《Marine Pollution Bulletin》:Revealing microplastic and anthropogenic microparticles contamination in tidal blue carbon ecosystems from eastern Brazil
编辑推荐:
本文推荐一项关于热带蓝碳生态系统中人为微塑料污染的研究。为解决沿海生态系统中微塑料污染问题,研究人员在巴西托多斯奥斯桑托斯湾开展了盐沼与红树林沉积物岩心对比研究,通过显微拉曼光谱等技术分析发现盐沼的AMP富集量比红树林高38%,纤维状颗粒占主导(76%),主要聚合物为聚酯(12.7%)和聚丙烯(9.1%。研究揭示了植被结构对AMP截留的关键作用,为沿海污染物治理提供了科学依据。
全球塑料年产量超过4亿吨,纺织纤维年产量超过1.23亿吨,这些材料正以每年480万至1270万吨的速度进入海洋生态系统,形成170万亿个漂浮塑料颗粒的庞大污染源。在巴西拥有全球第二大红树林面积的热带海岸带,托多斯奥斯桑托斯湾作为重要的工业化和城市化区域,其蓝碳生态系统正面临着微塑料和人为微塑料(AMP)污染的严峻挑战。
由Daniela Gadens Zanetti领衔的研究团队在《Marine Pollution Bulletin》发表的最新研究中,对这片热带海域的盐沼和红树林生态系统展开了深入调查。研究人员通过采集3个24厘米深的沉积物岩心(2个盐沼样本CM1、CM2和1个红树林样本CAB),采用密度浮选结合过氧化氢消解的方法,首次系统比较了不同蓝碳生态系统对AMP的截留能力差异。
研究团队运用显微拉曼光谱技术对样品进行精细分析,发现盐沼区域的AMP丰度比红树林高出至少38%。尤为值得注意的是,76%的污染物呈现纤维形态,这与当地广泛的渔业活动和污水处理不足直接相关。从颜色分布来看,蓝色颗粒占比41.5%,透明颗粒占19%,黑色颗粒占18%。绝大多数颗粒(56-66%)的尺寸集中在0-1毫米范围,这些细小颗粒更易被生物摄取,潜在生态风险更高。
在技术方法层面,研究采用沉积物-微塑料分离法进行AMP提取,通过氯化锌密度浮选分离颗粒,使用显微拉曼光谱进行聚合物鉴定。针对40个沉积物样本的系统分析,结合有机质含量和泥质含量的环境因子测定,为揭示AMP在潮间带生态系统中的分布规律提供了可靠数据支撑。
4.3 AMP形态特征
研究发现纤维是主导形态(76%),盐沼CM2核心的AMP积累量与红树林CAB存在显著差异。颜色分析显示蓝色(41.5%)、透明(19%)和黑色(18%)为主要颜色,颗粒尺寸主要集中在0-1毫米范围(56-66%)。这种尺寸分布特征表明蓝碳生态系统对较小颗粒具有更强截留能力。
4.4 聚合物鉴定
通过拉曼光谱鉴定出聚酯(12.7%)、纤维素(12.7%)、聚丙烯(9.1%)等主要聚合物。靛蓝染料占比达20%,这与当地纺织业和渔业活动密切相关。研究还发现多种染料和添加剂的共存现象,如纤维素/炭黑、聚酯/1,3-二氨基丙烷二氢碘化物等复合污染物。
4.5 非生物因素
有机质含量(3.00-9.98%)和泥质含量(25.8-71.3%)在三个岩心中呈现不同分布模式。统计分析表明,这些环境因子与AMP浓度无显著相关性,凸显了局部人为压力和水文过程对AMP积累的主导作用。
研究结论表明,热带盐沼由于植被结构和水动力条件的特殊性,比红树林具有更强的AMP截留能力。这种截留作用既体现了蓝碳生态系统对污染物的天然屏障功能,也暗示了其可能成为污染物长期储存库的潜在风险。AMP在沉积物中的垂直分布受到生物扰动、孔隙水交换和潮汐动力等多重因素控制,其中螃蟹等底栖动物的洞穴系统对AMP的垂向迁移具有重要影响。
该研究为理解AMP在蓝碳生态系统中的归趋提供了新视角,强调需要采取综合管理策略,包括改善废水处理效率、规范渔业活动和加强陆地污染源控制。研究结果对制定热带沿海生态系统保护政策具有重要指导意义,也为全球蓝碳生态系统的微塑料污染研究提供了有价值的热带案例。