盧宏瑋研究團(tuán)隊(duì)在水體微塑料溯源與驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究方面取得系列進(jìn)展
微塑料是指尺寸小于5mm的塑料顆粒,廣泛存在于河湖、海洋、耕地等水土介質(zhì),對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康均存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此,識(shí)別環(huán)境微塑料的空間分布特征及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制,探明不同介質(zhì)中微塑料的主要來(lái)源與遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程,具有重要的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。盧宏瑋研究團(tuán)隊(duì)基于多年青藏高原野外采樣和室內(nèi)分析結(jié)果,輔以平原流域平行實(shí)驗(yàn),建立了水體微塑料豐度標(biāo)準(zhǔn)化模型,研究了青藏高原與全球水體微塑料的空間分布特征、驅(qū)動(dòng)因素、主要來(lái)源及其遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程,為相關(guān)研究提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也為水環(huán)境保護(hù)和污染治理提供了科學(xué)依據(jù)。目前取得如下主要進(jìn)展:
?
1、揭示了青藏高原水體微塑料的時(shí)空分布特征和主要來(lái)源
基于實(shí)地采集的地表水樣品,揭示了青藏高原水體微塑料時(shí)空分布特征和主要來(lái)源。研究表明,青藏高原地表水體微塑料的豐度在 66.7~2000 個(gè)/m3?之間(平均值:584.82 個(gè)/m3),低于全球大部分地區(qū)約102量級(jí),其豐度與水質(zhì)(尤其是COD)有關(guān),與海拔高度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。青藏高原典型地區(qū)的水體微塑料主要來(lái)自于生活污水和部分地區(qū)(景區(qū))的旅游業(yè),其他來(lái)源還包括農(nóng)業(yè)活動(dòng)(高原西南部)、大氣傳輸(海拔4200米以上)等。
?
2、識(shí)別了高原特色環(huán)境變量對(duì)微塑料降解過(guò)程的影響
研究了高原水體離子構(gòu)成、紫外輻射強(qiáng)度等特色環(huán)境因子對(duì)水體微塑料賦存形態(tài)與降解過(guò)程的影響。研究表明,高原水體中的小尺寸微塑料(20-100 μm)豐度隨離子濃度的增加而增加,主要是由于高離子濃度(特別是陽(yáng)離子)會(huì)促進(jìn)活性氧的產(chǎn)生,進(jìn)而加速水體微塑料的光氧化降解過(guò)程。此外,高海拔地區(qū)的小尺寸微塑料占比較高,因?yàn)榈乇頍o(wú)高大植被使得紫外輻射和風(fēng)蝕作用較強(qiáng),促進(jìn)了微塑料的降解過(guò)程。
?
3、生產(chǎn)了全球水體微塑料豐度標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集
構(gòu)建了水體微塑料豐度標(biāo)準(zhǔn)化模型并生產(chǎn)了配套數(shù)據(jù)集,重新描述了全球水體微塑料的空間分布特征。研究表明,水體微塑料高污染區(qū)(微塑料豐度?> 104?items/m3)主要位于我國(guó)長(zhǎng)江和北美洲多個(gè)海灣(如查爾斯頓港河口、博德加灣、溫雅灣等)。118個(gè)水體微塑料污染熱點(diǎn)(p?< 0.01)位于北美洲,279個(gè)冷點(diǎn)(p?< 0.01)位于歐洲周邊海域和青藏高原。北美洲的水體微塑料豐度平均值最高、亞洲其次、歐洲最低,分別為2558.90 ± 4799.62、1741.94 ± 3225.09和554.93 ± 1352.42 items/m3。
?
4、重新判定了影響全球水體微塑料豐度的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素
基于前述數(shù)據(jù)集,重新判定了影響全球水體微塑料豐度的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。研究表明,全球尺度上,人類發(fā)展指數(shù)(HDI)是水體微塑料豐度的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素,其貢獻(xiàn)率達(dá)75.86 %,這一結(jié)論修正了當(dāng)前基于非標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)所判定的疏于管理的塑料垃圾量(MPW)。區(qū)域尺度上,夜間燈光指數(shù)是影響亞洲和歐洲水體微塑料豐度的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素,貢獻(xiàn)率分別達(dá)39.02 ±?0.54和 37.26 ± 0.30 %。MPW僅在北美洲具有關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)作用,貢獻(xiàn)率為61.21 ± 19.86 %。
?
上述研究在《Water?Research》、《Journal of Hazardous Materials》等國(guó)際主流期刊上發(fā)表,獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題、國(guó)家青藏高原第二次科考專題、中國(guó)科學(xué)院A類先導(dǎo)課題等資助。
?
發(fā)表的系列論文如下:
Xue, Y., Lu, H. *, Feng, S., Kang, J., Guan, Y., Li, H., Zhang, K., Weiss, L., 2024. Standardization of monitoring data reassesses spatial distribution of aquatic microplastics concentrations worldwide. Water Research,?https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121356, (Nature Index,IF 12.8).
Feng, S., Lu, H. *, Yao, T., Liu, Yun., Tian, P., Lu, J., 2021. Microplastic footprints in the Qinghai-Tibet Plateau and their implications to the Yangtze River Basin. Journal of Hazardous Materials.?https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124776.?(IF 13.6)
Feng, S., Lu, H. *, Yao, T., Xue, Y., Yin, C., Tang, M., 2021. Spatial?characteristics of microplastics in the high-altitude area on the Tibetan Plateau. Journal of Hazardous Materials. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126034.?(IF 13.6)
Feng, S., Lu, H. *, Xue, Y., Yan, P., Sun, T., 2021. Fate, transport, and source of microplastics in the headwaters of the?Yangtze River on the Tibetan Plateau. Journal of Hazardous Materials. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131526.?(IF 13.6)
?
附件下載: