《Marine Pollution Bulletin》：Assessing fiberglass particles in intertidal biofilm and sediments at an anthropogenically impacted estuary in Canada's west coast
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本研究针对日益凸显的人为源微污染物——玻璃纤维颗粒(FRP)在海洋海岸生态系统的污染问题，以加拿大西海岸受人为活动影响的考伊琴河口为研究区，首次系统评估了潮间带沉积物和生物膜基质中玻璃纤维的存在、分布与丰度。研究人员于2020、2023和2024年采集样本，综合运用密度分离、立体显微镜、FTIR光谱和扫描电镜(SEM)等技术，成功检测并证实了玻璃纤维颗粒的存在。结果显示，沉积物中玻璃纤维检出频率高(2020年64.3%，2023年96.15%)，浓度范围为6-286颗粒/kg干重，高值区集中于原木运输通道和码头附近；生物膜中也存在局部富集(30-62颗粒/kg干重)。研究发现，玻璃纤维因其密度高于海水更易沉积于沉积物深层。FTIR检测到的偏苯三酸酐(TMA)作为玻璃纤维粘结剂的潜在示踪物，进一步佐证了其来源。该研究强调了加强船艇维护设施监管、改进废弃船只管理以遏制玻璃纤维污染扩散的紧迫性，为海岸带微塑料污染管控提供了新的科学依据。
在全球化石燃料经济与塑料制品泛滥的背景下，海洋正面临着前所未有的微塑料污染压力，其影响已逼近甚至超越地球系统的行星边界。除了常见的塑料碎片，一种由玻璃纤维增强塑料(Fiberglass Reinforced Plastic, FRP)制成的人为源微污染物——玻璃纤维颗粒，正悄然成为海洋海岸生态系统的新兴威胁。玻璃纤维主要由二氧化硅(SiO2)构成，具有高表面积重量比，其物理化学特性与石棉相似，已知对人类健康（如吸入导致肺纤维化、肺癌）和海洋生物（如双壳类动物摄入引发炎症反应）存在潜在风险。尤其在船艇制造、维修及废弃过程中，玻璃纤维极易通过切割、打磨、风化降解释放到环境中。尽管微塑料在加拿大不列颠哥伦比亚省海岸生态系统的研究已有报道，但针对玻璃纤维污染的系统评估尚属空白。为此，由Juan José Alava领衔的研究团队在《Marine Pollution Bulletin》上发表论文，首次对加拿大西海岸受人为活动显著影响的考伊琴河口潮间带环境中的玻璃纤维污染进行了深入调查。
为了精准评估玻璃纤维的污染状况，研究人员在2020年、2023年和2024年对考伊琴河口的潮间带泥滩进行了系统采样，收集了沉积物（深度约5厘米）和表层生物膜（深度0-0.3厘米）样本。研究采用了多重技术联用的分析策略：首先利用密度分离法（依次使用饱和氯化钠(NaCl)和氯化锌(ZnCl2)溶液）从环境基质中提取疑似玻璃纤维颗粒；随后通过立体显微镜进行初步视觉识别；进而借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)对颗粒的化学组成进行鉴定，匹配度≥70%视为有效确认；最后，利用扫描电子显微镜(SEM)和场发射扫描电镜(FE-SEM)结合X射线能谱(EDX)对颗粒的表面形貌和元素组成（主要检测硅Si和氧O）进行表征，以确证其玻璃纤维属性。整个流程实施了严格的质量控制，包括现场空白和过程空白实验，以最大限度降低背景污染。
3.1. 潮间带生物膜中的玻璃纤维
