典型的经济活动反映了环境中微塑料污染与生态风险的不同状况

《Environmental Research》：Typical economic activities reveal variations in microplastic pollution and ecological risks in the environment

　　

摘要

尽管经济活动因素与微塑料的污染分布存在一定关联，但目前研究尚未系统阐述这一重要视角。本研究通过分析典型经济活动环境中多种介质中微塑料的存在特征，并运用污染负荷指数、聚合物危害指数和潜在生态风险指数对微塑料的环境风险进行定量评估，揭示了不同经济活动环境中的污染差异。研究结果表明，土壤/沉积物中主要积累较大、纤维状且带颜色的颗粒（平均含量：160.4 ± 62.93颗粒/千克），而水样中则以较小、膜状且透明的微塑料为主（平均含量：1.61 ± 0.62颗粒/升）。在不同经济活动环境中，填埋场和黄河流域的微塑料含量显著高于农田和污水处理厂，而聚乙烯和聚丙烯作为主要聚合物，表明这些微塑料可能源自人类活动。微塑料含量与社会经济因素呈显著正相关，经济规模和消费强度可能会增加污染输入。风险评估结果显示，不同经济活动环境中的微塑料整体生态风险相对较低，但在城市化程度较高的地区风险更高，这凸显出高毒性聚合物对生态风险的显著影响。本研究建立了“经济环境-污染风险”响应框架，为全球不同经济活动环境中的微塑料风险防控提供重要指导。

引言

微塑料（粒径小于5毫米）已成为一种全球性污染物。自21世纪初在海洋环境中首次被发现以来（Thompson等人，2004年），它们已遍布全球的水体、土壤和生物圈，对生态系统和人类健康构成潜在威胁（Lau等人，2020年；Lim，2021年；Rochman和Hoellein，2020年）。根据联合国环境规划署的评估报告，全球每年约有800万吨塑料垃圾进入海洋环境。值得注意的是，陆地来源的塑料垃圾占海洋微塑料总量的80%以上（Jambeck等人，2015年），而这些塑料垃圾可通过河流流域作为“通道”实现跨圈层传输。

早期的微塑料研究主要聚焦于海洋环境，但近年来人们逐渐认识到陆地系统也是微塑料的重要储存库（Ren等人，2025年）。据估计，全球陆地微塑料的存量是海洋系统的4到23倍（Rillig和Lehmann，2020年）。这种在陆地上的积累过程与人类经济活动密切相关——工业化过程中的塑料生产和消费、城市化带来的废物管理压力以及集约化农业产生的农膜残留，共同构成了微塑料进入陆地环境的三大主要途径（Lei等人，2023年；X. Liu等人，2025年；Murphy等人，2016年；Staplevan和Hai，2024年；Thompson等人，2024年；Wang等人，2025年）。研究表明，全球各地污水处理厂排放水中的微塑料含量在0.01–2.97 × 10²颗粒/升之间，而污泥样本中的微塑料含量则在1.6–2.40 × 10⁵颗粒/千克之间（Gao等人，2024年；Li等人，2018年；Liu等人，2021年）。在中国南部的填埋场渗滤液中，微塑料含量在3–1288颗粒/升之间，而在地下水中的含量则为11–17颗粒/升（Wan等人，2022年；Zhang等人，2024年）。据报道，中国农田土壤中的微塑料平均含量为4536.6颗粒/千克（Ren等人，2024年）。这些陆地微塑料的激增本质上是人类经济和社会活动的直接结果。更值得关注的是，全球塑料产量从1950年的200万吨增长到2022年的4.75亿吨，预计到2060年还将达到12亿吨（Landrigan等人，2025年；Sonke等人，2025年），这充分体现了人类经济活动引发的陆地污染危机。然而，尽管现有研究已经揭示了陆地环境中不同介质中微塑料的污染特征，但这些研究大多仅针对单一介质或单一经济来源进行独立分析（Bai等人，2024年；X. Li等人，2025年；Y. Li等人，2025年；Thompson等人，2024年），这类研究仍存在明显局限性，未能充分考虑区域经济活动环境中的多维度污染机制。

