2014–2024年淡水-海洋系统中微塑料污染的全球分布特征与区域遥感监测研究

《Environmental Science & Technology》：Global Patterns and Regional Remote-Sensing Monitoring of Microplastic Pollution in Freshwater-Ocean Systems (2014–2024)

　　

摘要

微塑料在河流、湖泊和海洋中普遍存在，但全球范围的评估仍受到监测覆盖不均、报告单位不一致，以及颗粒属性与空间和时间分析整合不足的限制。在此，我们通过整合Web of Science收录的研究成果，以及NOAA NCEI和Adventure Scientists提供的相关数据，汇总了2014年至2024年间6464条带有地理信息的水样浓度记录；其中1469个采样点还包含了颗粒属性信息。我们研究了空间异质性、区域差异、颗粒组成、非线性动态，以及借助遥感技术进行的热点区域定位。采样记录主要集中在北美洲、欧洲、东亚、南亚以及北半球的中纬度地区。河流中的微塑料浓度最高，其次是湖泊，而海洋中的浓度中位数较低，但有明显的局部高浓度区域。河流和湖泊中的微塑料以纤维为主，而海洋样本中碎片和颗粒的比例更高。斯皮尔曼检验显示，年度浓度中位数并无显著的单调变化趋势，但长短期记忆模型能够很好地再现河流和海洋的动态变化（R² = 0.971和0.962），并且显示出不同的趋势方向：河流浓度呈下降趋势，而湖泊、海洋以及综合全球数据的浓度则呈上升趋势。借助遥感技术进行的映射显示，近岸区域、河口、海湾以及水动力受限的区域是微塑料积聚的重灾区。这一框架有助于确定监测重点、开展有针对性的采样、进行生态风险评估，以及实现淡水与海洋治理的协同。