微塑料在潮滩湿地的分布沉降及生物富集研究

发布时间：2020-08-15 22:05

【摘要】：河口海岸区域因其独特的自然条件成为物质的源与汇,全球有44%以上的人口沿该区域居住。河口海岸区域是探索污染物归趋的重要区域,研究污染物在河口海岸区域的归趋对评估污染物的环境生态效应具有重要意义。微塑料指的是粒径小于5 mm的塑料颗粒。微塑料粒径微小,理化性质稳定,难以降解,在环境中可以长期存在,其对环境水质、沉积物及潮滩生物的影响引起广泛关注。近年来,微塑料及其引起的环境、生态问题迫切需要进一步的环境表征和风险研究。监测微塑料在潮滩区域的分布规律有助于阐明微塑料在潮滩区域的环境效应。本研究以潮滩沉积物及潮滩生物为研究对象,检测微塑料在潮滩区域的丰度,并探索微塑料在潮滩沉积物中的丰度时空变化特征及沉降特点,开展潮滩环境中牡蛎对微塑料的摄入方式及微塑料与其他污染物的联合生物富集的研究,进一步探索微塑料潜在的环境、生态风险,及对我国水产养殖行业的风险。本研究选取吴淞口、石洞口、浏河口、七丫口、浒浦和东旺沙6个采样点潮滩表层沉积物进行为期1年的周期性采样,从时间、空间尺度上对潮滩表层沉积物中微塑料丰度变化进行检测。结果表明,长江口表层沉积物中微塑料丰度为3.42±1.31 items/g,d.w.,高于长江口近海海域沉积物及城市水系沉积物。微塑料由纤维状和碎片状两种形状组成,其中纤维状占60%以上。论文进一步探索了微塑料在潮滩表层沉积物中的季度变化与沉降特点。检测结果显示潮滩表层沉积物中微塑料丰度会受到潮汐、降水、盐度等因素干扰;实验室内模拟微塑料在沉积物中受到潮汐、冲刷等条件下的扰动,将受到扰动后的沉积物进行再悬浮-沉降,结果表明微塑料倾向于在颗粒粒径较小的上层沉积物中积聚。这些数据和研究结果为长江口潮滩区域微塑料污染的研究提供了基础科学数据,也为沉积物中微塑料的生态风险的评估提供了科学依据。本论文选取牡蛎为潮滩代表生物,探索了微塑料在潮滩生物体内的富集,并分析了微塑料与其他污染物的复合污染效应。黄海区域牡蛎体内微塑料丰度为35.6 items/g,d.w.,与我国贝类组织中微塑料检测结果相似。本研究探索了微塑料在牡蛎体内的组织分布,结果显示,微塑料在鳃部和包裹肌肉的分布显著性高于消化腺和肌肉组织。使用傅氏转换红外线光谱分析仪对牡蛎体内的微塑料进行成分鉴定,结果显示牡蛎体内的微塑料主要有5种成分构成,其中赛璐玢(Cellophane)为检测频率最高的成分。本研究还对牡蛎体内重金属元素和有机污染物进行了检测,检测结果表明持久性有机污染物滴滴涕和重金属元素Cu、Cr和Cd出现超标情况。对牡蛎体内微塑料丰度与污染物浓度进行关联性分析,结果表明重金属元素Cu、Cr、Cd和Pb浓度与微塑料丰度存在显著性关联。论文对从牡蛎体内分离出来的微塑料进行了表面扫描电镜与能谱分析,结果显示Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb元素可以在微塑料表面吸附,说明微塑料能够吸附重金属元素形成联合生物富集。该研究揭示了微塑料进入潮滩生物体内后的组织分布及与其他传统污染物的复合污染作用,能够为潮滩生物健康监测提供数据支持,为微塑料生态风险评估提供数据支持,并能够为环境、物种资源的保护及河口海岸区域的系统管理决策方法的制定提供科学支撑。论文研究了微塑料在潮滩沉积物和潮滩生物体内的富集,在时间尺度上监测了长江口潮滩沉积物中微塑料的季度变化与沉降特点,并且检测了微塑料在生物体内不同器官中的组织分布及其与其他污染物的关联性。论文系统地研究了微塑料从潮滩沉积物到潮滩生物体内的归趋,为微塑料污染的治理与风险评估提供了科学依据,为河口区域水产养殖安全风险控制提供了科学参考。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X55

【参考文献】