编辑推荐：
为探究城乡河流中微塑料（MPs）与重金属（HMs）的协同污染问题，研究人员以宿州城乡河流为对象开展研究。结果发现 MPs 和 HMs 广泛存在，明确了其吸附特性及驱动因素，评估了生态风险。该研究填补相关研究空白，助力水域生态保护。
在当今时代，塑料凭借其低成本和出色的可塑性，广泛应用于各个领域。从 1950 年到 2019 年，全球塑料制品需求持续攀升，到 2019 年，年产量已达 3.5 亿吨。中国作为全球最大的塑料生产、消费和处理国，塑料垃圾问题日益严峻。直径小于 5mm 的微塑料（MPs），作为一种新兴污染物，来源广泛，可通过多种途径进入水生环境，在水、沉积物和生物体之间循环分布，对环境和人类健康存在潜在风险 。
与此同时，河流作为 MPs、重金属（HMs）等污染物的重要汇集地，MPs 和 HMs 因其难以降解，能长期共存。MPs 在水环境中老化后，表面性质改变，可吸附 HMs，但在特定条件下又可能解吸，重新释放污染物，引发更严重的生态危机。然而，目前对于河水中 MPs 和 HMs 的共同污染问题，研究还十分有限。
为深入了解这一现象，来自中国的研究人员针对典型城乡河流中 MPs 和 HMs 的共污染过程及驱动因素展开研究。他们选择位于安徽东北部、地处洪泽湖上游的宿州市作为研究区域。宿州市是长三角城市群和中原经济区的关键节点，人口众多，农业和工业塑料制品、重金属产品使用广泛，城乡河流存在 MPs 和 HMs 潜在共污染风险。
研究人员通过多种关键技术方法开展研究。在样本采集方面，于 2023 年 3 月和 8 月在宿州城乡河流的 46 个采样点，从三条河流采集水样，并测定水样的 pH 和温度。对于 MPs 的提取与分析，改进以往方法，经过多步操作，利用显微镜和光谱仪观察、分析 MPs 的各项特征。HMs 的分析则是对水样和 MPs 样本进行消解后，使用电感耦合等离子体质谱仪（ICP - MS）测定目标 HMs 含量。同时，还对水体的理化性质进行了分析，并通过设置空白对照组等措施确保实验的质量控制和保证。
研究结果
- MPs 在水中的丰度：研究检测了不同季节城乡河流中 MPs 的丰度。旱季 MPs 浓度范围为 18.4 - 694.4 items/L，平均 138.5 items/L；雨季为 25.6 - 611.8 items/L，平均 172.7 items/L。雨季 MPs 含量相对较高，但差异不显著。不同区域 MPs 丰度不同，旱季从上游到下游呈增加趋势，雨季则相反，但在湖口附近又有所增加。此外，工业区和城区的 MPs 平均含量高于农业区，且该研究区域的 MPs 含量相对其他城乡河流较高。
- MPs 的特征和组成：在 MPs 的颜色方面，透明 MPs 占比最多，其次是黑色，多种颜色反映了其来源的多样性。形状上，颗粒状和碎片状 MPs 占主导，薄膜状和纤维状占比较低，且该区域 MPs 尺寸相对较轻。聚合物类型中，聚对苯二甲酸乙二酯（PET）占比最高，与其他研究中低密度 MPs（如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP））占比不同。
- HMs 在 MPs 上的吸附：研究测量了水中和吸附在 MPs 上的 HMs 浓度。旱季和雨季，MPs 上吸附的 HMs 总浓度差异不显著，但均高于水中 HMs 平均浓度。不同 HMs 在 MPs 上的吸附量和吸附能力不同，吸附顺序和吸附能力顺序有所差异，且 HMs 在 MPs 上的吸附受生物膜等多种因素影响。通过相关性分析发现，部分 HMs 在 MPs 和水中的浓度存在一定相关性。
- HMs 吸附在 MPs 上的驱动因素：利用 Spearman 相关性分析和结构方程建模分析吸附驱动因素。结果表明，水体的温度、总氮（TN）、氨氮（NH4+）与 HMs 吸附无显著相关性，而 pH、总磷（TP）、悬浮物（SS）等与部分 HMs 吸附存在显著相关性，不同 HMs 之间也存在协同或竞争效应。结构方程模型显示，水中 HMs 含量、MPs 聚合物类型等是主要影响因素，水体理化性质主要起抑制作用，MPs 的大小、形状和颜色也有一定影响。
- 协同污染的环境影响：MPs 和 HMs 单独存在就对生态环境有害，MPs 吸附 HMs 后危害可能加剧，还可能通过食物链将 HMs 传递给人类。研究采用污染负荷指数（PLI）和危害评分（H）评估 MPs 生态风险，结果显示不同区域和季节风险水平不同，两种评估方法存在差异，表明当前风险评估方法不够全面。研究还提出了预防和管理 MPs - HMs 协同污染的潜在措施。
研究表明，MPs 和 HMs 广泛存在于典型内陆城市宿州的城乡河流中，HMs 在 MPs 上的吸附受多种因素影响。基于风险评估模型，MPs 污染在不同指标下呈现不同风险水平。该研究为探究典型城乡河网中 MPs 和 HMs 的协同污染提供了数据支持，填补了发展中城市相关研究的空白，增进了人们对河水中 MPs - HMs 协同污染环境行为的理解，对制定合理的污染防治策略具有重要意义，研究成果发表在《Emerging Contaminants》上。
