•     5.5.1 我国微塑料污染防治的现状和存在的问题
•     5.5.2 国内外微塑料污染管理展望
•   5.6 本章小结
• 第六章 结论和展望
•   6.1 主要结论
•   6.2 研究展望
• 参考文献
• 作者在学期间科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐沛

导师: 李道季

关键词: 海洋微塑料,表层水体,沉积物,时空分布,生态风险评估,长江口

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 华东师范大学

分类号: X55;X820.4

总页数: 110

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