除了在理解区域经济的多维度污染特征方面存在不足外，微塑料所带来的环境风险也需要进一步深入研究。目前用于评估微塑料风险的常用方法主要包括基于含量的污染负荷指数、基于聚合物类型的聚合物危害指数，以及综合考虑微塑料含量和聚合物成分的潜在生态风险指数和风险商数方法。虽然风险商数方法借助物种敏感性分布进行概率分析，但由于缺乏长期毒性数据，其可靠性受到影响（Nam等人，2024年；Song等人，2025年）。现有的微塑料风险研究大多依赖单一维度的指数，如污染负荷指数或聚合物危害指数，但仅依据微塑料含量或聚合物类型进行风险评估可能会导致风险判断失误。此外，现有研究大多只关注单一介质，忽视了多介质界面处的风险差异（Liu等人，2024年；Wei等人，2024年；Xu等人，2025年）。因此，迫切需要针对不同经济活动环境中的多种介质开展全面的微塑料风险评估。

污水处理厂是工业代谢过程中微塑料的重要汇和源（Shan等人，2022年），填埋场则是城市化进程中微塑料的最终去向（Voukkali等人，2024年），农田则是农业集约化生产过程中微塑料积累的场所（Bai等人，2024年），而河流流域则是微塑料从陆地转移到海洋的关键通道（F. Liu等人，2025年）。这些重要的环境节点充分反映了典型的人类经济活动及其对跨圈层环境的干扰作用。中国是全球塑料生产和消费的核心地区，目前正处于工业化、城市化和农业现代化协同发展的关键阶段。大规模的经济活动和复杂的生态环境相互交织，深刻影响着微塑料污染的发生特征。本研究选取了一个具有代表性的典型经济城市作为研究对象，通过调查研究区域内不同典型经济活动环境中的多种介质中微塑料的存在特征，并运用多种评估方法量化其环境风险，系统揭示了区域尺度上“经济活动环境-污染演变”之间的耦合效应。本研究的主要目的是：（1）量化不同经济活动环境中的微塑料污染特征及潜在来源；（2）探讨微塑料含量与环境因素及社会经济因素之间的关系；（3）分析不同经济活动环境中的微塑料风险差异。这项研究将有助于深入理解不同经济活动导致的环境微塑料污染差异及其相关环境风险，对于制定基于分区的经济活动环境管控策略具有重要的意义。

章节节选

研究区域与样本采集

研究区域位于中国内蒙古自治区西南部，属于呼和浩特-包头-鄂尔多斯-榆林城市群范围，黄河主河道从该地区的东部边缘蜿蜒流过。作为中国县级经济发展的典型代表，准格尔旗2024年的人均GDP约为60,400美元，远高于全国平均水平，长期位居全国百强县经济体行列之中

微塑料的含量特征

在来自污水处理厂、填埋场、农田和黄河流域的80个采样点中均检测到了微塑料（见图2），这表明微塑料广泛存在于多种环境介质中。土壤/沉积物中的微塑料含量在75–322颗粒/千克之间，总体平均值为160.4 ± 62.93颗粒/千克。水样中的微塑料含量则在0.5–2.8颗粒/升之间，总体平均值为1.61 ± 0.62颗粒/升。在不同经济活动环境中，土壤/沉积物中的微塑料平均含量为

结论

本研究系统分析了典型经济活动环境中多种介质中微塑料的存在状况、潜在来源及生态风险。在不同经济活动环境中，填埋场和黄河流域的微塑料含量显著高于农田和污水处理厂，而且水样中的水流连通性决定了微塑料在水体中的分布情况。聚乙烯和聚丙烯作为典型经济活动环境中的主要聚合物，表明这些微塑料可能源自

研究局限

尽管本研究为理解微塑料污染与经济活动相关环境之间的关联提供了重要见解，但由于本次研究仅进行了单次采样，未能充分考虑时间和空间覆盖方面的局限性，因此难以全面反映污染物的动态变化规律。未来建议开展多次季节性采样研究。此外，虽然污染负荷指数、聚合物危害指数和潜在生态风险指数等指标是基于

CRediT作者贡献说明

朱世超：写作——审阅与编辑、资源获取、方法学、资金筹集、概念构思。黄岩：写作——审阅与编辑、资金筹集、数据整理。黄勇：写作——初稿撰写、软件使用、方法学、实验研究、数据整理、概念构思。胡文：软件使用、方法学。程冠权：监督、方法学。田鹏：软件使用、实验研究

未引用参考文献

Li等人，2022年；Li等人，2025年；Liu等人，2025年；Wang等人，2021年；Xu等人，2020年。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。

数据可用性

数据可应要求提供。

利益冲突声明

? 作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。

致谢

本研究得到了河北省自然科学基金（项目编号：D2025402039）以及鄂尔多斯准格尔旗新兴污染物环境信息调查与监测研究试点项目（项目编号：2023ZQ00723）的支持。

黄勇|胡文|朱世超|黄岩|程冠权|田鹏

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