大坝运行改变微塑料输移模式：全球视角下的环境行为与生态风险解析

【编辑推荐】全球水坝建设对微塑料(Microplastics, MPs)河流输移的影响机制尚不明确。中国研究团队通过整合517个近坝采样点数据，揭示水库区MPs丰度与多样性显著高于上下游，纤维状MPs占比最高且随距离衰减，下游水力剪切作用加剧MPs破碎。该研究为准确预测MPs通量及开发污染治理技术提供科学依据，发表于《Environmental Pollution》。

　　

微塑料污染已成为全球性环境挑战，其通过河流向海洋输送的过程备受关注。然而，作为河流连续性主要干扰者的大型水坝（全球约62339座，高度≥15米或库容≥0.03 km³），如何影响微塑料(Microplastics, MPs)的迁移行为仍缺乏系统研究。MPs不仅能携带重金属等污染物，还会通过生物摄食等途径扩散，而水坝的物理拦截、水力条件改变等作用可能彻底重塑这些过程。

为破解这一科学难题，湖北省自然科学基金等项目支持的研究团队，分析了全球27项研究中517个距水坝100公里内采样点的MPs数据。研究发现：水库区MPs丰度（0.62-77304.58 items/m³）和多样性显著高于上下游，上游MPs丰度与距坝距离呈负相关，而下游沉积物在丰水期积累更明显。纤维状MPs在水体与沉积物中占比最高，其丰度在上游沉积物和下游水体中均随距离递减。条件破碎模型显示，下游强烈的水力剪切作用导致MPs显著破碎。

研究采用文献计量学方法，通过Web of Science检索"microplastic* AND (river OR reservoir) AND (dam OR hydropower)"组合词，筛选2019-2024年涉及近坝区域（≤100 km）且数据可标准化的研究。关键技术创新点在于建立MPs丰度与距坝距离的定量关系模型，并首次系统评估水力剪切对下游MPs破碎的影响机制。

【主要结果】

1. 时空分布特征：中国长江及其支流汉江是研究热点（占48%），MPs丰度呈现明显空间异质性。
2. 拦截效应：大坝物理拦截导致水库区MPs富集，上游丰度随距离衰减的斜率达-0.32（p<0.05）。
3. 群落特征：不同区域同种环境介质中MPs群落组成相似，纤维状MPs占比超60%。
4. 破碎机制：下游MPs平均粒径比上游减小42%，证实水力剪切促进破碎。

该研究首次从全球尺度揭示大坝运行对MPs输移的重构作用，为流域MPs通量预测模型提供了关键参数。Yuling Chen（陈玉玲）作为通讯作者强调，成果对开发基于水力调控的MPs拦截技术具有指导价值，尤其为三峡等大型水坝的生态风险管理提供新思路。未来需重点关注纤维状MPs的长期沉积效应及破碎后表面污染物释放风险。