1990年至2020年间，中国长江三角洲地区的大塑料和微塑料排放量及其向海洋的输入通量

《Marine Pollution Bulletin》：Macro- and microplastic emissions and marine input flux in the Yangtze River Delta, China, from 1990 to 2020

长江三角洲1990-2020年塑料污染排放及海洋输入评估显示，总排放量达4.21×10^10 kg，年均增长2.4%，其中宏观塑料占97.8%而微塑料增速达11.8%。区域排放呈现江苏省最高（1.57×10^10 kg）和浙江省增速最快（2.9%）特征，海洋输入通量累计2.13×10^8 kg，东南沿海输入概率最高（1.2%）。

　　

方一宁|刘荣泽|丁永成|刘东翔|王腾|李宝杰

中国南京河海大学海洋学院，210024

摘要

长江三角洲是中国沿海水域中塑料污染产生、传输和海洋排放的关键热点区域。为了评估该地区塑料海洋输入流的长期演变趋势，本研究采用自下而上的排放因子方法，并结合地理信息系统（GIS）的空间分析技术。我们建立了1990年至2020年期间宏观塑料和微塑料的高分辨率排放清单，并将其与长江三角洲地区的综合塑料陆海迁移概率模型相结合。研究结果显示，该研究区域在30年内产生的累计塑料排放量为4.21×10^10千克，年均增长率为2.4%。宏观塑料占总排放量的97.8%，而微塑料占比为2.2%，但其增长率高达11.8%。塑料排放量在各省之间存在显著差异，并表现出城市聚集特征，江苏省的累计排放量最高（1.57×10^10千克），浙江省的增长率最快（2.9%）。该地区的平均塑料海洋输入概率为0.5%，呈现出“沿海高、内陆低”的梯度分布模式。浙江省东南部沿海地区的海洋输入概率最高，为1.2%。1990年至2020年间，累计塑料海洋输入流量达到2.13×10^8千克，其中浙江省贡献了最大比例（46.9%）。海洋输入流量的年均增长率为2.5%。这些结果为长江三角洲的针对性塑料污染控制和海洋环境管理提供了科学依据。

引言

塑料作为一种多功能且耐用的材料，为社会带来了巨大益处，因此在全球范围内得到广泛应用。然而，每年有大量塑料最终进入海洋环境并持续积累。据预测，到2025年，塑料的累计输入量将达到2.5×10^11千克（Thompson等人，2009年；Jambeck等人，2015年）。由于塑料难以降解且容易被生物摄入，它们对海洋食物网和人类健康构成了长期而复杂的威胁（Wright和Kelly，2017年；Yuan等人，2023年；Li等人，2023年），使塑料污染成为21世纪最严重的环境挑战之一（Lim，2021年）。

进行全面的塑料污染风险评估迫切需要量化跨时空尺度的塑料排放量（Lebreton等人，2017年）。建立塑料排放清单是分析环境源汇过程的关键方法。目前，微塑料排放量的估算主要采用排放因子方法，该方法依赖于不同类型微塑料及其相应活动水平的排放系数。对于宏观塑料排放量的评估，除了类似的基于系数的计算方法外，还常用物质流分析（MFA）（Wang等人，2024年；J?rlskog等人，2020年；Kole等人，2017年；Jambeck等人，2015年；Lebreton和Andrady，2019年；Brunner和Rechberger，2016年；Kawecki等人，2018年）。在基于系数的宏观塑料排放量估算方法中，确定未妥善管理的塑料废物（MPW）的比例是一个关键因素。目前主要应用Jambeck等人提出的MPW模型以及基于人类发展指数（HDI）的模型，一些学者认为后者更适合量化发展中国家的塑料管理不善情况（Mai等人，2020年）。尽管基于HDI的模型被广泛用于估算未妥善管理的塑料废物，但它们假设发展水平与废物处理能力之间存在相对稳定的关系。在中国等快速发展的地区——尤其是在2017年废物分类改革之后（国家发展改革委，2017年）——这一假设可能导致对近期改进情况的低估。因此，我们的估算反映了长期的结构趋势，而非短期的政策驱动波动。同时，理解塑料从陆地到海洋的传输机制对于量化海洋流量至关重要。然而，现有的塑料海洋排放模型往往过于简化了海洋输入过程，有时仅通过海洋输入系数来表示这些过程。少数研究尝试使用陆地水文模型或其简化版本（如空间概率模型）进行更复杂的量化（Meijer等人，2021年）。

