鴨綠江大小潮位上溯線間區底質微塑料研究

王 凈 夏 倩 楊清海

遼東學院城市建設學院 （遼寧丹東 118000）

通常，微塑料定義為粒徑小于5 mm 的塑料顆粒，又被稱為海洋中的PM2.5[1]。微塑料在塑料被大規模應用于生產生活時就存在于環境中，直到近期才受到人們的重視。

不同材質形成的微塑料具有不同密度；微塑料在水中沉積特性差異明顯，受水體動力學因素和密度變化影響較大。感潮河口海水往復運動，對底質強烈攪拌，水體密度變化頻繁。大小潮位海水上溯帶間區水體密度始終在1 g/cm3與海水密度（1.02～1.07）g/cm3之間變換，沉積與浮選條件更為復雜。沉積物在各種沉降、密度或聯合沉淀等的作用下，成為海洋生態系統的“沉淀槽”和污染的第二來源[2]。

國內海域，相關研究區域多集中在長江口、渤海、黃海和東海[3-6]等，丹東地區研究甚少。丹東海水的懸沙帶在浪頭與入海口之間，懸沙帶在運動時對微塑料造成的影響尚未可知。丹東潮汐以半月為單位交替，在大小潮間區，小潮時基本為淡水，大潮時混雜有海水，沉積作用復雜。監測鴨綠江大小潮位海水上溯線間區底質中的微塑料，可以探索特殊條件下微塑料沉積規律。

1 材料與方法

1.1 研究區域及樣品采集

落潮期間，在大潮位海水上溯帶月亮島（N40°05′38.43″，E124°21′31.79″）潮灘位置設置垂直于鴨綠江的采樣垂線，在垂線上潮間帶近水、中間、近岸位置分別取樣；在小潮位海水上溯帶浪頭港灘涂設3 個取樣點，點 1（N40°02′36.03″，E124°20′6.03″），點2（N40°02′35.70″，E124°20′6.71″），點 3（N40°02′34.64″，E124°20′8.19″）。取樣時漲潮水位與落潮水位間等距選取3 點（在1 m×1 m 的正方形區域中采用梅型布點法），每點分別取 0～5 cm 深、5～10 cm 深、10～15 cm 深的底質，置于不銹鋼盤中，自然風干。

1.2 沉積物中的微塑料分離提取

微塑料污染研究的關鍵是環境樣品中微塑料的分離和提取。迄今為止，沉積物樣品中的微塑料主要通過浮選法分離，一種是直接通過密度分離的溶液浮選法，另一種是利用向懸濁液中通氣的氣浮分離法[7]。兩種方法都具有操作簡單、人工干預少且分離效率高的特點。相比之下，氣浮分離法的缺點是擾動強烈，對較大顆粒塑料分選不徹底，浮選物質中干擾物質較多，不利于進一步鏡檢。為了減少干擾，徹底分選，降低后續操作難度，采用溶液浮選法、篩分和過濾法進行分離提取[8]。稱取100 g 沉積物樣品（以干重計）用于微塑料浮選。由于沉積物中物質比較復雜，微顆粒種類、含量較多，所以先用蒸餾水浸泡樣品。樣品浸泡并靜置24 h 以上，倒掉上層液體，去除相對密度小于1 的懸浮物；加入用玻璃纖維濾膜過濾后的氯化鈉飽和溶液進行浮選，攪拌后靜置24 h，使微塑料完全上浮。收集上清液，用真空抽濾裝置抽濾，將載有樣品的濾膜放入玻璃培養皿中，于65 ℃烘箱內烘干，避光保存。

1.3 微塑料的分析與數據處理

濾膜于SZ2-ILST 體視鏡（奧林巴斯株式會社）下觀察。

2 結果與討論

2.1 不同區域沉積物中微塑料的豐度及分布規律

對研究區域18 個沉積物樣本進行微塑料浮選分離。結果顯示，18 個樣品中均檢出微塑料。其豐度范圍為 6～64 個 /100 g，平均豐度為 32.67 個 /100 g。具體見表1。

