連云港化工園區近岸海域微塑料的分布特征

【摘 要】以水樣采樣器采集連云港徐圩化工產業園區海域水樣，采樣點分別于港區內及港區外兩點布設，每個站點采集三個重復水樣。結果表明：港區內微塑料豐度高于港區外微塑料豐度；對比研究區域兩采樣點中不同類型微塑料的占比，表明不論在港區內還是港區外，顆粒狀的微塑料占比最大，而薄膜類微塑料則占比最小；對比研究區域兩采樣點中不同尺寸微塑料的占比，表明不論在港區內還是港區外，小于0.1 mm的微塑料占比最大，港區內和港區外分別為56.92%和62.24%。

【關鍵詞】微塑料； 微塑料污染； 化工園區； 污染管控

【中圖分類號】X834【文獻標志碼】A

0 引言

微塑料污染作為塑料垃圾污染的一種類型，其定義為直徑小于5 mm的塑料顆粒。因其尺寸小而無法實現清理回收，會隨著風、洋流等自然力發生遷移而遍布陸地和海洋［1-2］，并且對海洋食物網中各營養級生物都造成影響［3］。隨著時間的推移，累積在環境中的微塑料也將越來越多，危害性顯著［4］。能夠被生物攝食，會造成阻塞生物攝食輔助器官［5-6］。同時，微塑料還會在食物鏈內進行傳播，最終存儲在位于食物鏈頂端的人類體內，直接影響人類整體健康狀態［7］。并有研究指出，微塑料的污染程度與城市化程度和人口的密度成正相關［8］，因此，研究微塑料在水環境中的分布對于明確微塑料污染風險具有十分重要的現實意義。

然而，化工園區內部分企業排污存在大量微塑料污染，混合在水體、氣體和土體中進行擴散，其賦存和運移規律尚不明確。而且，現有國家環境相關規范和法規尚未將微塑料污染列入管控范圍內，即使經過處理后的水體和氣體仍可能存在微塑料污染。因此本文選取連云港徐圩化工園區近岸海域為研究區域，分析了港區內和港區外兩研究區域內表層水中微塑料的豐度、類型、粒徑及組成成分特征，旨在為今后連云港近岸海域表層水微塑料的污染研究提供基礎數據。

1 研究區概況

連云港市位于江蘇省北部，屬東亞季風氣候。冬季受西伯利亞冷空氣控制，干旱少雨，氣溫偏低，盛行北偏東風；夏季受西太平洋副熱帶高壓與東南季風控制，溫度與濕度偏高，盛行東南風。該市平均氣溫為15.0 ℃，最高平均氣溫出現在8月，為27.4 ℃；最低平均氣溫出現在1月，為1.5 ℃。年平均降水量為895.1 mm，年最小降水量為520.7 mm，最高降水量為1 380.7 mm，有顯著的季節性變化。

2 樣品采集

于2023年1月16日采集連云港徐圩化工產業園區海域水樣，采樣點分別于港區內及港區外兩點布設，以水樣采樣器采集海水表面的水樣，每個站點采集三個重復水樣，每個水樣1 L，以玻璃瓶保存并編號，避光保存。

3 樣品處理及分析

在對海水中微塑料進行分析之前，需要進行預處理。本項目采用飽和NaCl（ρ=1.2 g/cm3）溶液作為浮選液，采用30％H2O2作為消解液。具體實驗步驟：

先將海水通過30 μm鋼篩，再用純凈水將篩網上的顆粒洗入廣口瓶中，隨后加入飽和NaCl（ρ=1.2 g/cm3）溶液中，通過密度浮選從上述混合物中分離出塑料顆粒。為溶解水樣中的天然有機質，室溫避光條件下加入20 mLH2O2消解24 h。消解完成后，使用硝酸纖維素濾膜進行抽濾，置于玻璃培養皿中室溫干燥，待測。

將得到的濾膜置于顯微鏡下進行微塑料觀察計數，水樣中微塑料豐度單位為“個每升（n/L）”；粒徑尺寸以微塑料最長的長度計，將其尺寸劃分為0～0.1 mm、0.1～0.5 mm、0.5～1 mm、1～5 mm這4個等級區間，根據微塑料的形狀，將微塑料分為纖維、薄膜、碎片、顆粒4種類型，統計記錄每個樣品中微塑料的粒徑大小、形狀和顏色。

4 試驗結果分析

4.1 海水中微塑料的類型特征

研究區域兩采樣點中不同類型微塑料的占比圖以及整體如圖1和圖2所示，微塑料分為了顆粒、薄膜、纖維、碎片四種類型。根據結果表明不論在港區內還是港區外，顆粒狀的微塑料占比最大，分別為51.02%和61.54%，而薄膜類微塑料則占比最小，分別為8.16%和6.15%。

對于表層水環境中的微塑料，不同類型微塑料占比從大到小依次為：纖維gt;顆粒gt;碎片gt;薄膜，主要以纖維類微塑料為主，這與其他很多研究中纖維類微塑料占比最高的結論一致［9］。較港區外相比，港區內碎片狀和纖維狀微塑料占比有所減小，而顆粒狀和薄膜狀微塑料占比有所增加，這可能是因為碎片狀和薄膜狀相比于另外兩種類型的微塑料密度更小，更易于進入水環境。

