建筑屋顶沉积微塑料长期老化生态风险演化：城市建筑年龄差异驱动风险非线性增长的新视角

本文通过分析不同楼龄建筑屋顶沉积的空气中微塑料（AMPs），揭示了其长期老化过程中生态风险的演化规律。研究创新性地建立了多特征潜在生态风险指数（Multi-Characteristic Potential Ecological Risk Index）和动力学模型，发现AMPs风险随建筑年龄呈"先快后慢"的非线性增长模式，并证实城市人类活动排放和长期老化碎裂分别是短期与长期风险的关键驱动因子。该研究为评估屋顶微生态系统（microecosystem）中AMPs的生态风险提供了重要理论依据。

　　

Highlight

屋顶空气中微塑料（AMPs）在建筑不同使用年限中展现出关键的生态风险演化规律。我们的研究表明，AMPs的生态风险随建筑年龄增长呈现长期非线性上升趋势。城市尺度下AMPs生态风险的空间分布模式主要受其丰度和老化程度的时空变化驱动。值得注意的是，城市核心区的AMPs比郊区具有更高生态风险，这与城市空间扩张假说相符。

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Sampling site

本研究选取四川盆地内两个城市（成都和南充）作为研究对象，重点考量人类活动对AMPs来源的影响。成都（CD）作为省会城市高度城市化、人口密集，其AMPs主要源自城区及附近工业园。南充（NC）城市化程度较低，AMPs主要来源于小型工业和城乡混合活动。

Morphology features of AMPs

图2和图3分别展示了成都和南充两地采集AMPs的类型、颜色及占比。图2显示两城市两种途径采集的AMPs主要形态为纤维（图2(a)～(d)）、纤维束（图2(e)～(h)）、碎片（图2(i)～(l)）和薄膜（图2(m)～(p)）。

图3(a)显示大气沉降AMPs中纤维占比最高（65.5%～68.8%），其次是碎片（18.8%～24.1%）和薄膜（6.9%～12.5%）。屋顶沉积物中纤维比例略高（71.8%～75.6%），碎片次之（14.4%～19.3%），薄膜占比最低（6.7%～10.2%）。颜色方面，AMPs以黑色、透明和红色为主。大气沉降与屋顶沉积的AMPs在类型和颜色上未表现出显著差异。

Conclusion

基于被动采样器大气沉降物和不同楼龄建筑屋顶沉积物，本研究探讨了四川盆地成都和南充两市AMPs潜在生态风险的时空演化规律。主要结论如下：

（1）大气沉降和屋顶沉积AMPs的形态特征和组分几乎不存在地区和季节差异。AMPs主要来源于日常消费品（如纺织品、包装）的破碎和分解；

（2）AMPs丰度随建筑使用年限呈现先增后减趋势，在5–8年楼龄建筑中达到峰值。小尺寸AMPs（如<10μm）比例随建筑年龄增加而上升；

（3）通过多特征潜在生态风险指数评估显示，AMPs的长期老化风险随建筑年龄呈非线性增长，表现为“先快后慢”模式；

（4）模型参数敏感性分析表明，短期内人类活动排放是AMPs风险主因，长期主导因子则为老化碎裂过程；

（5）通过网络爬虫技术揭示两城市AMPs生态风险空间分布，发现城市核心区风险显著高于郊区，印证城市空间扩张假说。