山东沿海不同工业废水源中微塑料的赋存特征

微塑料(MPs)作为一种普遍存在的新污染物受到广泛关注,工业来源被认为是受纳河流和邻近海域中微塑料的重要来源,但是关于工业来源废水中的微塑料污染情况并不明确。本文系统研究了山东沿海5个行业代表性企业进水和出水中微塑料的赋存特征,结果表明,工业废水源内部污水处理系统对微塑料的去除效率较低,平均去除率仅为59.86%,沿海工业废水是近海环境中微塑料污染的潜在重要来源。不同类型工业中纺织印染业的进、出水微塑料含量最大,平均丰度分别为84.8个/L和19.6个/L,纸塑制造厂、化工厂和船舶工业的污水中微塑料丰度相近,进水中微塑料丰度在32.0~37.2个/L之间,出水中微塑料丰度在10.8~14.6个/L之间,金矿厂的进水中微塑料丰度最低,为23.9个/L,出水微塑料丰度为17.6个/L。不同工业源进水中微塑料在形状和成分上相似,在尺寸和颜色上存在行业差异,纤维(占比范围61.46%~84.48%)是主要形状,聚乙烯(PE)(53.48%~76.19%)是主要成分。工业源出水中微塑料主要形状为纤维(61.46%~91.06%),主要颜色为蓝色(41.67%~58.22%),主要成分为PE (16.22%~67.83%),出水中微塑料尺寸存在行业差异,≤300 μm的微塑料平均占比最高,为28.67%,占比范围为23.96%~35.19%。工业出水中微塑料特征与海洋中微塑料特征高度契合,再次证明了工业污水对海洋微塑料污染的重要贡献。本研究通过揭示典型海湾周边代表性行业的工业污水中微塑料浓度与特征,为海洋微塑料的源汇特征、迁移与防控研究提供科学依据。     

环渤海潮间带长牡蛎微塑料富集特征研究

微塑料是指最大粒径小于5 mm的塑料微粒,近年来其污染问题受到广泛的关注。2017年6月,在环渤海潮间带9个站位采集了野生长牡蛎(Crassostrea gigas)样品,通过组织消解、滤膜分离和显微镜检筛分微塑料样品,并利用显微傅里叶变换红外光谱仪(μ-FT-IR)对其化学成分进行分析。结果表明,环渤海潮间带长牡蛎体内的微塑料摄入率为73.91%～95.65%;微塑料平均丰度为2.03个/个体,每克生物组织平均丰度为0.89个。长牡蛎体内的微塑料形状以纤维类最多,所占比例为67.06%,其次为碎片类,薄膜和颗粒类所占比例较少。微塑料颜色以蓝色居多,其次为白色。长牡蛎体内粒径小于500μm的微塑料所占比例最高,其次为粒径500～1 000μm的微塑料。微塑料化学成分包括人造纤维、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯等6种类型,其中人造纤维所占比例高达50.00%。以上结果表明,环渤海潮间带长牡蛎体内均存在一定的微塑料富集;与国内外其它研究相比,整体处于中等偏下水平;港口等站位的长牡蛎体内的微塑料丰度较高,而自然保护区站位的长牡蛎体内的微塑料丰度较低,表明微塑料污染与人类活动频繁程度密切相关。     

独流减河入海口微塑料空间分布特征

为了探究独流减河入海口微塑料空间分布特征,本研究于2021年3月采集了该区域不同环境介相样品,通过消解浮选和激光红外成像系统对样品中微塑料种类、丰度、粒径和形状进行了深入研究。结果显示,在水样中检测到的微塑料的浓度范围为227～402 items/L。共检测到17种微塑料,其中丰度最高的是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);沉积物中微塑料数量丰度为8 430～12 600 items/kg,共检测到18种微塑料,其中丰度最高的是PE、PP、PET、PA和聚氯乙烯(PVC)。在水样和沉积物中,粒径分布表现为随着粒径减小微塑料的数量急剧增加;在形状分布上,除少部分大粒径的PET、PA和PP表现为纤维外,绝大多数微塑料为颗粒态。本研究表明,微塑料随独流减河从淡水到海水的传输过程中,随着盐度和密度提高,水体中微塑料丰度显著提高;而同样由于密度的差异及使用用途的差异,导致水样和沉积物之间微塑料组成结构具有明显差异。揭示了水体及微塑料密度及微塑料用途是影响河口区域微塑料空间分布的重要因素。     

