【摘要】：微塑料(5 mm)作為一類新興污染物已受到人們越來越多的關注,目前圍繞著海洋為主題的微塑料污染研究已經廣泛展開,但是對于大氣環(huán)境和淡水湖泊中微塑料污染的研究鮮有報道。因此,本論文對大氣環(huán)境(東莞市)、湖泊表層水體(松山湖)和湖岸沉積物(松山湖)中的微塑料污染狀況展開研究,并探究了微塑料在不同環(huán)境中的降解行為,主要結論如下:大氣環(huán)境(東莞市)中微塑料的主要化學成分為纖維、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯,所占比例分別為73%、14%、9%和4%;在東莞市環(huán)境監(jiān)測中心站所布設的東城區(qū)(S1)、莞城區(qū)(S2)和南城區(qū)(S3)三個采樣點中,大氣降塵中微塑料和非塑料纖維的豐度分別為213±51、189±26和173±23 particles/m~2/day,結合紅外光譜檢測結果得出大氣降塵中微塑料豐度分別為33±8、32±5和28±5 particles/m~2/day,平均豐度為31±7particles/m~2/day。微塑料樣品的表面上存在著吸附顆粒、溝槽、坑槽和剝落狀的表面降解形貌,表明了所檢測的微塑料都經歷了不同程度的機械磨損和化學風化過程。松山湖表層水體和沉積物中微塑料的主要形態(tài)類型為薄膜狀、碎片狀、泡沫狀和纖維狀,從微塑料的外觀上來判斷,松山湖區(qū)域內的微塑料的來源主要是次生塑料;微塑料的化學成分類型為聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯-聚乙烯共聚物、聚苯乙烯和聚氯乙烯,所占的比例分別為47%、36%、6%、9%和2%。表層水體中微塑料的豐度范圍為1.58±0.16至3.72±0.68 items/m~3,平均豐度為2.29±0.98 items/m~3;湖岸沉積物中微塑料的豐度范圍在139±42至461±84 items/kg,平均豐度為244±121 items/kg;微塑料表面呈現(xiàn)出剝落狀、線性裂紋狀、顆粒氧化狀、附著顆粒狀、機械坑和溶液坑六種表面形貌,結合其紅外光譜結果可知松山湖區(qū)域中的微塑料存在著一定程度的降解行為;微塑料對7種典型重金屬的攜帶含量分別為Hg(0.05-0.15 ng/g)、Ti(331-2936 ng/g)、Cr(8.6-122.0ng/g)、Ni(7.3-25.1 ng/g)、Cu(21.4-314.3 ng/g)、Cd(0.14-0.86 ng/g)和Pb(19.0-66.9ng/g)。大氣環(huán)境和純水環(huán)境中的PE、PP和PS在經歷三個月的紫外光照射后的紅外譜圖中均在約3300 cm~(-1)處以及在約1712 cm~(-1)處出現(xiàn)新的吸收峰。而在模擬海水環(huán)境中的實驗樣品僅在約1712 cm~(-1)處出現(xiàn)新的吸收峰,新的紅外吸收峰的出現(xiàn)表明了塑料顆粒在紫外光的照射下形成了羥基(OH,~3300 cm~(-1))和羰基(C=O,~1700 cm~(-1)),說明了在三種不同環(huán)境下的塑料顆粒在紫外光照射后均發(fā)生了不同程度的(化學風化)降解行為;根據拉曼光譜圖分析結果可知,在經歷三個月的紫外光照射后的PE、PP和PS塑料顆粒的出峰位置與它們的塑料原料顆粒相同,僅在峰的強度上有所增加/減弱。通過比較紅外光譜和拉曼光譜的結果,發(fā)現(xiàn)紅外光譜更能直觀的展現(xiàn)塑料的化學風化過程;根據掃描電鏡分析結果可知,顆粒氧化、裂紋狀和剝落狀是塑料顆粒在化學風化過程中常見的表面降解形貌;塑料顆粒在不同環(huán)境中的降解程度為:空氣環(huán)境純水環(huán)境模擬海水環(huán)境,并且塑料顆粒的降解程度隨紫外光照射時長的增加而增加,因此,紫外光照射時間和塑料顆粒所處的環(huán)境體系的差異是影響塑料顆粒降解程度(化學風化程度)的重要因素。本研究豐富了我國大氣環(huán)境和淡水湖泊環(huán)境中微塑料污染的基礎數(shù)據,為我國在大氣環(huán)境和淡水湖泊環(huán)境中微塑料污染的監(jiān)測和防治提供了一定的參考依據。
【圖文】：

圖 1-1 全球塑料制品的年產量[2]Figure 1-1 Annual production of global plastic products[2] 微塑料的定義與特征由于塑料制品的化學穩(wěn)定性高，難以降解的特點，廢棄塑料在海洋環(huán)境中年乃至數(shù)千年[15, 16]，對海洋環(huán)境造成持久性的影響。而大塊塑料在環(huán)境中化學及生物作用下會進一步碎片化，形成小尺寸的塑料碎片[17]。“微塑料”（Microplastic）的概念由 Thompson 等[18]在 2004 年首次提出，徑小于 5 mm 的塑料[19, 20]。由于微塑料尺寸小，因此難以實現(xiàn)回收和清理，料的密度�。ㄒ姳� 1-1）[21]，，在海洋環(huán)境中會受到風浪、洋流、潮汐、海嘯進行擴散[22]，在大氣環(huán)境中會受到風力等作用力發(fā)生遷移，從而遍布全球，隨著時間的推移以及大塊塑料的持續(xù)降解，微塑料將在海洋環(huán)境中長期

廣東工業(yè)大學碩士學位論文、豐度、來源和分布，及其污染特征；2. 研究微塑料的生態(tài)效應，基于環(huán)境中的體或實驗室中的模擬污染和攝入條件來研究微塑料對生物體的生態(tài)影響；3. 研究料在采樣、分離、分析和統(tǒng)計上所涉及到的方法學；4. 研究微塑料在環(huán)境中的遷歸趨。
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X52

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本文編號：2709363