《Environmental Pollution》：Beyond particle counts: Mass-based assessment reshapes ecological risk evaluation of estuarine microplastics
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•数量基和质量基指标揭示了微塑料分布模式的显著差异。•小型微塑料（<100 μm）在地表水和沉积物中占主导地位。•数量与估计质量丰度仅在沉积物中呈正相关。•质量基指标揭示了高危害聚合物贡献的不同特征。•多种风险指数提供了更全面的风险解读。引言微塑料污染广泛存在于各类环境
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数量基和质量基指标揭示了微塑料分布模式的显著差异。
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小型微塑料（<100 μm）在地表水和沉积物中占主导地位。
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数量与估计质量丰度仅在沉积物中呈正相关。
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质量基指标揭示了高危害聚合物贡献的不同特征。
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多种风险指数提供了更全面的风险解读。
引言
微塑料污染广泛存在于各类环境介质中，由于其持久性及潜在的生态影响，已成为全球关注的焦点（Isobe等, 2019; Mai等, 2019; Wang等, 2020）。微塑料的理化性质——尤其是粒径、形态和聚合物组成——在决定其环境行为和相应风险方面起着关键作用。在这些因素中，粒径对丰度估计的影响尤为显著，通常粒径较小的微塑料浓度更高。此外，小型微塑料更容易被生物摄入和积累，并能引起更强的氧化应激反应，从而带来更大的生态风险（Luo等, 2025）。因此，全面的微塑料表征需要对物理性质和化学组成进行准确鉴定。然而，缺乏标准化的分析规程限制了不同研究之间结果的可比性和可靠性（Sefiloglu等, 2024）。
常规技术如傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱被广泛用于微塑料的鉴定和定量。与显微镜联用时，FTIR和拉曼光谱分别可检测到约10 μm至5 mm和1 μm至5 mm范围内的颗粒（Primpke等, 2020）。然而，这些方法通常分析耗时，导致通量较低（Derraik, 2002）。激光直接红外成像可实现微塑料的快速自动化分析（Isaac Chandran和Veerasingam, 2025）。激光直接红外可同时获取聚合物类型、颗粒数量、粒径和表面积，显著提高了分析效率，非常适合大规模环境监测（Chia等, 2025）。然而，激光直接红外通常用于检测20–500 μm范围内的颗粒（Ghanadi等, 2024），限制了该范围之外微塑料的表征。
20–300 μm粒径范围的微塑料在环境中通常较为丰富，但传统视觉筛选和手工鉴定方法在检测小颗粒方面存在局限性，且可能引入人为偏差。对该粒径范围的鉴定不足可能导致微塑料污染水平和风险评估结果出现偏差。相比之下，激光直接红外光谱在快速、自动化和高通量分析方面具有优势，从而提高了小粒径微塑料的表征效率和数据完整性。除了检测挑战之外，大多数现有研究主要依赖数量基的丰度，而质量基的定量仍然有限。目前的方法包括基于光谱数据的间接估计（Su等, 2026）和基于热解-气相色谱-质谱联用（Py-GC-MS）的直接测量（Primpke等, 2020; Sefiloglu等, 2024）。考虑到分析成本和样品通量，基于光谱数据的质量估计为大规模应用提供了一种切实可行的解决方案。质量基指标可以为微塑料的物质负载提供补充信息，尤其适用于密度较高或粒径较大的颗粒。
然而，目前尚无统一的微塑料生态风险评估框架（Zheng等, 2023）。常用的指数包括污染负荷指数（PLI），反映微塑料丰度；聚合物危害指数（PHI），考虑聚合物毒性；以及潜在生态风险指数（PERI），综合了丰度和危害权重（Ranjani等, 2021; Simon-Sánchez等, 2024）。此外，风险商（RQ）方法也常作为筛查级工具用于评估微塑料的生态风险。RQ通常用于评估实测微塑料浓度是否超过相应的生态效应阈值。与PLI、PHI和PERI等基于指数的方法相比，RQ从阈值角度为微塑料风险解释提供了互补信息。每种方法都有固有局限性，仅依赖单一指标可能导致风险评估出现偏差。值得注意的是，纳入质量丰度可以为微塑料风险评估提供超越粒子数量丰度的互补视角（Mei等, 2026）。
河口和近岸环境连接了陆地和海洋系统，是微塑料运输和积累的重要区域（Li等, 2021; López等, 2021）。厦门是中国东南部一个重要的沿海和港口城市，受到快速城市化和旅游业带来的强烈人为压力。以往研究已报道该区域海水、沉积物和海滩环境中的微塑料污染（Li等, 2021; Lin等, 2023; Sun等, 2023）。表S7和S8总结了相关研究的方法、主要发现和研究空白。以往工作已纳入粒子和质量测量，但其对地表水和沉积物潜在生态风险解释的意义有待进一步探讨，特别是对于厦门沿海地区和九龙江河口的小型微塑料。因此，本研究旨在：(1) 表征地表水和沉积物中20–500 μm微塑料的丰度、聚合物组成、粒径分布和形态；(2) 基于激光直接红外获得的颗粒尺寸和聚合物密度估计微塑料质量丰度；以及(3) 比较数量基和估计质量基的PLI、PHI和PERI结果，并进一步纳入多情景RQ分析，探讨微塑料浓度指标和生态效应阈值选择对生态风险评估结果的影响。从更广泛的可持续性角度来看，本研究通过提供沿海和河口环境微塑料污染及潜在生态风险的科学证据，对可持续发展目标14（水下生物）作出了贡献，尤其是目标14.1（减少海洋污染）。
章节摘录
研究区与样品采集
2023年8月和2024年5月，从厦门和九龙江河口采集了地表水和沉积物样品，以调查微塑料污染及相关生态风险。共调查了17个地表水样点（WS1–WS17）和13个沉积物样点（SS1–SS13），每个基质在每个样点采集1个现场样品。每个样点使用预先清洁的玻璃瓶采集约2 L地表水，而沉积物样品取自水下床面上层0–5 cm。
微塑料在水体和沉积物中的丰度
厦门湾和九龙江河口所有采样点均检测到微塑料（图1）。在地表水中，微塑料数量丰度范围为53.5至1778.5 个·L–1，平均值为518.4 ± 496.8 个·L–1。最高值和最低值分别出现在WS1和WS7。从区域上看，东南部海域、大登海域和九龙江河口邻近海域的丰度较高，而西部海域和同安湾的浓度较低。
结论
本研究系统调查了厦门和九龙江河口地表水和沉积物中的微塑料污染，并使用数量基和估计质量基指标评估了潜在生态风险。沉积物中微塑料丰度与质量丰度呈正相关，但在地表水中不显著，部分可能反映了水动力因素的影响。尽管估计微塑料质量仍存在不确定性，但Monte Carlo分析表明总体趋势
CRediT作者贡献声明
Rupeng Du：撰写—原始草稿、调查、正式分析、数据管理。Zhuoyun Chen：调查。Weiming Wu：方法学、调查、数据管理。Zhong Pan：撰写—审阅与编辑、监督、资源获取、项目管理、调查、经费获取、概念化。
未引用的参考文献
厦门市统计局，国家统计局厦门调查队，2024年。
利益冲突声明
? 作者声明不存在已知的可能影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到中国自然资源部第三海洋研究所科研基金（编号2025034和2025035）的资助。
Rupeng Du|Weiming Wu|Zhuoyun Chen|Zhong Pan
