长三角地区不同水域环境中微塑料污染特征研究

论文摘要

在环境的影响下大块塑料能够破碎成无数更小的塑料个体,其中个体直径小于5毫米的即为微塑料。相关研究表明微塑料在海洋环境中已被广泛检出,特别是在河口地区微塑料污染尤为严重,这表明城市河流输入是近海水域中微塑料的重要来源之一。与海洋环境相比,内陆淡水环境与人类活动联系更为紧密,但微塑料如何从淡水环境进入海洋环境,我们还知之甚少。研究表明微塑料污染水平与人口密度呈正相关,与城市的产业结构密不可分,但微塑料污染的陆源分析仍处于起步阶段,且不同的经济产业对微塑料污染是否存在影响还缺乏一定的调查。本文针对以上问题展开研究:（1）将纺织工业的陆源输入作为切入点,探究微塑料污染;（2）以研究区域的主要功能作为分类标准,分析不同功能区微塑料的理化特征、影响因素;（3）参照河流分级的思路,探究不同级别水系中微塑料的空间分布情况,从局部和整体的角度,探讨微塑料空间分布的异同及传递机制。首先,本研究通过对典型纺织工业区（绍兴和余姚）29个站点中水体和沉积物的微塑料分布特征进行调查,发现河道水样微塑料丰度范围为2.1-71.0个/升,沉积物微塑料丰度范围为16.7-1323.3个/千克。水样和沉积物中微塑料尺寸的分布存在显著的差异性（p?0.01）,且水样中小尺寸的微塑料更为集中,证明微塑料在水体环境更容易破碎。水样和沉积物样中微塑料的主要类型均为聚酯,主要形状是纤维,占比大于79%,但小球状仅在水样中存在。且水样中微塑料污染与纺织工业厂密集度相关性较大,但沉积物中微塑料污染却与纺织贸易厂密集度相关性更强,可见纺织品的生产及贸易活动是微塑料污染的主要来源之一。其次,为了进一步探究不同功能区中微塑料的污染特征,本论文选取了崇明农田区和风景区的河道水样进行分析,结果表明不同功能区的水样中微塑料污染差异较大。其中农田区微塑料平均丰度为8.11个/升,风景区微塑料平均丰度为5.17个/升,可知农田区水样中微塑料污染更为严重;而不同功能区水样中微塑料的理化特征相似,均以纤维状为主,尺寸主要集中在0.1-1.0毫米。结合农田区土壤的微塑料污染数据,发现水样和土壤样中微塑料的尺寸分布存在显著性差异性,且水样中微塑料形状和颜色更加丰富。水样中微塑料的主要成分为聚酯,而土壤中微塑料以聚丙烯和聚乙烯为主。由此可知,微塑料的理化特征与功能区的类别无关,而与研究对象（承载物体）关联度较大。最后,为了探究相同的研究对象（水体）在不同级别流域的微塑料污染特征,本论文对长三角流域进行分级研究,选取不同水系（上海小河道-苏州河-黄浦江-长江入海口-东海近岸）对微塑料的空间分布特点进行分析,发现不同级别水系中微塑料丰度存在明显的差异。淡水水域中微塑料丰度（1.8-2.4个/升）高于河口及近海水域（0.9个/升）;城市河道（苏州河和黄浦江）上游至下游的微塑料丰度逐渐增加;微塑料丰度与市区中心的距离、长江入海口的距离均呈负相关。可见,微塑料可能从城市河网向海洋不断汇集。各级水系中最常见的微塑料形状为纤维,但占比差异较大,主要类型为聚酯。可见淡水水体中微塑料污染更为严重,且不同级别水系中微塑料的空间分布特征各有不同。综上所述,典型纺织工业对河流微塑料污染的贡献度较大,工业厂、贸易厂与河道水样、沉积物微塑料污染的关联度有所不同,内陆河流微塑料的污染程度与周边经济产业有明显的相关性。并且不同功能区（农田区和风景区）对同种研究对象（水样）中微塑料污染的影响差异较大。从水系分级的角度对微塑料的空间分布特点和传递特征进行探究,能够更好地梳理源汇关系。同时城市河道到海洋的不同水系中微塑料污染存在特定的规律,能一定程度上反映微塑料污染与河流水文运动、人口密度的相关性。