长江口邻近海域夏季底栖纤毛虫的多样性与群落结构特点

采用Ludox-QPS方法,研究了2011年8月采自长江口邻近海域9个站位沉积物中纤毛虫的群落结构及分布特点,并结合沉积环境进行综合分析。结果表明,表层8cm沉积物中底栖纤毛虫的平均丰度为(2782±1493)cells/10cm2,生物量为(10.06±6.41)μgC/10cm2。长江口海域北部站位的丰度和生物量呈从近岸向外海增加,南部的站位呈现相反的分布趋势。在垂直分布上, 62%的底栖纤毛虫分布在表层2cm, 12%分布在5—8 cm。本研究共检获纤毛虫106种,隶属于15纲/亚纲, 24目, 69属,前口纲在丰度及生物量上均为最优势类群(丰度占45.5%,生物量占56.4%),核残迹纲在生物量上居第二位。就食性来看,肉食性纤毛虫物种数最多(44种),其丰度和生物量所占比例也最高(40.3%,66.8%),但在长江口外站位(M1站),菌食性纤毛虫为最优势摄食类群。分析表明,研究海域底栖纤毛虫群落结构与底层水盐度最相关。聚类分析结果显示,由于较多量的伪钟虫属(Pseudovorticella)和原领毛虫属(Prototrachelocerca)种类出现导致长江口北部L1站的纤毛虫群落结构不同于其他站位。本研究所获底栖纤毛虫的丰度和生物量较东海离岸海域已有研究结果均高,表层8cm沉积物中纤毛虫的丰度约是上层30m水柱中浮游纤毛虫的116倍,生物量约是后者的150倍。基于目前黄东海有关底栖纤毛虫物种多样性的已有报道,其多样性在长江口离岸海域高于近岸潮间带,且在离岸海域东海低于黄海。     

郑州市河道沉积物中微塑料的污染特征

本文以郑州市主要河道沉积物为研究对象,利用密度浮选法分离提取沉积物中的微塑料,采用显微镜及傅里叶变换显微红外光谱仪(μ-FTIR)分析微塑料的丰度、组成、形状、尺寸分布特征.结果表明:郑州市7条主要河道沉积物中微塑料丰度为(以干重计):(2412±188)～(7638±1312)个·kg-1,平均丰度为(以干重计):(...     

东海表层海水中微塑料分布与组成

本文通过2015年夏季在东海水域进行采样,对东海表层水体中微塑料的空间分布和组成进行了定量与定性分析。结果表明:东海表层海水中广泛存在微塑料,微塑料的分布密度在0.011—2.198piece/m3之间,平均含量为0.31piece/m3。微塑料的长度多在500μm至5mm之间,占88.6%;其形态多为泡沫状(54.8%),其次是块状(21.4%)和薄膜状(11.8%);其外观多呈现为白色(71.9%)和彩色(18.5%);其化学成分主要是聚乙烯(45.5%)和聚丙烯(34.6%)。对形态、颜色和化学组成的分析表明,这些微塑料主要来源于陆地,在沿海通过海岸或河流进入海洋。河流和洋流的运动是影响微塑料迁移而导致其分布不均状况的主要因素。与国内外已有相关研究结果的比较表明东海微塑料的分布密度处于中等水平。     

我国南海区微塑料的污染现状和未来展望

文章根据我国南海区海岸带、河口、内陆径流及海域微塑料污染的相关调查资料,整理南海区表层水和沉积物中微塑料的污染现状,包括微塑料丰度、形状和聚合物类型等分布特征,归纳微塑料的潜在来源途径,提出健全塑料管理体系的建议,从源头上减少塑料的产生和排放,最后提出应深入研究微塑料对海洋生态系统的影响,以建立对微塑料的风险评估框架。     

