欧洲大西洋沿岸水域微塑料污染特征及生态风险评估

研究人员针对欧洲大西洋沿岸水域微塑料(MPs)污染问题，采用统一采样方法(UFO泵和Manta网)评估了10 μm-5mm MPs的丰度特征，发现80% MPs<300 μm，以聚酯(PES)、聚丙烯(PP)为主，河口和污水排放区为热点，浓度较全球中值低，为海洋生态风险评估提供关键数据。

　　

海洋中漂浮的塑料垃圾已从肉眼可见的瓶罐袋逐渐破碎成更小的颗粒——微塑料(Microplastics, MPs)。这些尺寸小于5毫米的塑料碎片正悄然侵入全球水域，甚至在人迹罕至的北极海冰中也被检出。更令人担忧的是，尺寸与浮游生物相当的微塑料(10-300 μm)可能被海洋生物误食，进而通过食物链传递。尽管欧洲自2013年起将MPs监测纳入《海洋战略框架指令》(MSFD)，但传统采样网(如300 μm孔径Manta网)会漏掉绝大多数小尺寸MPs，导致污染评估存在严重偏差。

为准确掌握欧洲沿岸MPs污染现状，来自丹麦奥尔堡大学等11个研究机构组成的国际团队，在JPI OCEANS倡议下开展了一项跨7国海岸线的协同研究。研究人员创新性地采用"通用过滤装置"(Universal Filtering Object, UFO)——一种能捕获10 μm MPs的泵式采样器，结合μFTIR成像技术，对39个采样点的MPs进行系统分析。相关成果发表在《Environmental Advances》上，首次揭示了欧洲大西洋沿岸MPs的全尺寸分布图谱。

研究团队运用三大关键技术：1) UFO泵采样系统(配300 μm预过滤和10 μm主过滤)，实现10 μm-5mm MPs的全尺寸采集；2) 酶解-氧化前处理结合FPA-μFTIR(焦平面阵列显微红外光谱)自动成像，精准识别10 μm级MPs的聚合物组成；3) 平行Manta网(300 μm)采样对比，评估传统方法的检测偏差。所有样本均通过空气空白和流程空白严格质控。

3.1 MPs丰度与分布特征
数据显示MPs浓度横跨三个数量级(5-1603 MPs m^-3)，呈现显著空间异质性。比利时斯海尔德河口以1603 MPs m^-3居首，而芬兰湾仅5 MPs m^-3。质量浓度差异更达千倍(0.2-346.91 μg m^-3)。统计模型证实，河口和污水处理厂(WWTP)周边浓度显著高于其他区域(p<0.05)，如西班牙维戈湾WWTP出口处MPs浓度(576 MPs m^-3)是无人为干扰区的3倍。

3.2 MPs物理化学特性
80% MPs<300 μm，其中碎片占71%，纤维29%。聚合物以聚酯(PES, 42.5%)、聚丙烯(PP, 17.5%)和聚乙烯(PE, 8%)为主，但存在区域差异：挪威斯喀基拉克海峡北部以聚酰胺(PA, 35%)为主，而斯海尔德河口PP占比达41%。值得注意的是，本应下沉的高密度聚合物(如PES、PA)在表层水体中广泛存在，暗示湍流混合等物理过程对MPs分布的调控作用。

3.3 方法学比较
Manta网测得的MPs浓度比UFO泵低2-3个数量级，且对>300 μm MPs的捕获效率仍低估约10倍。μFTIR成像相比传统ATR-FTIR(衰减全反射红外光谱)能检测到多出88-96%的<100 μm MPs，凸显方法选择对结果的影响。

4.5 生态风险启示
尽管当前MPs浓度(中值59 MPs m^-3)低于实验室确定的效应浓度(2×10⁸ MPs m^-3)，但研究者警示：塑料产量持续增长(预计未来翻三番)与添加剂浸出风险叠加，可能通过生物累积对高营养级生物构成长期威胁。特别是占主导的<300 μm MPs与浮游生物尺寸重叠，增加了食物网传递概率。

这项研究通过创新方法突破了小尺寸MPs的检测瓶颈，首次建立欧洲大西洋沿岸MPs的基准数据库。其价值不仅在于揭示污水处理厂和河口是优先管控区，更推动MSFD监测标准的革新——建议将泵式采样与μFTIR纳入规范。随着《全球塑料条约》谈判推进，该研究为量化塑料污染提供了方法论范本，也为评估"塑料星球"的生态代价奠定了科学基石。