海岸環(huán)境中微塑料污染及生態(tài)效應(yīng)研究進展

孫欣怡，張佳麟

（大連海事大學航海學院，遼寧 大連 116000）

近年來，微塑料作為海岸環(huán)境中的新型污染物得到了廣泛的關(guān)注。相關(guān)技術(shù)人員要加強對微塑料污染及其生態(tài)效益方面的研究，并提高相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，以準確進行分析和鑒定，攻破此項技術(shù)中的難點。例如，可借助水動力模型對微塑料的時空分布規(guī)律進行探索，將微塑料與毒性污染物結(jié)合，可對其風險進行合理評估，評估的數(shù)據(jù)要建立數(shù)據(jù)庫，為以后的技術(shù)研究奠定基礎(chǔ)。在研究過程中，應(yīng)加強對各項數(shù)據(jù)的獲取，以此對微塑料污染的狀況進行監(jiān)測，使微塑料污染的研究水平得到進一步的提升。

1 微塑料與海岸環(huán)境的相關(guān)概述

1.1 微塑料

隨著社會的發(fā)展，塑料制品早已得到廣泛應(yīng)用，其借助外力可以進行多種形式的轉(zhuǎn)化。例如，在海岸環(huán)境中，存在的塑料碎片經(jīng)過光的降解以及波浪的作用，會分解成微小的塑料碎片，以此定義為微塑料。微塑料的化學性質(zhì)較為穩(wěn)定，存在時間較長，作為塑料垃圾，會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成危害。

1.2 海岸環(huán)境

海岸帶是陸地與海洋交界的地帶，也是人們活動最為活躍的地區(qū)。人們在生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的大量塑料垃圾、污染物會在海岸帶匯集，同時，各類污染物會通過河流向河口輸送，大量垃圾在洋流和潮汐的作用下在海岸帶滯留，由此產(chǎn)生塑料垃圾。另外，微塑料還會與其他污染物結(jié)合，給海岸帶環(huán)境造成嚴重的破壞，所以需要對相關(guān)工作和研究進行深入探討[1]。

2 微塑料污染的研究

2.1 微塑料的采樣、分離與鑒定

微塑料直徑一般較小，如果直接用肉眼觀察其顆粒數(shù)量，不能保證所采取樣本的完整性。所以，會在劃分的一定面積區(qū)域內(nèi)采集大量的水樣或沉積物樣品，利用實驗室進行水樣分離，獲得分層收集的樣品，以此對微塑料樣品進行研究。在實驗室進行水體微塑料分離的過程中，可以進行過濾，加強對微塑料的收集，也可以利用密度分離的方法，加入飽和的氯化鈉溶液對沉淀樣品進行浸泡分離。如在實際樣品中，物質(zhì)成分較復(fù)雜，可以利用雙氧水進行預(yù)處理，對微塑料進行鑒定。其原理是設(shè)置微塑料分離裝置，通過氣體或液體產(chǎn)生上升流使微塑料上浮達到從基質(zhì)中分離的目的，通過對相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化，以此進一步對微塑料進行識別。由于微塑料粒徑小，在樣品數(shù)量多的分析過程中，對硬度、顏色、性質(zhì)進行特征分析時，要利用裂解氣相色譜方法。實驗人員可以在微塑料中添加相應(yīng)的化學藥劑，控制實驗過程，使不同塑料的區(qū)分率得到提升，做出合理鑒定。同時，在微塑料形貌和表面元素鑒定的過程中，可利用掃描電子顯微鏡來進行沉淀物中微塑料的分析，以充分發(fā)揮其分子定位的功能進行掃描定位，提高準確率[2]。

2.2 微塑料的來源及其分布

海洋環(huán)境中的微塑料來源較為復(fù)雜，源頭往往是陸地輸入，也有洋流和潮汐的作用。其中海洋漂浮垃圾的輸入，要對其分布規(guī)律進行分析，明確垃圾中各工業(yè)品所含的微塑料成分。例如，對長江口附近的海岸環(huán)境中的微塑料進行鑒定，確定了其主要來源是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍U棄物以及工業(yè)原料中的微塑料成分。同時，海上作業(yè)和船舶在運輸過程中也會產(chǎn)生一定的塑料污染，如船體本身及裝置損毀導(dǎo)致塑料垃圾積聚，在洋流的作用下影響海岸環(huán)境。除了陸地和海洋外，人們生活密集的區(qū)域內(nèi)，如海水浴場、養(yǎng)殖、港口等也會產(chǎn)生微塑料污染，所以要進一步對源頭解析技術(shù)進行開發(fā)，提高復(fù)雜環(huán)境下微塑料來源的研究和探討。

