由水文气候因素驱动的塑料脉冲富集现象加剧了发展中国家的河流微塑料输出

《SCIENCE》：Hydroclimatic-driven pulse enrichment amplifies riverine microplastic export in developing countries

　　

编辑摘要

每年有数百万吨的微塑料被释放到环境中。其中有多少通过河流流入海洋？Qin等人提供了一个全球性的数据集，记录了河流中微塑料的日浓度和输出通量。他们的研究发现，河流输送的微塑料数量比之前估计的要多得多；大部分输出发生在全球南方；而且降雨会导致微塑料浓度和通量的急剧增加，而这些情况主要发生在发展中国家。如果想要减少这些排放，改善废物管理至关重要。——Jesse Smith

结构化摘要

引言

塑料污染已成为全球变化中增长最快且最难以扭转的组成部分之一。现在几乎在所有自然环境中都能检测到微塑料，从山地土壤、河流和湖泊到沿海水域以及深海。由于微塑料体积微小、数量庞大且难以清除，它们可以在环境中持续存在很长时间。它们还可能被浮游生物、鱼类和底栖生物摄入；破坏食物网结构；释放有毒添加剂；并携带其他污染物，对生态系统健康构成持续威胁，同时也可能对人体造成影响。

然而，在这场全球性的塑料危机中，一个关键问题仍未得到解决：河流向海洋输送了多少微塑料？河流并非以稳定、连续的方式输送微塑料。相反，它们会积聚来自城市、农田、道路和洪泛区的塑料废物和降解后的微塑料，然后以脉冲的形式释放出来，在短时间内迅速污染沿海环境和海洋食物网。了解这些脉冲的来源、规模及其差异对于污染控制和气候适应至关重要。

研究理由

关于河流向海洋输送微塑料的全球估计值仍然存在很大不确定性，主要是因为观测数据稀少、采样方法不一致，而且大多数现有模型无法捕捉到真正的时空变化。为了解决这个问题，我们编制了迄今为止最大的河流微塑料数据集，统一了不同采样方法之间的差异，并开发了一个新的全球模型，该模型能够动态追踪每个采样地点的真实上游来源区域。这一框架使我们能够回答两个关键问题：全球每天有多少微塑料进入海洋，以及这种输送在多大程度上是由降雨驱动的径流过程加剧的？

结果

我们的模型估计，2022年全球河流向海洋输送了约263,000公吨的微塑料。这种输送在空间上分布极不均匀且高度集中：96%的微塑料来自发展中国家，尽管东南亚和东亚仅占全球陆地面积的14%，但贡献了总数的一半以上。全球微塑料输出主要由少数几条主要河流主导，其中长江是最大的来源。

这种脉冲效应在降雨强度高、塑料生产和使用量大、废物管理薄弱以及径流生成效率高的地区最为明显。相比之下，更先进的市政废水处理技术和某些地形特征可以减弱这种富集效应。这表明，最大的塑料负荷并非由单一因素造成，而是人类活动与水文气候过程共同作用的结果。

结论

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全球河流向海洋输送了多少微塑料？

这张照片拍摄于长江入海口附近的虎胥通长江大桥，长江是全球向海洋输送微塑料的最大来源之一。

图片来源：VCG/VISUAL CHINA GROUP

摘要

河流是全球微塑料循环中的关键通道，但它们向海洋输送了多少微塑料以及是什么控制着这种输送过程仍然不清楚。在这里，我们提供了一个全球性的河流微塑料浓度和输出的日数据集，发现河流向海洋输送的微塑料数量远超大多数先前的估计。其中96%的微塑料来自全球南方，东南亚和东亚贡献了总量的50%以上。此外，大约70%的全球淡水排放表现出“脉冲式富集”现象，即降雨驱动的高流量会导致微塑料浓度和通量的急剧增加；其中80%的情况发生在发展中国家。如果不对塑料生产和废物管理进行强有力的上游控制，气候变化导致的极端降雨增加可能会加剧这些脉冲效应，从而加重海洋微塑料污染。