中国南方大都市沿岸水体微塑料污染的人为与环境关联解析

本研究针对香港水域微塑料污染源解析难题，通过31个站点的系统采样，首次揭示珠江径流与本地污水排放对微塑料空间分布的影响机制。研究发现微塑料丰度呈现西高东低的梯度分布（2.7-29 items/L），低密度聚合物（PE/PP）占主导地位，并通过多元分析确定盐度、叶绿素a、大肠杆菌和总无机氮为关键环境驱动因子。该研究为城市海岸带微塑料治理提供了科学依据。

　　

在全球塑料污染持续加剧的背景下，微塑料（<5 mm）作为新兴海洋污染物已引发广泛关注。作为高度城市化的滨海城市，香港每日产生超过2,600吨塑料废弃物，且疫情期间防护用品和外卖容器的使用进一步加剧了污染负荷。尽管已有研究报道香港水域存在微塑料污染，但受限于采样点覆盖不足和方法差异，始终缺乏对全海域空间格局及环境驱动因子的系统认知。

发表于《Environmental Pollution》的这项研究首次实现了香港全海域31个站点的系统采样，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）鉴定技术结合多元统计分析，揭示了微塑料的分布规律及其与环境因子的关联机制。研究人员采集了西部河口至东部外海的表层水样，采用30% H₂O₂消解有机质后，通过0.8 μm玻璃纤维膜过滤，并借助显微傅里叶变换红外光谱（μ-FTIR）对20 μm–5 mm范围的颗粒进行聚合物鉴定。质量控制包括空白实验和加标回收实验（PE/PP/PVC回收率95%-102.5%）。同时整合香港环保署76个监测站点的9项水质参数，运用主成分分析（PCA）、Bray-Curtis相似性聚类和BIOENV程序进行多变量关联分析。

3.1. 水质参数特征

研究区域呈现显著的西东环境梯度：西部河口区 salinity（6.05 psu）、TIN（2.48 mg/L）和 turbidity（37.83 NTU）显著高于东部外海（salinity 32.32 psu）。PCA分析显示PC1（方差贡献55.4%）主要受盐度（负负载）与营养盐（正负载）驱动，清晰区分了受珠江径流影响的西部站点与其他区域。

3.2. 微塑料丰度

所有站点均检出微塑料，丰度范围2.7–29 items/L（均值14.4±8.6 items/L）。最高值出现在西部河口（站点6: 29.0 items/L）和维多利亚港（站点17: 26.3 items/L），最低值分布于东部海域（2.7–6.0 items/L）。该结果显著高于既往使用网具采样（333/153 μm）的研究，凸显了方法差异对可比性的影响。

3.3. 微塑料组成

碎片（58.5%）和纤维（21.8%）为主要形态，透明色占比最高（49.4%）。聚合物以低密度PE（41.3%）和PP（26.4%）为主，高密度PET（15.7%）和PVC（5.2%）主要集中在维多利亚港。值得注意的是，深湾区域PS占比显著升高，与当地牡蛎养殖使用的发泡聚苯乙烯（EPS）浮具密切相关。

3.4. 多元分析

基于聚合物组成的聚类分析识别出东西部两大站点群（SIMPROF检验，p<0.05），群间差异主要由PE和PP的丰度差异驱动（贡献度64.63%）。RELATE分析显示微塑料分布与水质矩阵显著相关（Rho=0.481, p=0.001），BIOENV程序确定salinity、Chl-a、E. coli和TIN为最优解释变量组合（Rho=0.551）。

3.5. 污染源解析

西部高丰度区主要受珠江径流输送影响，而维多利亚港的高值与石鼓洲污水处理厂（日处理190万立方米污水）的排放直接相关。深湾的PS异常高值揭示了水产养殖活动的特异性贡献，高密度聚合物在人口密集区的局地分布则指向城市污水和雨水排放的输入。

本研究通过多维度环境关联分析，首次证实香港水域微塑料污染同时受珠江径流（自然因子）和本地人为活动（污水排放、水产养殖）的双重调控。低密度聚合物的广域分布与高密度聚合物的局地聚集现象，揭示了塑料密度对迁移行为的关键影响。研究结果强调需建立标准化监测方法，并为针对性治理措施（如养殖浮具材料替代、污水厂微塑料截留）提供了科学依据，对实现联合国可持续发展目标（SDG 12）具有重要实践意义。