论文目录

摘要

Abstract

缩略词

第一章绪论

1.1 微塑料污染概述

1.2 微塑料的来源

1.3 微塑料的研究方法

1.3.1 采样方法

1.3.2 样品处理方法

1.4 水环境中微塑料的研究进展

1.4.1 海水中的微塑料

1.4.2 淡水中的微塑料

1.4.3 沉积物中的微塑料

1.4.4 其他环境中的微塑料

1.5 本研究拟解决的科学问题、研究内容及意义

1.5.1 研究问题及内容

1.5.2 研究意义

第二章典型纺织生产区和贸易区微塑料污染特征

2.1 前言

2.2 研究方法

2.2.1 研究区域特征

2.2.2 站点分布和介绍

2.2.3 样品的采集方法

2.2.4 微塑料的分离、观察和鉴定

2.2.5 数据统计与分析方法

2.3 结果

2.3.1 微塑料的鉴定结果和成分组成

2.3.2 微塑料在水样和底泥样的赋存与分布特征

2.3.3 微塑料的尺寸、类型和颜色特征

2.4 讨论

2.4.1 水样和沉积物中微塑料污染特征

2.4.2 塑料污染程度与纺织工厂和贸易市场数量间的联系

2.4.3 微塑料的来源分析

2.5 本章小结

第三章典型农业区和风景区微塑料污染特征

3.1 前言

3.2 研究方法

3.2.1 采样区地理特征

3.2.2 站点分布和类型

3.2.3 样品的采集方法

3.2.4 微塑料的分离、观察和鉴定

3.2.5 数据统计与分析方法

3.3 结果

3.3.1 微塑料在崇明岛的赋存与分布特征

3.3.2 微塑料的尺寸、形状和化学组成

3.3.3 微塑料与农田区土壤其他污染物的关系

3.4 讨论

3.4.1 农田和风景区河道水样中微塑料的赋存特征

3.4.2 农田和风景区的河道水样中微塑料特征

3.4.3 农田区河道水样与土壤中微塑料污染特征对比

3.5 本章小结

第四章城市河道到近海不同级别水体中微塑料污染特征

4.1 前言

4.2 研究方法

4.2.1 采样区地理特征

4.2.2 站点分布和类型

4.2.3 样品的采集方法

4.2.4 微塑料的分离、观察和鉴定

4.2.5 数据统计与分析方法

4.3 结果

4.3.1 微塑料的鉴定结果和类型组成

4.3.2 微塑料在各级水域中的赋存与分布特征

4.3.3 微塑料在各级水域中的尺寸、颜色和形状特征

4.4 讨论

4.4.1 不同级别水系中微塑料丰度对比分析

4.4.2 不同级别水系中微塑料特征数据对比分析

4.4.3 根据不同级别水系中微塑料赋存及动力学对其源汇关系进行分析

4.5 本章小结

第五章结论与展望

5.1 总论

5.1.1 典型塑料生产区和纺织厂——浙江地区微塑料污染特征

5.1.2 典型农业区和旅游区——上海崇明岛微塑料污染特征

5.1.3 城市河道到近海不同级别水体中微塑料污染特征

5.2 论文创新点

5.3 研究展望

参考文献

作者简历及在学期间科研成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 罗文雅

导师: 施华宏

关键词: 微塑料,纺织工业,功能区,水系分级,传输特征

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 华东师范大学

基金: 科技部国家重点研发项目(2016YFC1402204),国家自然科学基金项目(41776123)

分类号: X55

总页数: 109

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