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水生所研究揭示地理區(qū)域和空間尺度在評(píng)估微塑料污染特征中的重要性

發(fā)表日期:2023-05-11劉倩、王標(biāo)、熊雄來(lái)源:水生生物研究所放大 縮小

  微塑料是近年來(lái)廣受關(guān)注的一類(lèi)新污染物。不同于傳統(tǒng)有機(jī)污染物,微塑料是多種不同形狀、大小、顏色和聚合物類(lèi)型顆粒的集合體,在其自身性質(zhì)和環(huán)境外力的作用下在水環(huán)境不同介質(zhì)間遷移轉(zhuǎn)化。從這一角度看,微塑料和水中浮游生物群落具有很高的相似性。此前有研究團(tuán)隊(duì)提出了“微塑料群落(Microplastic Community)”的概念,應(yīng)用群落生態(tài)學(xué)中的研究方法來(lái)研究環(huán)境中微塑料的污染特征和空間差異。但“微塑料群落”概念的應(yīng)用大多在全流域乃至全國(guó)等較大空間尺度,缺少這一概念在不同空間尺度和地理區(qū)域上應(yīng)用效果的對(duì)比。

  中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所吳辰熙研究員團(tuán)隊(duì)近期將“微塑料群落”研究的方法應(yīng)用于我國(guó)湖北省和祁連山地區(qū)這兩個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同的中等空間尺度地區(qū),分別研究了上述兩個(gè)區(qū)域的微塑料污染特征的空間差異和影響因素。

湖北?。ㄉ蠄D)和祁連山(下圖)“微塑料群落”在不同區(qū)域的差異

  針對(duì)湖北省20個(gè)重要河湖水體的微塑料污染特征的研究表明,河流中的微塑料豐度顯著高于湖庫(kù),微塑料豐度與采樣點(diǎn)距離居民區(qū)的距離呈顯著負(fù)相關(guān)。但基于不同微塑料特征計(jì)算的“微塑料群落”組成在不同水體間并沒(méi)有顯著性差異。將調(diào)查樣點(diǎn)按照地理區(qū)域劃分為鄂西山地和江漢平原后,兩個(gè)區(qū)域的“微塑料群落”組成表現(xiàn)出顯著性差異。祁連山河流中雖然也發(fā)現(xiàn)了微塑料的普遍存在,但祁連山地區(qū)嚴(yán)格的保護(hù)措施和低強(qiáng)度的人類(lèi)活動(dòng)使其微塑料的豐度保持在較低的水平。不同河流之間微塑料豐度和“微塑料群落”組成也沒(méi)有顯著差異。

  前人的研究發(fā)現(xiàn),在大空間尺度上,“微塑料群落”的相似性隨樣點(diǎn)間的距離增加而顯著降低。但在湖北省和祁連山的兩項(xiàng)研究中,空間距離都沒(méi)有表現(xiàn)出與“微塑料群落”相似性距離間的強(qiáng)相關(guān)性。在湖北省的研究中,以土地利用計(jì)算的環(huán)境距離顯著降低了“微塑料群落”的相似性;而在祁連山的研究中,沒(méi)有任何環(huán)境距離指標(biāo)表現(xiàn)出了對(duì)“微塑料群落”相似性的影響。

  上述研究結(jié)果表明,在中等空間尺度上,相對(duì)于空間距離,不同土地利用類(lèi)型帶來(lái)的來(lái)源差異會(huì)對(duì)微塑料污染特征產(chǎn)生更大影響,而在類(lèi)似祁連山這樣人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度較低的區(qū)域,全域“微塑料群落”的相似性說(shuō)明它們可能都是來(lái)自于大氣傳輸過(guò)程?!拔⑺芰先郝洹备拍羁梢宰鳛槲⑺芰县S度的補(bǔ)充,成為定量評(píng)估不同區(qū)域微塑料來(lái)源差異的重要手段。同時(shí)這兩項(xiàng)研究的結(jié)果與前人研究的對(duì)比也揭示了研究區(qū)域和空間尺度在“微塑料群落”分析中的重要性。

  相關(guān)研究近期以《Spatial analysis of the influence on “microplastic communities” in the water at a medium scale》和《Homogenization of microplastics in alpine rivers: Analysis of microplastic abundance and characteristics in rivers of Qilian Mountain, China》為題,分別發(fā)表在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域重要期刊《Science of the Total Environment》和《Journal of Environmental Management》上。水生所碩士研究生王標(biāo)、博士研究生劉倩分別為這兩篇論文的第一作者,熊雄副研究員為通訊作者。這兩項(xiàng)研究得到湖北省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院和祁連山國(guó)家公園青海省管理局的大力支持。

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