综述:海岸与海洋污染中塑料聚集体的研究:分布、潜在形成过程及分解前景

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 3.0

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  这篇综述系统探讨了塑料聚集体(Plastic-aggregates)作为新兴污染物的环境行为,重点解析其海岸分布特征、地质循环(Plastic Geological Cycle)形成机制及生态风险,提出标准化采样与降解研究的紧迫性,为理解"塑料纪"(Plasticene)人类世标志物提供新视角。

  

塑料聚集体:地质循环中的新型环境挑战

数据库检索与全球分布
通过Scopus数据库检索发现,塑料聚集体已形成包括塑胶凝岩(Plastiglomerate)、塑料焦岩(Pyroplastic)等20余种亚型,53%分布于大陆海岸线,40%存在于岛屿海滩,内陆垃圾填埋场仅占6.7%。这类复合体正成为全球海岸带的新型地质标志物。

形成机制的多维驱动
塑料聚集体源于塑料废物与天然基质的物理-化学-生物协同作用:

  • 热熔结合:焚烧残留物与矿物熔融形成塑胶凝岩
  • 生物膜介导:微生物分泌胞外聚合物促进塑料-砂粒粘附
  • 机械风化:潮汐能破碎塑料后与石英颗粒胶结形成塑料砂岩(Plastisandstone)

分类学创新与地质启示
根据结合物质类型可分为三大类:

  1. 矿物主导型:如含长石的塑料长石砂岩(Plastiarkose)
  2. 生物成因型:含贝壳碎屑的塑料钙质岩(Plasticalcarenite)
  3. 人工复合型:建筑废料与塑料混合的塑料混凝土(Plasticoncrete)

降解悖论与生态风险
尽管紫外线与微生物可降解塑料组分,但岩化过程反而延缓分解:

  • 每克塑料凝灰岩(Plastitravertine)可释放103-105 MPs/年
  • 重金属(如Cd2+)在塑料铁岩(Plastimetal)中的富集系数达8.7

可持续发展目标14的实践路径
建议建立"塑料岩石学"研究框架,开发海岸带塑料-矿物相互作用模型,将塑料聚集体监测纳入海洋生态系统健康评估指标,为达成SDG-14提供科学支撑。

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