表1 各點微塑料數量統計 個/100 g

表1 顯示，淺層沉積物中微塑料數量總體高于沉積物，其中月亮島地區潮灘沉積物中微塑料的分布，近岸比近水多145.28%，原因可能在于淺層、近岸區域人類活動頻繁，導致塑料含量升高，長期累積使微塑料數量增加。其次，在月亮島地區，只有大潮時海水才能到達，海水沖刷作用較弱，沉積作用較強，導致微塑料沉積數量較多。

對比月亮島與浪頭港各項數據，月亮島微塑料數量比浪頭港整體多出30%，原因可能在于：浪頭港漲潮時就會有海水與其混合，海水沖擊作用明顯；而月亮島沉積作用明顯，微塑料更易沉積；月亮島比浪頭港受人類活動影響明顯，塑料含量較為豐富。

相同之處，月亮島與浪頭港的淺層都比深層的微塑料豐度高，原因可能在于潮汐沖刷會阻礙潮灘沉積物中微塑料沉積，微塑料更易在潮灘表層沉積物中積聚。

鴨綠江潮灘沉積物中微塑料的豐度與下游表層水體差異較大，其水體中微塑料的平均豐度為：月亮島區域（4.56±1.57）個 /L，浪頭港區域（6.11±1.81）個/L。具體見表2。

表2 鴨綠江下游表層水體中不同地點微塑料的豐度以及類型百分比

月亮島區域處于丹東市經濟與旅游發展的重要位置，商業與人為活動密集，在已有調查中，武漢城市的湖泊與河流中受微塑料污染，其微塑料污染程度隨人口密度變化而變化，二者呈正相關。浪頭港區域涉及漁業、水產養殖、航運活動較多，導致微塑料豐度高。

造成微塑料在月亮島與浪頭港的水體與沉積物中豐度不同的原因在于，月亮島為大潮位海水上溯帶，浪頭港為小潮位海水上溯帶。在月亮島，微塑料大多沉積在底質中；而浪頭港處，微塑料大多漂浮在水體中：導致月亮島沉積物中微塑料豐度大于浪頭港，水體中微塑料豐度小于浪頭港。

由表1 可知，月亮島的微塑料平均豐度為36.89個/100 g，浪頭港的平均豐度為28.44 個/100 g。我國河北省曹妃甸圍填海區潮灘土壤供試土壤中微塑料豐度達到317 n/500 g[7]，鄱陽湖流域“五河”入湖口沉積物微塑料的平均豐度為811.11 n/kg[9]，長江口潮灘沉積物中微塑料的平均豐度為（3.42±1.31）items·g-1[2]，黃海桑溝灣沉積物中微塑料豐度范圍為31.2～1246.8 N/kg[10]。總體來看，鴨綠江下游表層沉積物中微塑料的豐度處于偏低水平。

2.2 不同區域微塑料的主要類型

國內研究區域微塑料類型分離結果顯示，所有樣點均存在碎片類、發泡類、薄膜類和纖維類[9]4 種類型，其中發泡類微塑料最多。采集的樣品中，薄膜類微塑料多為無規則的片狀及細長條狀；碎片類微塑料大多為亮閃的塊狀；發泡類微塑料粒徑相對較大；纖維類微塑料主要呈細長線型。各類型微塑料占比情況見表3。

鴨綠江潮灘沉積物中微塑料的主要類型與水體中的主要類型高度重合，所占比例也極其相似。其水體中微塑料類型也分為4 種，即碎片類、纖維類、發泡類和薄膜類。其中主要為發泡類和纖維類，分別占57.65%和26.91%。

