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孟加拉湾海岸微塑料污染特征及其生态风险评估:基于水体与沉积物的综合研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月25日 来源:Research in Autism
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本研究针对孟加拉湾(BoB)海岸微塑料(MPs)污染问题,通过系统采样分析揭示了水体(1.13±0.4 items/L)和沉积物(519±174 items/kg)中MPs的丰度特征,发现纤维状PET、PS等聚合物占主导,证实红树林生态系统是MPs重要汇集区。该研究为全球海洋塑料污染治理提供了区域性关键数据,对制定海岸带生态保护政策具有重要科学价值。
在当今全球塑料污染危机背景下,微塑料(Microplastics, MPs)作为粒径小于5mm的持久性污染物,正在对海洋生态系统构成日益严重的威胁。孟加拉湾(Bay of Bengal, BoB)作为接收恒河-布拉马普特拉-梅克纳(GBM)河系塑料垃圾的主要海域,其580公里长的海岸线正面临前所未有的生态压力。据估算,GBM河系每日向BoB输入约30亿个MPs,而沿岸密集的渔业活动、旅游业和工业发展更加剧了污染负荷。尽管已有研究关注该区域沉积物MPs污染,但对水体-沉积物系统MPs的耦合分布特征及其环境行为仍缺乏系统性认知。
为填补这一研究空白,来自孟加拉的研究团队对BoB海岸五个典型区域(包括世界最大红树林生态系统孙德尔本斯)展开全面调查。通过采集22个站点的水体与沉积物样本,采用密度分离-消化预处理结合显微观察技术,首次建立了该海域MPs的完整污染图谱。研究发现水体中MPs平均丰度达1.13±0.4 items/L,以透明纤维(53%)和100-300μm粒径为主;沉积物中MPs丰度高达519±174 items/kg,蓝色纤维占比达74%。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析鉴定出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)等六类聚合物,证实红树林区是MPs污染热点,其水体MPs浓度(2.22±0.52 items/L)显著高于其他区域。
关键技术方法包括:1) 采用三重采样法获取22个站点的水体和沉积物样本;2) 通过密度分离(饱和NaCl溶液)和过氧化氢消化预处理;3) 显微观察统计MPs的形态、颜色和粒径分布;4) FTIR光谱鉴定聚合物类型;5) 空间统计分析比较不同生境污染差异。
主要研究结果:
Abundance and spatial distribution of MPs
数据显示孙德尔本斯红树林区MPs污染最严重,其水体MPs浓度是海滩区域(如库卡塔KT2站点0.18±0.13 items/L)的12倍,证实红树林作为"生态过滤器"对MPs的截留作用。沉积物中MPs的分布呈现河口>近岸>远岸的梯度特征,表明河流输入是主要污染源。
Abundance and distribution of MPs
粒径分析揭示100-300μm MPs占比最高(水体53%,沉积物47%),这类尺寸易被底栖生物摄食。纤维状MPs在沉积物中占比达74%,主要来自渔网磨损和纺织品洗涤废水。蓝色MPs在沉积物中占47%,可能与当地渔业使用的彩色塑料渔具直接相关。
Limitations of the study
作者指出视觉识别法可能存在>20%的误差率,且未分析<100μm的纳米级MPs。未来研究需结合μFTIR等先进技术提升检测精度,并加强MPs吸附污染物(如重金属)的协同效应研究。
结论与意义:
该研究首次系统揭示了BoB海岸MPs在两个环境介质中的污染特征,证实红树林生态系统在MPs迁移中的关键作用。发现水体-沉积物MPs丰度呈显著正相关(r=0.82),表明二者存在动态交换过程。研究结果为建立MPs源-汇模型提供了基础数据,对制定区域性塑料管控政策具有重要指导价值。特别是沉积物中高密度聚乙烯(HDPE)/低密度聚乙烯(LDPE)的检出,提示需重点监管包装材料和塑料袋使用。该成果发表于《Research in Autism》,为发展中国家海岸带MPs污染研究提供了重要范式。
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