2.3 微塑料大小的深入研究

要對海岸環(huán)境中的微塑料空間分布規(guī)律進行研究，進一步探討海洋環(huán)境周圍塑料的大小。不同類型的海岸區(qū)域，其塑料粒徑分布存在不同的特征。通過對空間分布規(guī)律調(diào)查發(fā)現(xiàn)，島嶼附近的沉積物與深海的沉積物相比，塑料的豐度要高，空間的分異性較大，受到季節(jié)影響的程度較高；在粒徑分布方面，沉積物中的微塑料都在1 mm以下，主要類型為聚乙烯和聚丙烯。

3 微塑料與復(fù)合污染物的特征

微塑料會與一些污染物進行結(jié)合產(chǎn)生復(fù)合污染物，通過洋流的作用進一步擴散，影響海岸環(huán)境的不同區(qū)域，因此，微塑料有機物污染濃度存在一定的差異。在研究過程中了解到不同微塑料的表面都存在一定的金屬元素，可根據(jù)元素對微塑料的年限和來源進行分析。通過對其類型、成分、粒徑以及表面結(jié)構(gòu)等因素進行探討，可以提高對微塑料成分的深入分析。如果微塑料粒徑較大，其與污染物結(jié)合的過程中會造成更持久的有機污染[3]。

在進行水體樣品分離實驗的過程中，了解到淡水以及海水中的聚乙烯和聚氯乙烯微塑料對化學試劑的吸附量存在一定的差異。因此，要利用微塑料進行模擬實驗，對海洋環(huán)境中的塑料降解過程、與污染物結(jié)合的過程進行模擬，以加強對關(guān)鍵技術(shù)的研究。

4 微塑料污染的生態(tài)效益研究

4.1 生物體內(nèi)的微塑料分布

微塑料的粒徑較小，容易被在海洋環(huán)境中生活的生物誤食。微塑料會危害到生物體的生長，通過了解生物體不同組織和器官中微塑料的分布，發(fā)現(xiàn)其會在不同的部位積累，如消化管、胃、肝胰腺等部位。通過研究微塑料在不同營養(yǎng)級生物中的轉(zhuǎn)移與富集，可以觀察和了解微塑料在食物網(wǎng)中的轉(zhuǎn)移和富集，進一步證明對人體健康產(chǎn)生的風險。

4.2 微塑料對生物體毒性效應(yīng)的研究

微塑料被海洋生物誤食后，會產(chǎn)生一定的毒性效應(yīng)，毒性效應(yīng)的指標包括具體的生長狀況、死亡率以及產(chǎn)卵率。生物酶活性微塑料的存在會影響到微生物的群落結(jié)構(gòu)，因微塑料在溶酶體系中富集，使血流中的粒細胞增多，從而產(chǎn)生炎癥并影響生物體的生長，甚至產(chǎn)生毒害作用。

5 未來研究方向探討

微塑料成為當前海岸環(huán)境中的新型污染物，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞，只有對其進行分析、研究，才可能實現(xiàn)海洋的可持續(xù)發(fā)展。

未來的方向：首先，要對于微塑料的污染狀況及源頭進行解析，了解人類活動的特點，對微塑料分布的類型規(guī)律進行探索；其次，對海洋環(huán)境復(fù)合污染物進行研究，明確其對不同海岸中的鹽度、濕度產(chǎn)生的影響；最后，要了解其產(chǎn)生的毒害效應(yīng)，建立生態(tài)學指標體系，對健康風險進行評估。

6 結(jié)論

綜上所述，塑料制品在社會、生活、生產(chǎn)各個方面被廣泛應(yīng)用，所以會產(chǎn)生一定的塑料殘片。其中，在海浪環(huán)境中存在的塑料碎片會通過外力進行遠距離的遷移，或經(jīng)過波浪與太陽輻射的作用分解成微小的塑料碎片，由于其化學性質(zhì)較為穩(wěn)定，使海岸環(huán)境的污染更為嚴重。因此，應(yīng)根據(jù)微塑料的相關(guān)研究與調(diào)查，加強對生態(tài)效益的探討，明確未來研究的方向，注重微塑料污染狀況及其源頭的解析等，進一步對海岸環(huán)境進行分析，同時，還要建立相應(yīng)的管理支持技術(shù)體系，為開展海岸帶環(huán)境微塑料污染研究與監(jiān)督工作提供參考。