长江是中国最大的河流，也是世界第三大河流，拥有广阔的流域和发达的河流网络，流经人口密集和经济活动活跃的地区。对其塑料海洋流量的评估一直是国际海洋塑料污染研究的重点。然而，现有研究结果存在巨大差异：一些模型研究表明，长江是全球最大的塑料海洋排放源，每年向太平洋输送约3.1×10^8至3.5×10^8千克的塑料（Lebreton等人，2017年）；而其他研究则估计其年排放量仅为3.6×10^6千克，在全球河流中排名第18位（Meijer等人，2021年）。随着研究的进展，基于河流实地观测的塑料流量数据越来越多地被用来验证各种模型方法，发现某些估算可能存在高达2-3个数量级的过高估计（Mai等人，2023年；Zhao等人，2019年；Bai等人，2018年；Cui等人，2025年）。这种2-3个数量级的估算差异反映了当前方法论的不确定性，亟需通过针对特定区域的研究进行改进。长江三角洲（YRD）地区是长江流域的核心组成部分，也是中国最重要的经济引擎之一，其塑料排放量一直保持在较高水平。然而，对该地区塑料排放的系统性定量研究仍然不足，特别是在长期时空演变趋势和海洋流量评估方面存在明显的研究空白。

因此，本研究系统地收集了1990年至2020年长江三角洲地区的多源数据，包括经济活动、人口分布和地理信息，采用自下而上的排放因子方法建立了该地区宏观塑料和微塑料的长期排放清单。此外，本研究还结合地理信息系统（GIS）的空间分析技术，开发了一个适用于YRD地区的塑料海洋概率模型，旨在精确描述该地区塑料海洋流量的长期动态趋势，并为区域塑料污染控制和管理提供科学依据。

研究区域

研究区域

根据中国2019年发布的《长江三角洲综合区域发展纲要》，长江三角洲地区包括上海市、江苏省和安徽省，总面积约为358,000平方公里（中国共产党中央委员会和国务院，2019年）。该地区位于长江入海口处，具有高度发达的

总塑料排放量的时间演变

基于1990年至2020年的时间序列分析，长江三角洲地区的塑料排放量呈现持续上升的趋势，但增长率逐渐放缓。具体而言，总塑料排放量从1990年的8.14×10^8千克增加到2020年的1.65×10^9千克，累计增长率为102.7%，年均增长率为2.4%（图1a）。30年的累计塑料排放量为4.21×10^10千克，其中宏观塑料废物（MPW）占

结论

本研究通过建立1990年至2020年期间的高分辨率宏观塑料和微塑料排放清单，并结合基于GIS的塑料陆海迁移概率模型，系统地阐明了长江三角洲地区塑料排放和海洋流量的时空动态。主要发现如下：

(1)

区域总塑料排放量达到4.21×10^10千克，呈现持续增长趋势

作者贡献声明

方一宁：撰写——原始草稿，可视化，软件处理。刘荣泽：撰写——原始草稿。丁永成：可视化，监督，软件处理。刘东翔：可视化，软件处理。王腾：撰写——原始草稿，监督，资源协调，调查。李宝杰：监督，资源协调，调查。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：42377393和42450178）、国家重点研发计划（项目编号：2024YFE0101000）和国家重点研发计划（项目编号：2022YFC3105900）的支持。