近日，中国科学院华南植物园副研究员高磊团队在红树林微塑料研究领域取得重要进展，成功揭示了红树林微塑料的源-汇动态及其驱动机制。相关成果发表于《危险材料杂志》（Journal of Hazardous Materials）。
环境中的微塑料（MPs，直径小于5mm）主要源于高分子聚合物塑料产品的破碎与分解。因其对人体健康和生态系统安全构成威胁，已成为全球共同关注的新型污染物。自1950年至2019年，塑料产品产量从200万吨激增至4.6亿吨，而废弃塑料产品回收处置不足，致使大量塑料（含MPs）进入河流并最终汇入海洋。然而，河口海岸带的阻滞效应导致微塑料的入河与入海通量不守恒。
在潮间带，红树林生态系统凭借高生物量特点，可有效降低潮流流速，促进MPs沉降，是微塑料重要的“汇”。然而，极端气象事件（如台风、风暴潮等）引发的强烈水力扰动，可能导致沉积物中的MPs再悬浮进入水体，使红树林转变为“源”。当前，现有研究多聚焦于红树林沉积物MPs的水平分布特征，对垂向分布特征、红树植物截留效率、MPs再悬浮的水动力临界条件及选择性特征等关键信息仍缺乏充分认识，MPs“源-汇”转换机制尚不明确。
该研究旨在深入探究以下两个关键科学问题：一是红树植物对漂浮MPs的截留作用及不同植物类型的差异；二是红树林沉积物MPs再悬浮所需的临界条件以及不同特征（形状、尺寸和密度）MPs的选择性。
在国家自然科学基金等项目的资助下，研究人员依托改进的EROMES侵蚀系统开展再悬浮模拟试验。该系统由内径15cm的侵蚀管、扰流板和搅拌器组成，在距沉积物-水界面上方7.5cm处设置旋转螺旋桨，利用内设扰流板减小旋流，使沉积物受到均匀切应力而再悬浮。通过根据浊度突变点确定石英砂再悬浮的阈值转速，结合经验公式计算其临界切应力，进而校正水底切应力对转速的响应关系。此次研究使用EROMES系统定量解析沉积物微塑料再悬浮的临界切应力，是该装置在微塑料动力学研究领域的首次尝试。
沉积物中MPs丰度从光滩（No vegetation，NV）至红树林显著递增，其中老鼠簕（Acanthus ilicifolius，AI）样带的富集指数（5.24±2.55）最高。地表水中MPs丰度同样呈陆向递增趋势，且在台风“摩羯”影响的极端水动力条件下，MPs丰度升高1.84-2.82倍。
沉积物和地表水中的MPs形状均以纤维为主，其次是薄膜和碎片，泡沫最少；透明MPs出现频率高于其他颜色；500-1000μm尺寸的MPs占比最高；聚合物类型主要以低密度的PE、PP和PE-PP成分为主。在极端水动力条件下，观测到PMMA材质MPs占比升高5倍。此外，红树林样带MPs多样性指数高于无植被光滩。
在一般水动力条件下，老鼠簕对漂浮MPs的截留率达40±8%，而无瓣海桑（Sonneratia apetala，SA）未能有效截留MPs（-56±44%）。在极端水动力条件下，老鼠簕和无瓣海桑对MPs均无截留作用（SA：-179±147%；AI：-44±14%），这表明红树林沉积物在极端条件下成为水体漂浮MPs的重要来源。
相较于光滩（水底临界切应力：0.021 N/m2），红树林沉积物抵抗MPs再悬浮的能力更强（AI：0.024 N/m2；SA：0.023 N/m2）。此外，MPs再悬浮还受其理化性质影响，中尺寸、纤维状和低密度是MPs再悬浮高度敏感的性状。
论文第一作者、中国科学院华南植物园博士后李睿表示，该研究为红树林生态系统微塑料（Microplastics，MPs）源-汇动态提供了全新视角，通过量化证据深入揭示了红树林中微塑料的“源-汇”动态，有望加深对潮间带生态系统中微塑料环境行为的全面理解。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140590
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