中国近海秋季小型底栖动物分布及与环境因子的关系研究

2007年秋季搭栽开放航次时黄海、东海、南海3个海域共10个站位的小型底栖动物组成、丰度和生物量,以及环境因子进行了调查研究.3个海域小型底栖动物的平均丰度以黄海最高,为(2 132±946)个/10 cm2,东海次之,为(1 954±2 047)个/10 cm2,而南海仅(156±56)个/10 cm2;平均生物量(干质量)依次为(2 193±1 148)μg/10 cm2、(1 865±1 555)μg/10 cm2和(212±22)μg/10 cm2.3个海区分选出的14个小型底栖动物类群中,丰度上均以自由生线虫占绝对优势,分别占总量的85%、89%、85%.在生物量上,黄海以自由生线虫贡献最多(33%),多毛类居次;东海二者比例相近(约为37%),而南海则以多毛类占绝对优势(56%).在小型底栖动物的垂直分布上,3个海区差异较大:分布于沉积物表层0～2 cm的小型底栖动物在黄海高迭90%,东海仅46%,在南海为63%.统计分析表明,本研究站位小型底栖动物丰度与沉积物中的叶绿素及脱锾叶绿酸含量和底温呈显著正相关,与水深呈显著负相关.该结果与本航次之后在广东湛江和海南以东的南海海域开展的908调查结果形成了鲜明对照,后者的小型底栖动物及线虫丰度与沉积物中有机质含量呈显著正相关,与水深呈显著负相关,表明近海受人类干扰影响较大.     

黄河三角洲潮上带和潮间带不同生境微塑料分布规律

微塑料是近年来广受关注的持久性污染物之一,对海洋生态系统有着不可忽视的潜在危害。河口三角洲作为典型的滨海盐沼湿地,属生态敏感地带,是海洋和陆地两大生态系统的交错地带。选取黄河三角洲潮上带和潮间带盐沼裸斑、翅碱蓬、柽柳、芦苇和潮沟五种典型生境开展土壤微塑料进行采样调查并分析其分布规律。结果表明,黄河三角洲潮上带及潮间带土壤中塑料的整体丰度范围在7~147个/kg,相比世界范围内其他滨海地区属于中等水平,其中翅碱蓬区是微塑料平均丰度最高的区域。整体而言,在各材质中,聚乙烯材质微塑料的检出比例最大,达29.53%;而在各形状中,碎片状微塑料占比最大,达38.88%,其次是颗粒状微塑料,占比37.09%,二者比例接近,为研究区微塑料的主要形态。潮汐作用对微塑料的分布有重要影响,微塑料在距离海岸较近的样点丰度较低,而在高潮线附近明显聚集,同时在植被覆盖区微塑料丰度也明显升高。黄河三角洲国家级自然保护区内人类活动强度较低,但仍面临着来自原位风化降解、潮汐风力搬运等多种潜在来源的微塑料污染。综上,对河口湿地微塑料污染的治理与防护,对于维持区域生态系统稳定与健康具有重要意义。     

渤海莱州湾沉积物REE与重金属污染特征及物源判别

基于莱州湾32个典型站位的表层沉积物样品,系统分析了稀土元素(REE)组成和分布特征以及重金属污染程度和污染来源;探讨了影响重金属和稀土元素分布的环境因素,并从重金属潜在源区、化学蚀变指数(CIA)和REE特征3个角度分析了莱州湾表层沉积物来源。研究表明,稀土元素总量自莱州湾东南部向北部递增,部分稀土元素(Eu、Gd和Tb)含量主要与细粒级的黏土矿物和有机碳含量相关,受化学风化的影响很小。研究区部分站位受到了Cd和Hg的污染,且主要是人类活动富集的;Cu、Pb、Zn可能源于地壳自然风化产物,其中Cu和Zn还与人类活动密切相关;Cr则受自然风化和人类活动的双重影响而富集;大部分重金属含量的累积还受湾内水动力的影响。沉积物源的判别结果显示,研究区CIA平均值为50.83,接近黄河沉积物的CIA值(50.9～59.7),低于中国黄土;研究区稀土元素配分模式和特征参数也与黄河十分接近,表明黄河是莱州湾表层沉积物的重要来源;广利河与潍河-弥河三角洲仅对南部和西南部海域沉积物有贡献,而黄土和山东省土壤对莱州湾沉积物的贡献量相对更少。     

