来源:Frontiers of Environmental Science & Engineering 发布时间:2021/12/28 16:30:08
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FESE | 前沿研究:海洋三所塑料污染化学研究组南海南部珊瑚岛礁周边微塑料特征和多样性研究

论文标题:The abundance, characteristics and diversity ofmicroplastics in the South China Sea: Observation around three remote islands (海洋三所塑料污染化学研究组南海南部珊瑚岛礁周边微塑料特征和多样性研究)

期刊:Frontiers of Environmental Science & Engineering

作者:Hongzhe Chen (陈泓哲), Sumin Wang(王素敏), Huige Guo(郭辉革), Yunlong Huo (霍云龙), Hui Lin (林辉), Yuanbiao Zhang (张元标)

发表时间:08 Dec 2021

DOI:10.1007/s11783-021-1443-1

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原文链接:

https://journal.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s11783-021-1443-1

文章出版:Front.Environ.Sci.Eng.2022,16 (1):9

原文信息

题目:

The abundance, characteristics and diversity ofmicroplastics in the South China Sea: Observation around three remote islands

作者:

Hongzhe Chen () (陈泓哲), Sumin Wang(王素敏), Huige Guo(郭辉革), Yunlong Huo (霍云龙), Hui Lin (林辉), Yuanbiao Zhang (张元标)

作者单位:

Third Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, Xiamen 361005, China

关键词:

Microplastics (微塑料); Coral reefs (珊瑚礁); Abundance(丰度); Diversity(多样性); Characteristics(特征)

文章亮点

• 在南海南部发现了高丰度的漂浮微塑料(>0.3 mm);

• 透明的膜和纤维(线状物)分别是表层水体和生物体内微塑料的主要组成;

• 聚丙烯和聚乙烯共占漂浮微塑料的84.7%和生物体内微塑料的54.5%;

• 生物体内的微塑料特征明显不同于以往在近岸的发现。

文章简介

由于位于经济蓬勃发展的东南亚新兴市场经济体周边,南海海区是微塑料研究的热点区域之一。本研究在南海南部三个珊瑚岛礁周边对漂浮微塑料(>0.3 mm)和珊瑚礁生境内栖息的鱼类、贝类摄入体内的微塑料开展了调查。调查结果发现,大于0.3 mm的微塑料中位数丰度达到了每平方公里1.9×105个,相当于0.7个/m3。这个丰度在类似的开阔大洋的研究结果中处于较高水平。而利用将显微拉曼光谱和傅里叶变换衰减全反射红外光谱互相补充的微塑料鉴定方法体系,研究人员们发现在大于0.3 mm的漂浮微塑料中,透明和白色的膜状和片状聚烯烃(聚乙烯和聚丙烯)占了很大部分,这与以往许多类似研究的结论有很大差异。这可能是由于在低放大倍数下进行人为分拣时这种特征的“疑似微塑料”被误认为是生物膜而被忽略;进一步的观察和表征可以发现塑料膜与生物膜材质的高分子材料表面纹理有很大差异。另一方面,膜状和片状的微塑料较易粘附于其他漂浮物(包括较大的微塑料)表面,从而在检测时被漏过。因此对于采用人为分拣的观测方式开展调查时,需要在分拣过程中加以关注。膜状/片状聚烯烃微塑料可能来自于塑料袋和塑料包装这两种是发展中经济体最常见的塑料生活废弃物或农业地膜。利用我国CORA v1.0西北太平洋区域海洋再分析系统对流向和流速的预测,可以推测三个岛礁的漂浮微塑料最大可能来源为南海南部周边国家和经济体的生活/农业塑料输入。而以聚酯和聚丙烯腈透明纤维(≤20 μm直径)和聚烯烃透明线状(>20 μm直径)在生物体内的微塑料总量中各占58.3%和37.5%,可以认为生物体内摄入的微塑料的主要来源是织物纤维和渔业/水产养殖活动。

本研究还利用以材质为分类依据建立的多样性评价方法对本海区微塑料多样性进行了分析。结果显示,与研究团队采用相同鉴定体系在中-西太平洋收集的数据相比,多样性的差异并不显著;却明显高于更早期在西北太平洋分析得到的结果。这说明对微塑料多样性评价的结论可能会受到分析鉴定方法的影响,因此很难对采用不同采样、分析和分类方法开展的微塑料多样性评价结果进行对比。

为降低海表风力对海水中微塑料的垂向混合作用的干扰,本研究还采用了改进的Kukulka风力校正公式对无风条件下漂浮微塑料丰量进行了修正。此外,研究过程中利用拉曼光谱对着色微塑料的表征也获得了涂料特征峰。这些特征峰蕴含的涂料信息指向如酞菁铜等常见涂料。这类信息的收集可能会对将来的微塑料比对溯源产生意外的帮助。

图1 摘要图

编者点评

微塑料的溯源是开展海洋微塑料研究的主要目标之一,然而微塑料溯源的难度较大,需要收集更多与微塑料材质和特征相关的信息以做推论。本研究采用特征分析统计与水文模型相结合,推断了微塑料的可能来源;并尝试利用多样性评价评估海区微塑料来源的丰富性,对未来微塑料的溯源研究和信息收集提供了方向。

摘要

Surrounded by emerging markets with considerable plastic consumption, the South China Sea has been a focus area of microplastic research. A survey on the floating microplastics (>0.3 mm) and microplastics ingested by fish and mollusks was conducted around three remote islands here. Compared with the results from several previous studies, a high abundance of floating microplastics (with a median of 1.9 × 105 items/km2 or 0.7 items/m3) was observed, revealing another “hot spot” for microplastics. Polyolefin, especially polypropylene, was the main component. The diversity index and evenness index were calculated and evaluated based on the composition of microplastics. The characteristic peaks of Raman spectra concerning pigmented microplastics were provided. Transparent sheets/films were predominant in the water sample, which was quite different from a similar study in this sea area (8.9% for film), and only 16.4% of floating microplastics (>0.3 mm) were fibers/lines, implying that the main sources of floating microplastics (>0.3 mm) might be household/agricultural consumption activities. The transparent fiber/line was also dominant in organisms. It is suggested that the main sources of microplastics ingested by organisms might be both fabric fibers and fishing/aquaculture.

投稿与检索

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