《Journal of Contaminant Hydrology》：Distribution characteristics, source analysis, and ecological risk assessment of microplastics in Ulungur Lake, China
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本研究首次系统评估了新疆准噶尔湖微塑料污染特征、来源及生态风险，发现水体中微塑料丰度为0.32–8.82 n/L，沉积物达18.2–223.6 n/kg，空间异质性显著。农业活动和人为输入为主要来源，生态风险指数（PERI）高达1541.46，农村农田区（W6）风险等级为极端，需优先监测与治理，为干旱区半封闭湖泊生态保护提供科学依据。
王炳宇|卢建江|王丽如|肖金凤|刘光旭|柴玉琳|李晓晓
石河子大学化学与化学工程学院，中国新疆石河子832003
摘要
尽管近年来全球微塑料（MPs）污染研究取得了显著进展，但对于半封闭或封闭水体（如湖泊）仍需进行更多基础性研究。本研究首次系统评估了乌伦古尔湖（新疆北部最大的淡水渔业基地）中微塑料的污染特征、来源及潜在生态风险。结果显示，微塑料浓度为：地表水0.32–8.82 n/L，沉积物18.2–223.6 n/kg，并存在时空异质性。微拉曼分析表明，聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）和聚乙烯（PE）是主要成分；白色（54.17%）和黑色（32.32%）纤维状微塑料（直径0.1–0.5 mm）最为常见。通过主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）结合加权分配模型，确定农业活动（28.6±3.2%）和人为排放（22.1±2.8%）是主要污染源。潜在生态风险指数（PERI）量化了综合生态危害，表明该湖泊整体属于高风险区域，其中农村农田区（W6）的风险水平极高（PERI=1541.46），亟需优先监测并制定针对性的缓解策略。作为新疆北部干旱内陆地区首个系统的多尺度微塑料污染生态风险评估，本研究为乌伦古尔湖的生态保护和可持续管理提供了重要依据。
引言
自1950年以来，由石油基树脂制成并通过工业加工改性的高分子量有机聚合物制成的塑料和复合材料产量呈指数级增长（Russell和Webster，2021）。Geyer等人（2017）估计，到2050年塑料总产量将超过330亿吨。然而，由于废物管理不善，微塑料通过空气沉降、径流传输等方式造成了广泛的环境污染。微塑料（直径<5 mm）因其持久性、生物累积能力和生态毒性而具有严重环境危害（Ma等人，2024；Rashid等人，2025；Pastorino等人，2022）。研究表明，微塑料会在不同营养级引发氧化应激和炎症反应（Altun???k等人，2025；Chen等人，2021），影响动物摄食并损害健康。这些发现凸显了微塑料污染带来的跨媒体、跨物种生态风险。
尽管已建立了关于海洋和河流系统中微塑料污染的基础数据库（Wang等人，2020），例如长江中上游地区微塑料的显著空间异质性（Gao等人，2023），以及黄河郑州段微塑料浓度高于其他内陆河流（Cera和Scalici，2023；Genevieve D'Avignon和Ricciardi，2022；Zhang等人，2024），但对半封闭内陆湖泊（这些敏感的水生生态系统）的研究仍十分有限。湖泊系统的水动力较弱，水体滞留时间较长（比河流长10^2至10^3倍）（Li等人，2023a），由于渔业和农业活动产生的较大塑料碎片破碎形成的二次微塑料输入，导致微塑料行为复杂化（Sadia等人，2023）。研究这些独特环境中的微塑料不仅有助于完善区域微塑料循环模型，还为评估生态系统健康提供了关键的生物地球化学指标，对确保流域水安全和生态服务具有双重科学价值（Wang等人，2025；Gao等人，2020；Wang等人，2023a）。
乌伦古尔湖位于新疆福海县，是新疆北部最大的淡水渔业基地，对维持区域生态平衡至关重要。其多样的生态活动依赖于丰富的季节性湿地和永久性沼泽，形成了独特的“湖泊-滨岸湿地-洪泛区”复合栖息地（Liu等人，2019；Dong等人，2019；Bhat等人，2024）。主要入湖河流乌伦古尔河带来冰川融水和季节性降水，在西岸形成三角洲湿地，而风蚀作用在东岸形成了沙质滨岸带。这种地貌不对称性导致沉积物组成存在显著地理差异（Zhu等人，2022），可能进一步加剧微塑料分布的时空异质性。虽然全球主要湖泊中都存在微塑料污染（Sadia等人，2023），且淡水中的微塑料含量有时甚至超过海洋环境（Wang等人，2025），但对干旱半封闭湖泊中微塑料来源和综合生态风险的系统评估仍不足。我们推测乌伦古尔湖中微塑料的分布受地貌和季节性水文条件影响，同时受到区域塑料使用情况的叠加作用（Sadia等人，2023；Li等人，2022）。为此，我们结合特定聚合物分析和本地塑料数据来确定污染来源，并应用多维度风险评估（PLI、PHI、PERI）来评估生态影响。
本研究旨在阐明：（1）干旱半封闭湖泊中微塑料的污染模式；（2）乌伦古尔湖中微塑料的潜在来源；（3）湖泊中微塑料的生态风险状况，从而为制定科学的水资源管理策略提供依据。
研究区域和采样点
乌伦古尔湖（东经87°02′–87°35′，北纬47°02′–47°25′）是乌伦古尔河的终端湖泊，属于典型的低流量内陆淡水湖（Gao等人，2020；Wang等人，2023a）。该地区因绿洲农业扩张、集约化水产养殖和生态旅游发展（尤其是塑料覆盖物的使用及湖畔休闲设施的建设）而面临日益加剧的人为压力（Wang等人，2023a）。
微塑料的时空分布特征
系统分析显示，乌伦古尔湖所有采样点均存在微塑料颗粒，证明其淡水生态系统中微塑料普遍存在，为淡水微塑料污染研究提供了重要实证依据。为分析空间分布模式，将湖泊划分为五个区域：北部（W1-W3）、东部/东南部（W4-W6）、南部（W7-W9）、西部（W10-W12）和西南部（W13-W14），采样点坐标反映了湖岸地理和方向特征。
结论
本研究揭示了乌伦古尔湖中微塑料的独特动态：沙尘暴导致微塑料主要破碎成0.1–0.5 mm的颗粒（占比超过50%）。干旱季节微塑料浓度升高与水动力减弱有关。地表水中的微塑料浓度为0.32–8.82 n/L，沉积物中的浓度为18.2–223.6 n/kg，西南部浓度较高，可能源于额尔齐斯河和入湖渠道的输入。作为终端湖泊，乌伦古尔湖会滞留微塑料，这与开放水体不同。
作者贡献声明
王炳宇：撰写初稿、资料收集、方法设计、实验实施。卢建江：撰写、审稿与编辑、项目监督、资金筹集。王丽如：撰写、审稿与编辑、数据可视化、项目监督、形式分析。肖金凤：撰写、审稿与编辑、项目监督、资金筹集。刘光旭：撰写、审稿与编辑、项目监督、资金筹集。柴玉琳：资料收集、实验实施。
资助
国家重点研发计划（2024YFC3713900）。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
