《Estuarine, Coastal and Shelf Science》：Spatial and Vertical Distribution of Microplastics in Arctic Waters Around Svalbard
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•微塑料在斯瓦尔巴群岛周围的北极海域中广泛分布•垂直拖网采集显示颗粒负荷高于水平表层采样•在不同采样类型中，纤维均占微塑料颗粒的主导地位•聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是北极水样中最常见的聚合物引言塑料污染已成为一项重大的全球环境挑战，因为每年有数百万吨塑料废弃物进入海洋 [
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微塑料在斯瓦尔巴群岛周围的北极海域中广泛分布
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垂直拖网采集显示颗粒负荷高于水平表层采样
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在不同采样类型中，纤维均占微塑料颗粒的主导地位
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聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是北极水样中最常见的聚合物
引言
塑料污染已成为一项重大的全球环境挑战，因为每年有数百万吨塑料废弃物进入海洋 [1]、[2]、[3]。全球塑料产量持续攀升，2024年达到约4.3亿吨 [4]。由于其耐久性和广泛使用，塑料在全球范围内持续存在并扩散，甚至污染偏远地区的环境。然而，据估计只有极少数（<2%）的塑料输入量以漂浮碎屑的形式留在海洋表面 [5]，剩余负荷——尤其是微塑料（MPs）——的最终命运尚未完全阐明，这表明许多微塑料可能保留在难以触及的汇中 [6]、[7]。北极海洋系统如今已被确认为微塑料重要的接收和再分配区域 [8]，其来源包括从低纬度向北输送的洋流携带 [5]、[6]、[9]、[10]、[11]、大气沉降于积雪和海冰之上 [13]、[14]、源自汇入北极的流域河流输入 [15]，以及海冰的纳入与释放 [16]、[17]；在斯瓦尔巴群岛周围，这些外部输入源还叠加了污水排放、渔业、旅游业和科研活动等本地来源 [18]、[19]、[20]。
然而，这些颗粒是否停留在海表面层取决于区域水文特征。斯瓦尔巴群岛位于弗拉姆海峡—巴伦支海通道，温暖的盐度较高的大西洋水由西斯匹次卑尔根洋流向北输送，与更冷的北极水相遇；夏季期间，冰川和海冰融水形成一个浅层、强分层的表层水层 [34]、[35]。在这种环境中，颗粒的浮力并非恒定不变：生物附着、与海洋雪团聚以及被浮游动物粪便颗粒包裹会逐步增加颗粒密度，因此预期微塑料会从表面微层向下转移，并保留在季节性密度跃层内或其上方，而非停留在常规曼塔拖网所采集的最上层水中 [5]、[36]、[37]、[38]、[39]。
以往的研究已在北极海岸线、表层水、次表层水、沉积物、生物体和海冰中记录了微塑料的存在 [21]、[22]、[23]、[24]。然而在斯瓦尔巴群岛周围，已发表的调查几乎完全依赖表层曼塔拖网或单深度次表层泵吸，研究范围局限于一个或少数几个峡湾，且很少在同一站位同时采用两种方法。本研究针对的具体知识空白因此有两个方面：目前缺乏覆盖整个群岛峡湾—陆架—近海连续体的大范围空间数据集，且表层拖网采集对上层水柱颗粒负荷的代表程度在该区域尚未得到量化。
本研究旨在利用可用的表层和垂直配对采样方法，评估斯瓦尔巴群岛周围海域微塑料的丰度和特征。具体目标为：(i) 量化斯瓦尔巴群岛周围表层水和上层水柱（0–30米）中微塑料的丰度和特征；(ii) 检验微塑料丰度和聚合物多样性在峡湾、陆架和近海环境之间，以及在靠近和远离定居点与常规船舶交通的站位之间是否存在差异；(iii) 评估水平表层拖网和垂直拖网是否提供不同的微塑料丰度、聚合物组成、形态、颜色和尺寸估计。本研究检验了三个工作假设：(H1) 垂直拖网得出的微塑料浓度高于水平表层拖网，因为上层水柱会汇集因生物附着、团聚和风驱动混合而从表面移除的颗粒；(H2) 垂直拖网得出的组成分布更广、形态异质性更高，因为表层拖网偏向正浮力聚合物和纤维；(H3) 峡湾和近定居点站位的微塑料浓度高于近海站位，因为受限的河口环流和邻近的本地来源有利于颗粒保留。本研究在斯瓦尔巴群岛周围提供了比许多以往研究更广的空间覆盖范围，包括覆盖群岛峡湾、陆架、近海、北部和东部区域的站位。
各章节摘要
研究区域
本研究在斯瓦尔巴群岛周围进行，该区域位于高纬度北极地区。斯瓦尔巴群岛是地球上变暖最快的地区之一，受到西斯匹次卑尔根洋流输送的温盐大西洋水以及来自北方和东方较冷北极水的影响。这种动态水文环境在短空间尺度上形成了强烈环境梯度，直接影响生物生产力、水柱结构、海冰分布以及微塑料的输送路径。
结果
在38个垂直拖网样本中有33个检测到微塑料（MPs），在39个水平拖网样本中有35个检测到微塑料。微塑料浓度在各站位间表现出空间变异（图2，表S2）。虽然微塑料浓度在水平和垂直采样方法之间呈现出不同的纬度趋势，但这些波动不具有统计显著性（图2）。在水平拖网中，微塑料浓度总体偏低至中等水平，并存在零星的热点区域（图2）。未呈现明显的纬度
讨论
垂直水柱拖网中所有站位均检测到微塑料（MPs）。虽然水平拖网在6号、30号、51号和18D号站位未检测到微塑料，但其一致出现在所有其他样本中，证实了微塑料在斯瓦尔巴群岛海洋环境中的普遍分布。这一发现与日益增长的共识一致，即北极系统尽管地处偏远，但已不再免受全球塑料污染的隔离 [8]、[12]、[28]、[29]。微塑料此前已被记录
结论
本研究对斯瓦尔巴群岛周围海域的微塑料污染进行了大范围空间评估，结果显示微塑料在峡湾、陆架和近海环境中均普遍存在。垂直水柱拖网和水平表层拖网均检测到微塑料；6号、30号、51号和18D号站位的水平样本以及21B、21K、22、50、53和CTD13号站位的垂直样本中未检测到微塑料。浓度表现出显著的地域变异性，无显著纬度
CRediT作者贡献声明
Kenan Gedik：撰写—审阅与编辑，撰写—原始稿，概念构思。Ahmet Raif Erya?ar：调查。Yahya Terzi：撰写—审阅与编辑，撰写—原始稿，可视化，调查，形式分析，数据整理，概念构思。Sedat Gündo?du：撰写—审阅与编辑，撰写—原始稿，概念构思。Nisan ??seven：调查。Rafet ?a?r? ?ztürk：撰写—审阅与编辑，撰写—原始稿，调查，资金获取，
数据可用性
支持本研究结果的数据可在合理请求下从通讯作者处获取。
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知的可能影响本文报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究的采样工作是在土耳其共和国总统府的主持下开展，由工业和技术部支持，并由TüB?TAK MAM极地研究所协调完成。
作者衷心感谢Erhan Arslan博士、Do?a? Baybars、Asl?han Nas?f Dondurur博士、Adil Enis Arslan博士、Güldehan Deryal以及TASE-V研究小组的其他成员在采样工作中提供的协助。
Rafet ?a?r? ?ztürk|Yahya Terzi|Ahmet Raif Erya?ar|Nisan ??seven|Sedat Gündo?du|Kenan Gedik
