本文選題：微塑料 + 海洋污染　； 參考：《華東師范大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：海洋塑料污染已成為全球性環(huán)境問題,而其中粒徑小于5 mm的"微塑料"污染又成為倍受關(guān)注的新的全球性海洋環(huán)境災(zāi)害。由于其特有的物理化學(xué)特征,微塑料污染對(duì)海洋環(huán)境的危害遠(yuǎn)大于大型塑料垃圾。海洋微塑料不僅可以通過攝食效應(yīng)對(duì)生物產(chǎn)生物理危害,而且可以釋放自身有毒化學(xué)物質(zhì)和表面富集環(huán)境中重金屬、持久性有機(jī)污染物、新型高毒有機(jī)污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生化學(xué)危害。此外,作為外來物種及潛在病原菌等的載體給海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重危害。迄今為止,微塑料污染及相關(guān)生態(tài)環(huán)境危害依舊沒能被系統(tǒng)地研究。有研究報(bào)道中國(guó)是每年向海洋排放塑料垃圾最多的國(guó)家之一,而我國(guó)的微塑料調(diào)查研究才剛起步。近海微塑料污染負(fù)荷、組成及分布等基線數(shù)據(jù)極為匱乏。不同海岸帶環(huán)境中的微塑料生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)出顯著的地域差異,河口是與人類活動(dòng)緊密相關(guān)的區(qū)域應(yīng)予以特別重視�；诖�,本論文以我國(guó)部分河口為研究區(qū)域,調(diào)查研究了河口水體、岸灘和生物體內(nèi)的微塑料類型、大小、分布、來源;在初步了解研究區(qū)域不同環(huán)境介質(zhì)中微塑料賦存的同時(shí),論文瞄準(zhǔn)輸入海洋的塑料垃圾在理論和實(shí)際質(zhì)量不平衡這一前沿科學(xué)問題,擬從海洋雪這一重要的海洋表-底層有機(jī)物質(zhì)輸送途徑為切入點(diǎn),去探討了海洋塑料垃圾的歸趨機(jī)制。然而目前國(guó)際上還沒有關(guān)于海洋雪微塑料的分析研究方法,因此本文開發(fā)優(yōu)化了一套安全、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可拓展的微塑料分離鑒定方法。(1)基于"源-匯"設(shè)計(jì),本文對(duì)長(zhǎng)江河口和臨近東海的微塑料污染進(jìn)行了調(diào)查研究。結(jié)果表明微塑料在每份樣品中的出現(xiàn)概率為100%,漂浮微塑料在長(zhǎng)江口和東海普遍存在。長(zhǎng)江河口區(qū)及外海區(qū)微塑料的濃度分別達(dá)到了 4137和0.167 n/m~3。在東海5個(gè)南北平行的采樣區(qū)域中,直接受長(zhǎng)江沖淡水影響的采樣區(qū)域微塑料濃度顯著高于其他研究區(qū)域。由長(zhǎng)江口內(nèi)到臨近外海區(qū)域,微塑料的豐度急劇下降,河流是海洋微塑料污染的重要來源,顯示了研究海域微塑料明顯的陸源特征。測(cè)量出的微塑料顆粒直徑介于0.51～6.29 mm,其中小于5 mm的顆粒數(shù)量在比重上占了 91.2%。微塑料形狀多樣化,包括顆粒、纖維、薄膜三類,其中纖維狀顆粒在2個(gè)研究區(qū)域均占數(shù)量的80%。本研究診斷長(zhǎng)江河口口內(nèi)和臨近外海區(qū)域的懸浮微塑料污染水平,為我國(guó)海洋微塑料研究提供了第一手?jǐn)?shù)據(jù)。(2)為明確小型河口的人類活動(dòng)和極端天氣氣候因素對(duì)水體中微塑料分布的影響,對(duì)3個(gè)東南沿海河口的水體懸浮微塑料的濃度和組成開展了監(jiān)測(cè)與研究。在椒江、甌江和閩江河口共采集了 77個(gè)樣品,塑料顆粒數(shù)量為1009個(gè)。在三個(gè)河口,微塑料數(shù)量密度最高的是臺(tái)風(fēng)過后閩江口,平均為1246 n/m~3,接下來是臺(tái)風(fēng)前閩江口為1171n/m~3,椒江口為956n/m~3,最小為甌江口為680n/m~3。微塑料顆粒粒徑范圍是0.50～10.6 mm,其中2 mm的占總顆粒數(shù)的70%以上。在形狀和顏色類型上,纖維、顆粒狀和彩色塑料顆粒是最常見的。拉曼光譜鑒定了代表性微塑料顆粒,其化學(xué)組成主要是聚乙烯和聚丙烯。研究區(qū)域微塑料污染負(fù)荷受當(dāng)?shù)睾涌诔鞘械慕?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)影響。閩江河口微塑料豐度在臺(tái)風(fēng)過境期間有上升的趨勢(shì),但臺(tái)風(fēng)前后濃度差異無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。