南海东北部夏季小型底栖生物研究

采用现场调查和实验室分选的方法,对在南海东北部海域(2017年8月)采集的7个站位点的小型底栖生物沉积物样品进行了分选分析研究。通过对样品的类群组成、丰度、生物量以及空间分布等方面的分析结果表明,南海东北部海域7个站位点小型底栖动物的平均丰度为(224.3±52)ind./10cm2,分选出小型底栖动物三个大类群,其中线虫占整个小型底栖生物总丰度的95.7%,其次为底栖桡足类(4.1%),多毛类(0.2%)。本次研究中线虫的平均个体干质量为0.15μg/个;在生物量上,线虫为(32.2±12.96)μg/10cm2,占小型底栖生物总生物量的58.7%。垂直分布上65.7%的小型底栖动物以及其中最优势的线虫(64.8%)都分布在沉积物表层0—2cm处。本航次样品中共鉴定出海洋线虫293种或分类实体,隶属于105属,26科,4目,其中发现并描述了2个新种和5个新纪录。主要优势属有Halalaimus、Sabatieria、Cervonema、Molgolaimus和Acantholaimus等。在摄食类型上,沉积食性者(1A+1B)占优势(物种数占70.3%,个体数占72%);雌雄比例为1︰0.45,幼龄个体占线虫群落个体总数的32.5%。通过分析研究小型底栖动物各个类群的丰度和生物量以及与其他海域相关研究进行对比,结果显示,南海相较其他海域整体丰度偏低。就目前已有的南海相关研究资料中,本文研究的南海东北部海域的丰度也偏低;南海东北部海域的研究为南海小型底栖生态学研究补充数据,为以后我国线虫的研究提供基础资料。     

稀有OTU对海洋底栖纤毛虫群落异质性的影响研究

运用高通量测序技术分析微型生物多样性时,生物学重复间常表现出明显的异质性,这可能是高比例的稀有可操作分类单元(operated taxonomic unit, OTU)造成的“假象”。为明晰陆架海区站位间及同一站位重复间底栖纤毛虫群落的异质性水平,并探明稀有OTU与群落异质性的关系,给出去除稀有OTU阈值的科学建议。本研究在东海选取具有明显环境梯度的4个站位,每站位采集3个重复沉积物,采用高通量测序技术研究纤毛虫群落与分布。研究表明同一站位重复间群落不相似度在30%～34%,重复间群落的高差异性会掩盖地理距离较近的站位间差异(33%)。各个站位重复间共有OTU分别占该站位检获的总OTU数的34.4%, 31.9%, 39.5%和36.5%,而序列数基本占据94%以上。相对丰度小于0.1%的OTU占总OTU数的80%。依次去除相对丰度低于0.01%至0.1%的OTU,发现去除稀有OTU能够有效降低重复间差异,去除越稀有的OTU,降低效果越强;对站位之间的差异影响较小,且站位差异越大影响越小。稀有OTU的分布随机性极强,基本与站位无关。相对丰度低于0.015%的OTU是造成重复间群落异质性...     

浙江近岸海域表层沉积物中氮的存在形态及其含量的分布特征

运用分相浸取法分析了浙江近岸海域60个站位的表层沉积物(0～2 cm)中各形态氮的含量和分布.研究结果表明,表层沉积物中总氮(TN)含量为214.66～861.44 mg/kg,均值为580.52mg/kg,位于浅水区的长江口、杭州湾和浙江沿岸的TN含量低于东部远岸海域;可转化态氮(TTN)含量只占总氮的3.06%～37.24%,有机态和硫化物结合态氮(OSF-N)是沉积物中可转化态氮的主要赋存形态,非转化态氮(NTN)是浙江近岸海域表层沉积物中的优势形态.各站位沉积物中氮在不同提取相中的含量差异较大,与沉积物的陆源输入、沉积物重金属含量、粒径分布及沉积海域的水动力条件等因素有关.     

