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    盧宏瑋研究團隊在水體微塑料溯源與驅動機制研究方面取得系列進展

    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,對生態環境和人體健康均存在潛在風險。因此,識別環境微塑料的空間分布特征及其驅動機制,探明不同介質中微塑料的主要來源與遷移轉化過程,具有重要的科學價值和現實意義。盧宏瑋研究團隊基于多年青藏高原野外采樣和室內分析結果,輔以平原流域平行實驗,建立了水體微塑料豐度標準化模型,研究了青藏高原與全球水體微塑料的空間分布特征、驅動因素、主要來源及其遷移轉化過程,為相關研究提供了重要的基礎數據,也為水環境保護和污染治理提供了科學依據。目前取得如下主要進展:

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    1、揭示了青藏高原水體微塑料的時空分布特征和主要來源

    基于實地采集的地表水樣品,揭示了青藏高原水體微塑料時空分布特征和主要來源。研究表明,青藏高原地表水體微塑料的豐度在 66.7~2000 個/m3?之間(平均值:584.82 個/m3),低于全球大部分地區約102量級,其豐度與水質(尤其是COD)有關,與海拔高度呈負相關關系。青藏高原典型地區的水體微塑料主要來自于生活污水和部分地區(景區)的旅游業,其他來源還包括農業活動(高原西南部)、大氣傳輸(海拔4200米以上)等。

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    2、識別了高原特色環境變量對微塑料降解過程的影響

    研究了高原水體離子構成、紫外輻射強度等特色環境因子對水體微塑料賦存形態與降解過程的影響。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(特別是陽離子)會促進活性氧的產生,進而加速水體微塑料的光氧化降解過程。此外,高海拔地區的小尺寸微塑料占比較高,因為地表無高大植被使得紫外輻射和風蝕作用較強,促進了微塑料的降解過程。

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    3、生產了全球水體微塑料豐度標準化數據集

    構建了水體微塑料豐度標準化模型并生產了配套數據集,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(微塑料豐度?> 104?items/m3)主要位于我國長江和北美洲多個海灣(如查爾斯頓港河口、博德加灣、溫雅灣等)。118個水體微塑料污染熱點(p?< 0.01)位于北美洲,279個冷點(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。

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    4、重新判定了影響全球水體微塑料豐度的關鍵驅動因素

    基于前述數據集,重新判定了影響全球水體微塑料豐度的關鍵驅動因素。研究表明,全球尺度上,人類發展指數(HDI)是水體微塑料豐度的關鍵驅動因素,其貢獻率達75.86 %,這一結論修正了當前基于非標準化數據所判定的疏于管理的塑料垃圾量(MPW)。區域尺度上,夜間燈光指數是影響亞洲和歐洲水體微塑料豐度的關鍵驅動因素,貢獻率分別達39.02 ±?0.54和 37.26 ± 0.30 %。MPW僅在北美洲具有關鍵驅動作用,貢獻率為61.21 ± 19.86 %。

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    上述研究在《Water?Research》、《Journal of Hazardous Materials》等國際主流期刊上發表,獲得了國家重點研發項目、國家自然科學基金重大項目課題、國家青藏高原第二次科考專題、中國科學院A類先導課題等資助。

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    發表的系列論文如下:

    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)

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