受大型塑料生产企业废水影响的沿海受纳环境中微塑料与双酚 A 的赋存及生态风险

《Marine Pollution Bulletin》：Occurrence and ecological risks of microplastics and bisphenol A in a coastal receiving environment affected by wastewater from a large-scale plastic production enterprise

　　

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  塑料生产废水显著增加了下游地区的微塑料（MPs）和双酚 A（BPA）。
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  分子量揭示了微塑料的工业来源和老化状态。
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  PET 优先在沉积物中积累，而 PE 则迁移至海湾。
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  预测无效应浓度（PNECs）是根据四个隔室收集的微塑料毒性数据推导而来的。

引言

由于塑料的多用途性、耐用性、成本效益以及缺乏可行的替代品，对其需求激增，导致产量大幅增加（Nguyen 等，2025）。目前全球塑料年产量已达到 2.88 亿吨，预计到 2050 年将增至 330 亿吨（Cheng 等，2021）。随着这一增长，微塑料（MPs）已成为普遍存在的环境污染物。微塑料来源于二次来源，即较大塑料碎片的破碎，以及一次来源，包括在工业生产过程中的直接释放（Liu 等，2024）。在这些来源中，塑料生产企业已被认为是环境中微塑料的潜在重要贡献者（Zhang 等，2022）。例如，据报道，一家塑料生产企业典型污水处理厂（WWTP）的进水和出水微塑料丰度分别高达 10,310 和 1280 个/L（Deng 等，2023a）。此外，一项研究发现，回收塑料处理设施的一次洗涤废水中含有浓度为 5.97 × 10⁶–1.12 × 10⁸ 个/m³的微塑料（Brown 等，2023）。然而，塑料生产企业排放物的环境影响尚未得到充分量化，特别是在单个大型塑料生产商的规模上。

据估计，2021 年全球塑料制造商向环境中释放了 1.44 万亿个微塑料（Deng 等，2023a）。由于其巨大的比表面积和强疏水性，微塑料可作为各种环境污染物的载体，从而放大生态和人类健康风险（Chen 和 Sweetman，2024）。最近的研究在人类粪便、胎盘和血液中检测到了微塑料，表明它们从肠道转移到了循环系统中（Leslie 等，2022；Ragusa 等，2021；Yan 等，2021）。此外，最近的流行病学证据将颈动脉斑块中存在微塑料与心血管事件风险增加联系起来（Huynh，2024）。从材料角度来看，塑料是具有广泛分子量范围的聚合物混合物。环境老化和降解过程会降低聚合物分子量，导致脆化和碎裂，进而增强微塑料的移动性、扩散和潜在生物有效性（Delorme 等，2025；Fayolle 等，2008；Wu 等，2019；Yang 等，2021）。尽管如此，环境研究中整合微塑料分布和分子量以进行工业来源评估的情况仍然很少。

在世界所有双酚类似物中，双酚 A（BPA）的产量和使用量最大（Liao 等，2012）。2022 年，中国消费了 330 万吨双酚 A，使其成为全球双酚 A 市场的主要贡献者（Wang 等，2024）。在聚氯乙烯（PVC）薄膜和软管等产品中检测到了双酚 A，含量范围为 43 至 483 μg/g，在不同类型的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）产品中检测到的范围为 25 至 10,120 μg/kg（Dreolin 等，2019；Geens 等，2012）。然而，传统的废水处理工艺不能完全去除双酚 A，报告的去除效率约为 68%–87%，导致大量双酚 A 排放到受纳水体中（Stasinakis 等，2008）。因此，双酚 A 已在地表水和生物群中被广泛检测到，由于其内分泌干扰特性及相关的生态和人类健康风险，引发了人们的担忧（Calafat 等，2008；Carbó 等，2023；Xu 等，2024）。然而，微塑料携带的双酚 A 的环境意义仍然知之甚少，特别是在工业废水受纳水体中。

与塑料生产相关的企业被认为是河流和海洋环境中微塑料和增塑剂的潜在来源，这是由于广泛使用增塑剂和制造塑料产品（Balabantaray 等，2023；Balthazar-Silva 等，2020；Chen 等，2022）。据报道，塑料工业城市城市河水中双酚 A 浓度范围为 240 至 5680 ng/L，使用双酚 A 作为原材料被认为是污染的主要原因（Lin 等，2017）。虽然污水处理厂被认为是微塑料和双酚 A 的重要途径，但进水通常包含混合的生活和工业来源，这使得很难分离单个大型塑料生产企业的环境印记（Deng 等，2023b；Shehab 等，2020）。在这种情况下，物种敏感度分布（SSD）方法已被广泛用于评估生态风险。值得注意的是，针对微塑料的特定介质 SSD 评估仍然很少，特别是在河口海湾系统中，暴露介质包括淡水、海水及其相应的沉积物隔室。例如，一项在中国东部沿海地区进行的研究在推导生态阈值时包含了淡水物种的毒性数据，这可能无法准确反映目标环境中的实际生态风险（Li 等，2025a）。

杭州湾是连接东海的一个主要河口 - 海岸界面，特别容易受到陆源工业输入的影响，并提供了一个理想的设置来考察塑料工业废水能否从河流传播到邻近的海洋环境。微塑料排放仍然缺乏监管，与大型塑料生产设施相关的污染和生态影响记录仍然不足。本研究旨在调查大规模塑料生产企业废水排放是否构成受纳环境中微塑料和双酚 A 的重要来源，以及此类排放是否增加了相关的生态风险。因此，本研究的目的是：（I）系统调查大规模塑料生产企业废水对沿海受纳环境中微塑料和双酚 A 污染的影响。（II）探索塑料废水排放对环境微塑料分子量的影响。（III）使用 SSD 和风险商数（RQ）评估沿海地区塑料废水排放引起的微塑料和双酚 A 的生态风险。本研究为塑料生产行业的污染控制策略和监管标准提供了科学依据，并为海洋生态系统的保护提供了技术参考。

章节摘要

样本采集

研究区域包括一条接收废水排放的河流和附近的杭州湾。作为华东地区最大的塑料生产企业之一，该企业位于中国东部沿海工业区，已运营 22 年，年产 100 万吨塑料颗粒和 26 万吨塑料纤维。其主要产品包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、PET 切片、聚酯短纤、聚丙烯腈（PAN）纤维，

水体中微塑料的分布模式

最高微塑料浓度出现在企业出水口，达到 2514 ± 384 个/L（图 2a）。这是因为污水处理厂代表微塑料进入自然水体前的最后一道屏障，但微塑料的不完全去除导致其持续排放（Ziajahromi 等，2017）。下游河水（R-4 至 R-6）的平均微塑料浓度为 1437 个/L，比未受影响的 upstream 区域（R-1 至 R-3）高出 413.21%。平均微塑料浓度

结论

总体而言，大规模塑料生产废水改变了受纳沿海环境中污染物的组成、迁移行为和生态风险。出水口排放的微塑料主要以 PE、PP 和 PET 为主，其特征是小粒径（< 50 μm）和颗粒形态占主导地位。PET 优先沉降并积累在附近的沉积物中，而 PE 被输送到更远的距离并在下游水样中占主导地位。

CRediT 作者贡献声明

韩子维：写作 – 初稿，可视化，方法论，形式分析，数据整理。顾飞：写作 – 审阅与编辑，可视化，调查，数据整理。郭冰冰：写作 – 审阅与编辑，可视化，软件，形式分析。崔昌政：写作 – 审阅与编辑，指导，资源，项目行政，资金获取，概念化。

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能被认为影响了本报告中描述的工作。

致谢

本研究得到了 上海市科学技术委员会（23HC1400300）的支持。作者感谢华东理工大学分析测试中心在表征方面提供的帮助。

韩子维 | 顾飞 | 郭冰冰 | 崔昌政