南非西开普省Diep河沉积物与表层水中微塑料特征及丰度评估

本研究针对南非Diep河流域微塑料(MPs)污染问题，通过现场采样与实验室分析（250 μm/20 μm筛网过滤、FTIR鉴定），揭示了纤维状聚乙烯(52%)和聚苯乙烯(20%)为主要污染物，旅游区MPs负荷显著高于非旅游区，填补了南非淡水生态系统MPs污染研究的空白，为制定流域管理策略提供科学依据。

　　

论文解读

在全球水资源危机与塑料污染加剧的背景下，微塑料(Microplastics, MPs)作为新兴环境污染物，正通过淡水系统威胁海洋生态。南非作为生物多样性热点地区，其水资源的稀缺性使得MPs污染研究尤为紧迫。然而，该国淡水系统的MPs基础数据严重匮乏，尤其是像Diep河这样流经工业区、旅游带等重要生态廊道的河流。这种知识空白使得风险评估和管理策略缺乏科学支撑，这正是Cape Peninsula University of Technology研究团队开展本项研究的核心动因。

研究团队采用多季节采样策略，在Diep河流域5个典型位点（DR-1至DR-5）同步采集表层水（100L现场预过滤+20L实验室精细过滤）和沉积物（20g，5-10cm深度）样本。通过250 μm与20 μm分级筛网实现MPs粒径分离，结合显微形态学观察与傅里叶变换红外光谱(FTIR)鉴定技术，系统分析了MPs的物理特征与化学组成。污染评估采用微塑料污染负荷指数(PLI)模型，首次建立了该流域MPs的时空分布图谱。

微塑料时空分布特征
水样数据显示，旅游活动密集的DR-1位点MPs浓度最高（Water20: 5.1±1.2 particles/L，Water250: 3.4±0.8 particles/L），而生态保护区DR-2因水流停滞在秋季未检出。沉积物中MPs丰度与人类活动强度呈正相关，纤维占比高达72-95.8%，500-2000^μm粒径占66%，黑色/灰色颗粒占比47%。这种分布模式揭示了旅游休闲活动对MPs输入的显著影响。

聚合物组成解析
FTIR指纹图谱鉴定出聚乙烯(Polyethylene, PE, 52%)和聚苯乙烯(Polystyrene, PS, 20%)为优势聚合物，这两种材料广泛用于包装和一次性用品，直接关联陆地塑料垃圾输入。值得注意的是，DR-3位点检出的丙烯酸类聚合物提示可能存在工业源污染。

生态风险警示
PLI指数显示除DR-2外所有位点均处于中度污染水平。纤维状MPs的高占比尤其值得关注——这类形态易被水生生物误食，且比表面积大，更易吸附重金属和有机污染物。研究首次证实Diep河正成为MPs向大西洋输送的重要通道。

这项研究不仅填补了南非淡水MPs污染的基础数据库，更创新性地揭示了：
1）旅游活动与MPs负荷的空间耦合规律；
2）PE/PS主导的聚合物特征谱；
3）流域尺度MPs迁移的"源-汇"机制。
这些发现为南非制定差异化的流域管理政策提供了量化依据，其方法学框架（如双筛网分级+FTIR联用）可为全球类似研究提供范式。随着MPs污染纳入南非国家环境监测体系，本研究将成为评估《塑料公约》实施效果的重要基线数据。未来需重点关注MPs在食物网中的传递效应及其对濒危物种的影响，这正是研究团队在讨论部分强调的后续研究方向。