纖維類微塑料來源廣泛，漁網魚線、洗衣廢水等都會產生微塑料且污水處理技術中對纖維微塑料的去除能力也是有限的；顆粒類微塑料主要來源于生活中的塑料包裝瓶、各種器械、垃圾等；碎片類微塑料主要來自于生活中的塑料制品以及編織袋等；薄膜類微塑料的主要來源是塑料包裝袋、農用薄膜和保鮮膜等。

4.2 海水中微塑料的粒徑特征

研究區域兩采樣點中不同尺寸微塑料的占比圖以及整體圖如圖4、圖5所示，微塑料將其尺寸劃分為0～0.1 mm、0.1～0.5 mm、0.5～1 mm、1～5 mm這4個等級區間。不論在港區內還是港區外，小于0.1 mm的微塑料占比最大，港區內和港區外分別為56.92%和62.24%，而1～5 mm微塑料則占比最小，分別為1.54%和2.04%。

根據圖4、圖5可知，微塑料的粒徑越大數量占比越小，而粒徑越小數量占比則越大，這與多數研究得到的結論一致，即微塑料的數量與微塑料的粒徑成負相關［10］。這是由于相比于粒徑比較其大的微塑料，小粒徑的微塑料結構更穩定也更難裂解，其比表面積更大，更容易吸附其他污染物，因此，相對來說小粒徑微塑料數量占比更大。

4.3 海水中微塑料的顏色特征

研究區域兩采樣點中不同顏色微塑料的占比圖如圖6所示。微塑料按顏色共分為6種：黑色、綠色、紅色、黃色、藍色和透明，其中，水體中微塑料的主要顏色為黑色和綠色，而黃色、紅色和透明色的占比則偏低，這可能是由于環境中的微塑料會吸附污染物，在物理和化學的作用下可能造成顏色的改變，同時，海洋中的動物攝食時對顏色較為鮮艷的微粒更有興趣。

5 結論

以連云港徐圩化工園區為研究區域，以表層水中的微塑料為研究對象，在研究區域內選取了兩個采樣點，分析了水體中微塑料的豐度、類型、粒徑及顏色的分布特征。海域中微塑料的豐度總體上呈現出港區內向港區外遞減的分布規律。不論在港區內還是港區外，顆粒狀的微塑料占比最大，分別為51.02%和61.54%，而薄膜類微塑料則占比最小，分別為8.16%和6.15%。對于尺寸而言，小于0.1 mm的微塑料占比最大，港區內和港區外分別為56.92%和62.24%，而在1～5 mm微塑料則占比最小，分別為1.54%和2.04%，微塑料的數量與粒徑呈負相關。水體中微塑料的主要顏色為黑色和綠色，而黃色、紅色和透明色的占比則偏低。

參考文獻

［1］ Free" cm， Jensen O P， Mason S A， et al. High-levels of microplastic pollution in a large， remote， mountain lake［J］. Marine Pollution Bulletin. 2014， 85（1）： 156-163.

［2］ Zhang W， Zhang S， Wang J， et al. Microplastic pollution in the surface waters of the Bohai Sea， China［J］. Environmental Pollution，2017，231：541-548.

［3］ 王佳佳，趙娜娜，李金惠.中國海洋微塑料污染現狀與防治建議［J］.中國環境科學，2019，39（7）：3056.3063.

［4］ Chua E M， Shimeta J， Nugegoda D， et al. Assimilation of Polybrominated Diphenyl Ethers fro mmicroplastics by the Marine Amphipod， Allorchestes Compressa［J］. Environmental Science amp; Technology， 2014，48（14）： 8127-8134.

［5］ Zettler E R， Mincer T J， Amaral-Zettler L A. Life in the \"plastisphere\"： Microbial communities on plasti cmarine debris［J］. Environ Sci Technol， 2013，47（13）：7137-7146.

［6］ Prata J C， da Costa J P， Lopes l， et al. A One Health perspective of the i MPacts of microplastics on animal， human and environmental health［J］. Science of The Total Environment.2021，777： 146094.

［7］ Wright S L， Rowe D， Thompson R C， et al. Microplastic ingestion decreases energy reserves in marine worms［J］. Curr Biol，2013.23（23）：R1031-R1033.

［8］ Yonkos L T， Friedel E A， Perez-Reyes A C， et al. Microplastics in four estuarine rivers in the Chesapeake Bay［J］. U.S.AJ. Environ Sci Technol， 2014，48（24）：14195-14202.

［9］ Daana L， Kanhai K， Of R， Lyashevska O， Thompson RC， Connor IO. Microplastic abundance distribution and composition along a latitudinal gradient in the Atlantic Ocean［J］. Marine Pollution Bulletin， 2017，115：307-314.

［10］ Cai M， He H， Liu M， et al. Lost but can't be neglected： Huge quantities of small microplastics hide in the South China Sea ［J］. Sci Total Environ， 2018，633：1206-1216.

［作者簡介］劉立立（1987—），女，在讀碩士，經濟師，高級職業經理人、高級行政管理師，主要從事石油化工企業生產運營工作。