摘要 :全球水环境中的微塑料污染日益引起人们的关注。针对江南水乡22条小型淡水河流,研究了微塑料(粒径<5mm)的丰度、粒径、颜色和形状分布,调查了微塑料污染水平。研究发现,微塑料丰度为3.50~12.00 个/L;就颜色而言,黑色微塑料占比最高,达到30.79%,高于蓝色(28.57%)、无色(21.59%)和红色(19.05%);就形状来说,纤维占比最高,达到85.40%,高于颗粒(5.40%)、薄膜(3.80%)和碎片(5.40%)。微塑料粒径主要集中在30~40μm,占比为26.25%。可见,苏州古城区22条河流均不同程度地受到微塑料污染。这为进一步了解内陆淡水生态系统中的微塑料变化规律,以及制定相应的污染防控措施提供了有力支撑。
吴香香 ,硕士研究生,从事水污染控制理论与技术研究。
材料与方法
表 1 苏州古城区河道参数
1.2 微塑料分离
采用两步过滤法从所收集的水样中提取微塑料。首先量取 2L水样,并用真空抽滤系统将水中的颗粒过滤到玻璃纤维滤膜上(0.45μm)。然后使用100mL体积分数为30%过氧化氢将滤膜上的颗粒冲洗到锥形瓶中,密封,放于65℃的振荡培养箱中,设置转速为100r/min,反应72h以消化有机物(反复3次)。待反应完全后,再次进行抽滤,将滤膜保存于直径为60mm培养皿中,以待进一步检测。
1.3 微塑料观察
采用尼康正置显微镜对可疑的微塑料进行观察,放大倍率为 40倍。微塑料根据颜色、粒径和形状进行分类。其中,颜色分为红色、黑色、蓝色、无色;形状分为纤维、颗粒、薄膜和碎片;粒径分为0~10、10~20、20~30、30~40、40~50μm。
1.4 微塑料验证
从每个滤膜的中心区域随机选择 1~2个粒子,在FT-IR衰减全反射模式、分辨率为4 cm -1 、扫描时间为 32s等条件下测量聚合物的组成。将光谱图用OMNIC软件进行处理,并与谱图库(Hummel Polymer Sample Library等)进行比较,以验证聚合物类型,判断其是否属于微塑料。将匹配率达到80%的聚合物认定为微塑料,重新计算微塑料数量。
结果与讨论
图 1 河道微塑料丰度
古城区处于市中心地带,且景点较多(如平江路、山塘街、园林等),人口流动活跃,因此人为活动是本地区微塑料污染的重要因素。江南水乡雨量充沛,年平均降雨量可达 1100mm,加之古城区河道管网错综复杂,加大了地表径流将陆地微塑料带入河道中的概率。国内部分内陆水体的微塑料分析结果如表2所示。可见,苏州古城区的微塑料丰度与丹江口和扬子江接近,远高于岷江、椒江、瓯江和扬子江(沿海水域),最高可达到10 倍。洞庭湖和洪湖的平均丰度比瓯江和椒江高1~3.4 倍,表明大型湖泊的平均微塑料含量要比沿海水域高,而小型河道(江南水乡)又比大型湖泊(洪湖)的丰度高3~6倍,表明城市小型河流是微塑料的潜在来源。
表 2 中国内陆水体微塑料相关研究结果
2.2 微塑料的形状、颜色和粒径
微塑料颜色分布如图 2所示,A和D区域黑色占比较高,分别达到9.74%和12.01%,B区域丰度较高的是无色,占比为8.25%,C区域黑色占比较高为1.30%。整个区域黑色占比相比于其他颜色高,达到30.79%,红色、无色和蓝色占比分别为19.05%、21.59%、28.57%。如表2所示,其他内陆水体主要以彩色为主。塑料在维持人们现代生活的舒适性方面起着重要作用,而着色是提高塑料产品市场吸引力的常用手段,因此彩色的微塑料占绝大多数。江南水乡水运交通发达,画舫游船是江南水乡的特点,黑色的微塑料可能来自游船的绳索材料,也可能是上游的微塑料顺着水流传到下游。
图 2 微塑料颜色分布
微塑料形状按碎片、薄膜、颗粒、纤维分类,以纤维为主,比例达到 85.40%,其次是颗粒状(5.40%)、碎片(5.40%)和薄膜(3.80%)。如图3所示,A、B、C、D四个区域纤维状的微塑料占比最高,分别达到27.62%、24.44%、2.86%和30.47%。生活污水排放是纤维的主要来源,且80%以上的纤维是合成纤维。地表径流和空气携带的纤维型微塑料,在短期内能显著提高小型水体中纤维的浓度,这些纤维一旦进入水体并发生扩散,就会影响整个河网的微塑料污染特征。
图 3 微塑料形状分布
图 4 整个区域粒径分布
图 5 不同区域微塑料粒径分布
结论
① 江南水乡 22条小型河道地表水样中的微塑料丰度为3.50~12.00个/L,平均值为(7.15±2.52)个/L,比沿海水域和内陆大型湖泊的丰度高。微塑料主要类型为颜色各异的纤维、颗粒、薄膜和碎片。纤维状(85.40%)和黑色(30.79%)的微塑料占比最高。100%的微塑料粒度均在50μm以下,20~30μm占比最高为26.25%,40~50μm占比最低为13.75%。
② 水文条件和人文因素是影响微塑料空间分布的主要因素。古城区微塑料丰度较高,表明人口密集、河流错综复杂、降雨充沛、高度城市化地区的微塑料污染水平较其他地区要高得多。
本文的完整版刊登在《中国给水排水》2022年第3期,作者及单位如下: 江南地区缓流水体中微塑料的表现规律 吴香香 1 ,李大鹏 1 ,贾海峰 2 ,唐利 3,4 ( 1.苏州科技大学 环境科学与工程学院,江苏 苏州 215009;2.清华大学 环境学院,北京 100084;3.上海生态景观水环境工程技术研究中心,上海 200031;4.上海市园林设计研究总院有限公司,上海 200031)
该文标准著录格式:
来源:中国给水排水/吴香香等
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只看楼主 我来说两句 抢板凳感谢,学习一下。
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