河口及莱州湾沉积物中磷的化学形态及其含量

对13个河口站位的沉积物以及莱州湾两个站位的柱状沉积物中的磷的三种基本结合态进行了测定。结果表明：河口沉积物中总磷量与河流污染程度有关。磷的主要存在形态是以磷灰石结合态磷（PAI）存在的无机结合态磷（PIN）。莱州湾的柱状沉积物磷含量以及存在形态在离岸近和表层站位受到河流一定程度的影响，而在深层和离岸远的站位受河流影响的程度降低，各种形态的磷含量已趋于平衡。     

河口及莱州湾沉积筘磷的化学形态及其含量

对１３个河口站位的沉积物以及莱州两个站位的柱状沉积物中的磷的三种基本结合态进行了测定。结果表明：河口沉积物中总磷量与河流污染程度有关。磷的主要存在形态是以磷灰石结合态磷（ＰＡＩ）存在的无机结合态磷（ＰＩＮ）。莱州湾的柱状沉积物磷含量以及存在形态在离岸近和表层站位受到河流一定程度的影响，而在深层和离岸远的站位受河流影响的程度降低，各种形态的磷含量已趋于平衡。     

西沙海域甘泉岛和全富岛海滩上的塑料垃圾与微塑料分布特征

塑料污染现象在世界各地海滩随处可见, 日益成为海洋环境中的重要威胁。文章调查了西沙海域甘泉岛和全富岛海滩的塑料污染分布情况, 结果显示, 尽管研究区域远离大陆, 人类活动影响较小, 但是海岛海滩上的塑料污染普遍存在, 塑料垃圾(>5mm)的平均分布丰度为(85.07±70.48)个∙m^-2, 平均重量为(40.23±78.15)g∙m^-2; 微塑料(<5mm)的平均分布丰度为(1774.75±1534.37)个∙m^-2或(100.82±87.18)个∙kg^-1。塑料垃圾和微塑料在不同海岛间的丰度分布均无显著性的差异, 但无论是塑料垃圾的丰度还是微塑料的丰度, 在环礁内侧海滩都显著高于环礁外侧海滩。此外, 微塑料的丰度分布与塑料垃圾的丰度分布呈显著的线性相关。红外光谱分析得出塑料聚合物主要成分有聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯等, 其中以聚苯乙烯泡沫的比例占优。甘泉岛和全富岛海滩的塑料污染主要是通过其他地区的外源性塑料输送而来, 其在海岛上的不均匀空间分布受到区域海流作用、水动力条件、塑料降解等多种因素的影响。     

马来半岛彭亨河和吉兰丹河沉积物稀土元素特征及其物源示踪

通过对马来半岛东部彭亨河28个站位和吉兰丹河22个站位表层沉积物进行稀土元素（REE）测试,对比分析了稀土元素的组成特征和分布规律,探讨了稀土元素组成的控制因素和物源示踪意义。结果表明,彭亨河沉积物稀土元素含量介于24.88～304.29 μg/g之间,平均含量为165.22 μg/g,吉兰丹河沉积物中稀土元素含量介于126.02～281.40 μg/g之间,平均值为181.15 μg/g。彭亨河大部分沉积物上陆壳(UCC)标准化模式为重稀土相对轻稀土富集,吉兰丹河沉积物轻重稀土无明显分异。沉积物源岩和矿物组成对两条河流的REE组成起到了重要的控制作用,化学风化对彭亨河REE组成的影响大于吉兰丹河,而彭亨河沉积物粒度组成显著差异也导致了其REE含量变化范围更大。δEu_UCC-(Gd/Yb)_UCC关系图中彭亨河和吉兰丹河沉积物分区明显,表明其可作为定性判别两条河流来源的有效指标,并可用于海区沉积物来源的示踪和定量识别。     