表3 不同區域微塑料各類型占比%

我國河北省曹妃甸圍填海區潮灘供試土壤中分離到碎片、顆粒、纖維和薄膜4 類微塑料[7]；鄱陽湖流域“五河”入湖口的沉積物研究結果顯示，微塑料的類型有碎片類、發泡類、薄膜類和纖維類，以碎片類微塑料為主[9]；長江口潮灘沉積物中微塑料的類型較少，有纖維狀和碎片狀兩種形式，其中纖維狀占主要部分[2]；桑溝灣水體和沉積物中微塑料類型主要為纖維類、碎片類、薄膜類、發泡類和顆粒類[10]。總體來看，我國各區域沉積物中微塑料的類型大體相同，但不同區域中不同類型的微塑料占比不盡相同，原因可能在于不同區域塑料垃圾的來源、沉積效應有所不同。

2.3 研究區域微塑料污染物的主要特征

2.3.1 研究區域微塑料的顏色分布

研究區域沉積物中微塑料顏色包括白色、透明、藍色、灰色、褐色、黃色和紅色，白色微塑料最多。其中：發泡類微塑料以白色和透明為主，薄膜類以透明和灰色為主，纖維類以透明為主，碎片類以藍色、紅色和褐色為主。

鴨綠江潮灘沉積物中微塑料的顏色與水體中的顏色也相似。其水體中微塑料的顏色以白色與黑色為主，也存在紫色、藍色、紅色。

2.3.2 各區域微塑料的粒徑分布

研究區域各樣點沉積物中大部分微塑料的粒徑范圍為17.86 μm～0.29 mm。其中：碎片類粒徑范圍為17.86 μm～0.29 mm；發泡類粒徑范圍為53.57 μm～0.29 mm；纖維類微塑料長度為0.75～2.68 mm，甚至更長。

鴨綠江潮灘沉積物中微塑料的粒徑范圍與水體中的粒徑范圍大體相似。其水體中微塑料的粒徑大部分小于0.5 mm，占86.35%，而沉積物中微塑料粒徑全部小于0.5 mm。原因在于微塑料的來源之一是次生微塑料[11]；而次生微塑料的形成需要足夠的時間，久而久之就在底質中沉積。

我國河北省曹妃甸圍填海區潮灘供試土壤中微塑料的平均粒徑為（1.56±0.63）mm，其中粒徑小于1 mm 的微塑料占49.8%[7]；鄱陽湖沉積物中檢測出的微塑料粒徑范圍為0.25～5.00 mm，70%的微塑料粒徑小于1 mm[9]；黃海桑溝灣沉積物中微塑料的平均粒徑為（1.54±1.02）mm[10]。與之相比，鴨綠江流域沉積物中微塑料的粒徑相對較小且有具體的上下限。原因可能在于，所選用的目視鑒別方法中觀察的所分離提取出的物質均為肉眼不可見，相比于傅里葉變換紅外光譜法、拉曼光譜法、熱分析法的不足之處[12]，體視鏡在上鏡觀察時可將倍數調至最大，視野范圍內觀察較清晰，且沒有粒徑、數量、樣品條件等條件約束。

3 結論

鴨綠江大小潮位上溯線間區底質中微塑料的豐度為 6～64 個 /100 g，平均豐度為 32.67 個 /100 g。浪頭港與月亮島的微塑料豐度存在明顯差異，表現為月亮島高于浪頭港, 主要原因是人類活動對微塑料污染起到一定影響。

研究區域微塑料的類型主要有碎片類、薄膜類、纖維類和發泡類4 種，以發泡類微塑料為主。

各區域沉積物中微塑料的顏色有白色、透明、藍色、灰色、褐色、黃色和紅色。大部分微塑料的粒徑范圍為17.86 μm～0.29 mm，其中：碎片類粒徑范圍為17.86 μm～0.29 mm，發泡類粒徑范圍為 53.57 μm～0.29 mm，纖維類微塑料長度范圍為0.75～2.68 mm。

微塑料的沉積受潮汐沖刷和物質沉積等環境影響因素較大。潮汐沖刷會降低微塑料在潮灘沉積物中的沉積，使其更易積聚在潮灘表層沉積物中。