柔性注水管道沉积物成分与微塑料形成机制及其环境风险研究

针对海底柔性注水管道沉积物成分不明及微塑料污染风险问题，研究人员通过SEM/EDS、XRD和ATR-FTIR技术分析发现，管道远端沉积物以氢氧化铁为主，近端以碳酸钙为主，且均含聚乙烯（PE）微塑料。该研究揭示了管道腐蚀与清洁剂使用是微塑料来源，为海洋与土壤污染防控提供了关键依据。

　　

在海洋油气开采领域，柔性管道是输送流体的"生命线"，但其内部沉积物成分与微塑料形成机制长期困扰着行业。这些"管道血栓"不仅会引发堵塞和腐蚀，更可能通过泄漏将微塑料带入海洋与土壤，成为隐形的生态杀手。近期，一项发表在《Regional Studies in Marine Science》的研究揭开了这个黑色谜团。

研究人员对巴西坎波斯盆地服役19年的高压聚乙烯（HDPE）注水管道展开"解剖"，发现两种截然不同的沉积物：靠近平台的灰白色沉积物富含碳酸钙（CaCO₃）和石英（SiO₂），而远离平台的红色沉积物则布满氢氧化铁（Fe(OH)₃）。通过扫描电镜/X射线能谱（SEM/EDS）和X射线衍射（XRD）这对"科研CT"，团队捕捉到沉积物随管道延伸发生的成分渐变。更令人警觉的是，衰减全反射傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）在两类沉积物中均检测出聚乙烯（PE）微塑料，这些"塑料幽灵"部分源自管道内衬的机械磨损，部分可能来自含聚合物的清洁剂。

关键技术方面，研究采用三大利器：SEM/EDS揭示微观形貌与元素分布，XRD鉴定晶体结构，ATR-FTIR确认有机物成分。样本来自1100米长、直径17.78厘米的退役管道不同区段，确保数据具有时空代表性。

【结果与讨论】

1. 沉积物成分空间变异：管道远端铁含量升高近3倍，证实水流携带腐蚀产物（Fe(OH)₃）的迁移规律；近端CaCO₃则与注入水矿物成分相关。
2. 微塑料双重来源：压力鞘磨损产生原生微塑料，而清洁剂残留可能引入次生微塑料。
3. 环境风险预警：沉积物中的PE聚合物在管道泄漏时会直接污染土壤，其吸附的重金属可能加剧生态毒性。

这项研究首次系统揭示了注水管道"内环境"的化学演变规律，为油气行业建立了沉积物成分数据库。更重要的是，它敲响了微塑料"管道输送"的警钟——当前的水处理工艺可能成为微塑料进入地质圈的隐蔽通道。正如研究者Frederico Gon?alves de Albuquerque Dias团队强调的，未来需开发新型管道材料和环保清洁剂，同时将微塑料监测纳入注水系统常规检测体系。该成果不仅为管道维护提供科学依据，更为全球海洋塑料污染治理贡献了关键拼图。