研究结果显示，潮间带生物膜中存在局部性的玻璃纤维污染。2023年，仅在C2（邻近原木运输通道）和S3（码头附近）两个站位的生物膜样本中检测到玻璃纤维碎片，浓度分别为47和30颗粒/kg干重。2024年，在N3（WFP磨坊池塘出口）、C1（Westcan终端附近）和S3站位检测到玻璃纤维，浓度在34至62颗粒/kg干重之间；同时在C4和C6站位检测到玻璃纤维碎片。统计分析表明，玻璃纤维的丰度在不同采样站位和年份间存在显著差异。值得注意的是，通过FTIR在老化玻璃纤维碎片中检测到的偏苯三酸酐(Trimellitic Anhydride, TMA)，作为一种常见的玻璃纤维粘结剂，可作为玻璃纤维降解的潜在示踪物。FE-SEM图像显示，这些玻璃纤维颗粒具有不同的尺寸和 elongated 形状，表面粗糙并有明显裂纹。
3.2. 沉积物中的玻璃纤维
沉积物样本中的玻璃纤维污染更为普遍和严重。2020年，玻璃纤维（包括纤维和碎片）在大多数站位被检出，浓度最高达89颗粒/kg干重（C1站位）。2023年，除Koksilah河口的K1-B站位外，所有采样站位均检出玻璃纤维，总浓度范围6-286颗粒/kg干重，高值区集中在河口中部区域（如C5站位高达286颗粒/kg干重），其次是Westcan终端附近（T1, T3）和河口北部区域。南部区域和Koksilah河口的污染水平相对较低。SEM-EDX分析证实了颗粒的玻璃纤维属性，其主要由Si和O元素组成。颗粒尺寸多在80-260微米之间，形状各异，从不规则尖锐碎片到 elongated 纤维均有发现。
3.3. 水动力、沉积过程与沉积物组成的影响
研究表明，河口的水动力条件（如径流、潮汐、波浪）引起的沉积物悬浮-再悬浮过程，以及沉积物基质类型（沙、粉砂、泥）影响着玻璃纤维颗粒在潮间带生物膜和沉积物中的归宿、沉积和分布。密度高于海水的玻璃纤维碎片更倾向于在沉积物中积累，而非停留在表层生物膜中。生物膜本身的复杂性（包含藻类、细菌和胞外聚合物EPS）也影响着颗粒的附着和归趋。
3.4. 对鸻鹬类停歇、环境与公共健康的影响
富含营养的潮间带生物膜是迁徙鸻鹬类鸟类重要的能量来源。玻璃纤维的存在增加了鸟类通过摄食生物膜而误食纤维的风险，可能引发类似微塑料造成的胃肠道损伤、炎症等健康问题。同时，研究引证了地中海贻贝摄入玻璃纤维导致组织炎症的案例，警示了玻璃纤维通过贝类等底栖生物进入食物链，并对依赖海产品（如鲑鱼、螃蟹、贝类）的沿海社区，特别是当地原住民（Cowichan Tribes）的公共健康构成潜在威胁。
3.5. 潜在污染源与玻璃纤维排放减缓建议
研究指出，Western Forest Products (WFP) 磨坊、Westcan终端以及考伊琴湾村的码头和船艇活动区是玻璃纤维污染的主要潜在来源。为此，研究人员建议加强对船艇滑道和商业维修设施的公共准入监管，改进废弃船艇的废物管理和回收实践，并严格控制含有玻璃纤维的工业和生活径流排放，以最大限度地减少玻璃纤维增强塑料(FRP)微污染物在水生环境中的释放和扩散。
本研究首次系统揭示了加拿大太平洋沿岸河口环境中玻璃纤维污染的存在、分布特征和潜在来源。结果表明，考伊琴河口潮间带沉积物和生物膜已普遍受到玻璃纤维污染，且污染热点与特定工业活动和船艇交通密切相关。玻璃纤维因其物理化学特性，在河口环境中的行为（如倾向于在沉积物中沉积）及其对底栖生物和更高营养级（包括鸟类和人类）的潜在风险不容忽视。FTIR检测到的TMA为追溯玻璃纤维污染来源提供了新的线索。这项研究填补了加拿大西海岸河口系统玻璃纤维污染本底数据的空白，为未来监测、生态风险评估以及制定有效的海岸带污染物管控措施提供了关键的科学依据，强调了将此类新兴人为污染物纳入环境管理和公共健康风险考量范围的紧迫性。后续研究应重点关注玻璃纤维在关键经济贝类中的积累状况及其沿食物链的传递规律，以全面评估其生态与健康风险。