多維標(biāo)度法精細(xì)剖析臺(tái)風(fēng)對(duì)閩江口微塑料密度在尺寸、形狀和顏色類型之間的差異同樣無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(3)無法被正常的岸灘清掃工作移除的塑料垃圾往往被管理學(xué)者忽視,其在后期會(huì)碎片化而成為海洋微塑料的潛在來源。在中國(guó)南海6個(gè)旅游觀光海灘調(diào)研中發(fā)現(xiàn)小尺寸塑料垃圾總數(shù)為587個(gè),共計(jì)42.3 g。各沙灘的平均密度是97.5 n/m2,塑料垃圾豐度和組成的地域分異性較大,這與當(dāng)?shù)氐娜祟惿鐣?huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、河流輸入和管理的不同有關(guān)系。測(cè)量的塑料顆粒的平均粒徑達(dá)到了 19.6mm。小尺寸塑料垃圾(1-20 mm)占總數(shù)量上的63%,而重量上僅占25%。每個(gè)沙灘的塑料垃圾的平均粒徑與塑料數(shù)量呈現(xiàn)良好的指數(shù)負(fù)相關(guān),說明尺寸小的塑料垃圾在環(huán)境中占優(yōu)勢(shì)。樣品中塑料顆粒的主要成分是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚四氟乙烯。本研究定性定量地研究了沙灘上的小型塑料垃圾,為降低岸灘的微塑料垃圾污染程度提供線索。(4)研究河口生態(tài)系統(tǒng)中的陸生生物微塑料和自然纖維污染負(fù)荷有助于建立相關(guān)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系。研究通過顯微觀察和熔點(diǎn)實(shí)驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)江河口生態(tài)系統(tǒng)中陸生鳥類體內(nèi)的污染負(fù)荷進(jìn)行了調(diào)研,在17個(gè)鳥類樣本中,共發(fā)現(xiàn)364個(gè)垃圾顆粒,平均吞食量為22.8個(gè),比同類研究中的魚類和貝類要高。垃圾顆粒物的平均粒徑是1.6mm,介于0.5～8.5 mm。垃圾類型組成中,228個(gè)是塑料顆粒,136個(gè)為自然纖維顆粒。與微塑料顆粒穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)相比,樣本攝食的自然纖維顯示出被消化的趨勢(shì)。一旦被降解自然纖維將釋放自身及其吸附的有害化學(xué)物質(zhì)到生物體內(nèi)對(duì)攝食個(gè)體產(chǎn)生危害。(5)海洋塑料垃圾理論輸入量和模型估算量之間存在巨大差異,微塑料在海洋的歸趨機(jī)制仍不清楚。海洋雪是潛在的一種微塑料在海洋表底傳輸途徑,但是無適用的研究方法來分析海雪中的微塑料污染。本研究開發(fā)了一套適合微塑料提取的雙密度分離法,利用飽和NaI和100%甲醇通過浮選和沉降近海聚合顆粒物樣品,成功分離到微塑料垃圾。15%H2O2有效地去除樣品中有機(jī)生物質(zhì),且對(duì)聚合物的化學(xué)組成沒有顯著改變。本研究?jī)?yōu)化了實(shí)驗(yàn)防護(hù)措施有效地避免了空氣中微塑料的干擾。在48L近岸海洋雪樣品中,體視顯微鏡檢出84個(gè)顆粒,其中60個(gè)被鑒定為6種塑料類型和5種含有添加劑化學(xué)成分的顆粒。微塑料垃圾的形狀、顏色組成比較多樣化。拉曼光譜鑒較難鑒定小尺寸、暗色調(diào)、纖維狀的顆�；瘜W(xué)成分。研究結(jié)果證明了海洋顆粒聚合物是移除海洋表層微塑料的重要機(jī)制之一。總體上,本文對(duì)中國(guó)長(zhǎng)江、椒江、甌江、閩江河口及南海近岸沙灘的微塑料污染負(fù)荷進(jìn)行了調(diào)查研究,初步揭示了研究區(qū)域微塑料的分布、大小及種類組成;補(bǔ)充了國(guó)際上對(duì)評(píng)價(jià)陸生生物攝食微塑料研究的缺失;基于海洋表層塑料垃圾歸趨這個(gè)國(guó)際前沿科學(xué)問題,創(chuàng)新優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法明確了海洋雪是表層與海底微塑料耦合的內(nèi)在機(jī)制之一。本研究在認(rèn)識(shí)微塑料在近海環(huán)境中的分布規(guī)律、運(yùn)移路徑和環(huán)境歸宿具有極其重要的意義,為海洋微塑料污染管控和建立生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系提供一定的參考數(shù)據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X55

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本文編號(hào)：1735873