洋山深水港区海域秋、冬季沉积物中重金属来源分析及生态风险评价

通过测定洋山深水港区海域2010-2013年6个航次秋、冬季沉积物中重金属含量,分析其时空差异,结果表明该海域沉积物重金属总体含量较低,空间分布较为均匀,Hg、Zn、Pb、Cd含量秋季明显高于冬季,As、Cu含量的季节性波动较小。用因子分析法研究该海域重金属来源,发现陆源工业、船舶航运排污以及有机质降解是研究海域Pb、Cd、Zn的主要来源;农业污染、码头货物装卸残留及建筑垃圾支配着Cu、As、Hg的来源。基于平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)的生态风险评价结果表明研究海域沉积物中重金属均存在中、低度的生态风险,秋季的生态风险高于冬季,Hg和Cu是主要生态风险因子;地累积指数法评价结果显示研究海域基本不受Hg、As、Zn、Pb的污染;Cd、Cu以轻度污染为主,部分站位属于偏中度污染,6种重金属污染程度依次为:CdCuPbZnHgAs。因子综合得分评价表明,重金属污染相对严重的站位依次为5号、4号及3号站位。但总体看来,洋山深水港区附近海域沉积物中重金属污染状况属于轻度污染。     

渤海表层沉积物中有机碳的分布和来源

大河影响下的陆架边缘海沉积有机碳的分布和来源是全球碳循环研究的重要内容。本研究于2012年5月采集了渤海海域的29个表层沉积物样品,分析了粒度组成、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、木质素含量和稳定碳同位素丰度(δ13C)等参数,结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,定量研究了沉积物中有机碳的分布和来源情况,并讨论了其影响因素。结果表明,研究区域表层沉积物中TOC含量为0.19%~0.81%,渤海中部泥质区站位(大于0.65%)明显高于其周围砂质区域站位(小于0.40%);TOC与黏土含量也有显著的正相关性,说明细颗粒沉积物容易富集有机碳。沉积有机碳的δ13C范围为-23.7‰~-21.8‰,显示沉积有机碳是海源和陆源有机碳的混合输入。木质素参数,如C/V、S/V和LPVI的数值范围显示研究区域表层沉积物中木质素主要来源于被子植物草本组织与木本组织的混合,同时有少量裸子植物的贡献。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型显示研究区域沉积物中有机碳主要来源于海洋浮游植物,平均为64%,陆源有机碳中来自土壤的贡献最高(平均为27%),C₃维管植物的贡献较少(平均为9%)。海洋浮游植物有机碳主要分布在渤海中部泥质区及离岸较远的区域,而土壤有机碳和C₃维管植物有机碳则主要沉积在河口附近及近岸区,并可以离岸输运到较远的地方。     

海洋微塑料污染与塑料降解微生物研究进展

塑料垃圾在近海、大洋水体和沉积物中均广泛存在,并不断累积,对海洋生态系统构成了重大威胁,引起了国际社会的高度关注。本研究从环境生态和塑料降解微生物两个角度回顾了近几年相关方向上的研究进展,包括国内外海洋塑料特别是海洋微塑料在近海与深海等环境中的分布与丰度,以及近海、大洋等环境中降解菌多样性及其降解机制。总体而言,微塑料广泛分布在多种海洋环境,特别是在河口和近海的海水和沉积物,近岸沙滩,以及大洋环流中心;目前已报道的塑料降解菌及其降解酶主要来自陆地土壤和塑料垃圾处理环境,并以聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)降解菌和降解酶的研究最为深入。当前,中国科学家已在近海、大洋深海(深渊)以及极地等大洋环境中,开展了微塑料分布特征和丰度调查,并在生态危害方面开展了研究,但在海洋塑料降解微生物方面还鲜有报道。塑料在海洋环境中的最终归宿以及微生物在塑料降解过程中的作用亟待评估,建议在大洋深海科考中整体布局、联合开展这两个方面的相关研究。