鄱阳湖典型湿地沉积物中微塑料的赋存特征

摘要

微塑料（粒径＜5mm）作为一种新型污染物近年来正被国际社会广泛关注。环境中的微塑料由于粒径小、密度低，能够在风力、河流、洋流等外力作用下进行迁移，可以成为有机污染物和重金属等污染物的载体；且由于其粒径小而极易被动物误食，被误食的微塑料难以被排出体外，会对生物产生物理损伤、堵塞消化道、或者引起伪饱腹感，进而造成生物摄食效率降低、能量匮乏、受伤或者死亡。近10年来，关于海洋和海岸环境中水体、沉积物、生物体内微塑料的类型、丰度、分布、来源及生物效应等方面的研究越来越多。但是关于河流和湖泊沉积物中微塑料污染的研究尚较少见，本文选择鄱阳湖典型湿地作为研究区，主要包括受人类生产生活影响较严重的区域、五河入湖口交错区、国家级自然保护区，以及鄱阳湖湖口-长江段出湖区域等不同典型湿地区，以湿地洲滩土壤或沉积物为研究对象，通过浮选分离方法和显微鉴定方法，探究鄱阳湖典型湿地沉积物中微塑料的类型、粒径、丰度、分布及其影响因素、主要来源，以进一步补充我国在河流、湖泊等淡水湿地环境微塑料污染研究方面的基础数据，为进一步研究微塑料污染及其生态影响提供借鉴。主要研究结果如下：　　（1）鄱阳湖-乐安河段、鄱阳湖五河入湖口、鄱阳湖-湖口段等典型湿地区域沉积物中均存在发泡类（聚苯乙烯）、纤维类（低密度聚乙烯）、碎片类（聚乙烯或聚丙烯）和薄膜类（聚丙烯）微塑料，其中，以碎片类微塑料为主，占50%-70%，其次是薄膜类微塑料和纤维类微塑料，发泡类微塑料所占比例最低。从微塑料粒径上分析，小于1 mm的微塑料占主导地位，约占总数量的60%以上。　　（2）采用沉积物干重计算微塑料的丰度，从总体上表现为鄱阳湖湿地沉积物微塑料平均丰度达1146.17 n·kg-1。但不同区域微塑料的丰度表现出空间差异性，其中，鄱阳湖-乐安河段区域微塑料平均丰度值为 1799.56 n·kg-1；鄱阳湖五河入湖口区域微塑料平均丰度值为1225.25 n·kg-1；鄱阳湖自然保护区内微塑料的平均丰度值为 82.33 n·kg-1；鄱阳湖湖口-长江段出湖区域微塑料的平均丰度值为907.4 n·kg-1。不同研究区中微塑料颗粒类型比例、大小和丰度存在差异，但所有样点中都以小于1 mm的微塑料为主。　　（3）通过利用扫描电子显微镜和能谱仪，对鄱阳湖湿地沉积物中分离的微塑料进行表面形貌及附着物质分析，结果表明，环境中的微塑料样品表面粗糙、风化程度明显和带有一些残体等特点；同时微塑料的表面附着有Si、Fe、Mg、O、Al、Ca等元素。因此，长期存在于环境中的微塑料表面形貌极其复杂，会成为持久性有机污染物和有毒有害物质的载体，并通过在环境中共迁移形成扩散污染。未来应更加关注河岸带环境中微塑料的动态过程和生态效应。　　（4）鄱阳湖典型湿地沉积物中微塑料的分布状况与人类的活动及生活方式密切相关，呈正相关性；不同区域间微塑料丰度差异受人类活动、水文状况和河流输入等多种因素影响；不同区域间微塑料的组成比例差异性与区域内人们的生活方式相关及微塑料本身的理化性质密切有关。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1环境中微塑料的来源

1.2.2 海滩水域和潮滩中微塑料研究

1.2.3 淡水湿地环境中微塑料研究

1.2.4 微塑料与其他污染物的复合污染研究

1.2.5 生物体内微塑料的富集效应研究

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究意义

1.4.1 研究内容

1.4.2 创新点

1.5技术路线

第2章 乐安河-鄱阳湖段沉积物中微塑料的分布特征

2.1 材料与方法

2.1.1 乐安河-鄱阳湖段研究区概况

2.1.2 乐安河-鄱阳湖段样点的设置与样品采集

2.1.3 沉积物中微塑料的分离

2.1.4数据处理及分析

2.2.1 乐安河-鄱阳湖段微塑料类型和粒径分布

2.2.2 乐安河-鄱阳湖段样点微塑料丰度

2.3讨论

2.3.1 乐安河-鄱阳湖样点间微塑料类型比例分析

2.3.2 乐安河-鄱阳湖段微塑料来源分析

2.4小结

第3章 鄱阳湖五河入湖口沉积物中微塑料分布特征

3.1 材料与方法

3.1.1 五河入湖口研究区概况

3.1.2 五河入湖口样点的选择与样品采集

3.1.3 沉积物样品中微塑料的分离方法

3.1.4数据处理及分析

3.2 结果与分析

3.2.1微塑料在鄱阳湖入湖口土壤沉积物中的形状与丰度

3.2.2五河入湖区不同类型微塑料聚合物成分

3.3讨论

3.3.1五河入湖口微塑料丰度比较

3.3.2鄱阳湖五河入湖口的微塑料类型比例分析

3.4小结

第4章 鄱阳湖典型自然保护区沉积物中微塑料分布特征

4.1材料与方法

4.1.1典型自然保护区概况

4.1.2 各保护区样点的选择与样品采集

4.1.3 沉积物中微塑料的分离

4.1.4数据处理及分析

4.2 结果与分析

4.2.1典型自然保护区中微塑料的形态特征

4.2.2典型湿地区域样点间微塑料的丰度

4.2.3 典型自然保护区微塑料表面形貌特征

4.3讨论

4.3.1自然保护区中微塑料类型比例分析

4.3.2典型自然保护区中微塑料丰度差异分析

4.4小结

第5章 鄱阳湖湖口长江段沉积物中微塑料分布特征

5.1材料与方法

5.1.1 湖口长江段区域概况

5.1.2 湖口长江段样点的选择与样品采集

5.1.3 沉积物中微塑料的分离

5.1.4数据处理及分析

5.2 结果与分析

5.2.1 湖口长江段微塑料类型与粒径分布

5.2.2 湖口长江段的微塑料丰度

5.2.3 湖口-长江段微塑料的微观特征

5.3讨论

5.3.1 湖口长江段微塑料丰度差异分析

5.3.2 湖口长江段微塑料聚合物的成分差异分析

5.4小结

第6章 鄱阳湖典型湿地沉积物中微塑料整体赋存特征

6.1鄱阳湖典型湿地不同区域沉积物中微塑料的分布特性

6.2 不同区域微塑料的组成比例

6.3讨论

6.3.1不同区域内微塑料分布

6.3.2不同类型微塑料分布差异分析

6.4小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2研究展望

参考文献

附录1 专有名词对照表

附录2 微塑料分离装置图

附录3 鄱阳湖流域五河水系两岸分布的成片废塑料

致谢

硕士期间论文发表情况及参加科研项目情况