海洋电流在控制海洋污染物的传输、再分布和命运方面起着核心作用,包括微塑料(MPs)、多环芳烃(PAHs)和持久性有机污染物(POPs)。由于微塑料的持久性和浮力,它们可以被传输到很远的距离,并作为化学污染物的载体,在海洋食物网中放大生态暴露效应(Li等人,2022年;Kumar等人,2024年;Ho等人,2025年)。
在土地利用与海洋连接密切的沿海地区,微塑料污染尤为严重,河流排放、与旅游相关的活动以及不当的废物管理显著增加了海洋环境中的塑料输入(Borah等人,2024年)。河流是主要的传输途径和暴露区域,在这里微塑料与溶解态和颗粒态污染物相互作用后进入沿海水域。在淡水和河口系统中,微塑料可以吸附PAHs、重金属、农药和其他有毒化合物,从而增加底栖生物的生物可利用性,并通过食物链对生态系统和人类健康构成威胁。因此,海滩沉积物充当了微塑料的汇和临时储存库,随着时间的推移整合了各种输入,并反映了当地的传输动态。在整个亚洲范围内,微塑料的分布反映了陆地来源、河流排放和离岸环流的共同影响,聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)一直被报告为主要聚合物(Ajay等人,2025年;Thibault等人,2025年)。
在海岸尺度上,微塑料的传输和沉积受到颗粒特定性质与水动力过程相互作用的影响。颗粒密度、大小和形状决定了它们对近岸区域风、波浪、水流和潮汐动态的响应(Kumar等人,2025年)。低密度聚合物通常随表面水流移动,而高密度聚合物更容易因生物污损而下沉;然而,由于垂直混合和再悬浮作用,浮力较强的微塑料经常出现在底部沉积物中,这表明仅凭聚合物密度并不能决定微塑料的最终命运(Jiang等人,2024年)。
尽管在水动力建模、颗粒追踪模拟和卫星遥感方面取得了进展,但由于颗粒行为的不确定性以及近岸过程的有限分辨率,特别是在具有强烈季节性和复杂海岸线形态的热带沿海系统中,对海滩层面微塑料沉积的预测仍然受到限制(Cai等人,2023年;Ma等人,2023年;Karimi等人,2024年;Raja等人,2024年;Mali等人,2025年)。
在东南亚地区,印度尼西亚群岛内的微塑料传输受到河流排放、季风风系统和区域海洋环流的共同影响。建模研究表明,从印度尼西亚河流释放的微塑料倾向于在主要岛屿附近积累(Iskandar等人,2024年;Nakano等人,2025年)。在雅加达等高度城市化的河流系统中,微塑料通量较高,而在印度尼西亚贯穿流(ITF)中观察到与密度分层和温度梯度相关的地下积累(Manullang等人,2024年)。区域调查显示,印度尼西亚群岛内的微塑料浓度存在显著的空间差异,东部水域的地下微塑料浓度高于爪哇北部,这突显了区域地形在塑造微塑料分布中的作用(Riani和Cordova,2022年)。
巴厘岛在这个区域背景下是一个动态但研究不足的系统。其海洋环境受季风风向变化、印度尼西亚贯穿流(ITF)以及大规模气候振荡(如印度洋偶极子(IOD)和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的调节,这些因素共同控制着表面水流、混合强度和季节性传输路径(Wijaya等人,2020年;Suntoyo和Wahyudi,2021年;Adhinugraha等人,2023年;Alkoiri等人,2024年;Widyananto等人,2024年)。因此,西南季风和东北季风之间的季节性转换预计会对巴厘岛海岸线的微塑料传输和沉积产生强烈影响(Wang等人,2021年;Hee等人,2023年;Kannankai和Devipriya,2024年;Carvalho等人,2025年;Prajapati等人,2025年)。
尽管巴厘岛具有重要的生态和社会经济意义,但很少有研究将卫星获取的海洋数据与基于地理信息系统(GIS)的空间分析相结合,以研究海滩层面的微塑料传输和沉积。基于此,我们假设受较强陆风和风影响的海滩会表现出更高的微塑料保留量,而受较弱水流和离岸风影响的地点则会出现更强的扩散和较低的积累量。我们进一步假设,季节性的水流方向变化和区域环流路径促进了来自巴厘岛北部、爪哇岛和龙目海峡的微塑料的长距离传输,从而导致东部、中部和西部海岸线的不同积累模式。
本研究通过结合基于现场的微塑料调查数据与卫星获取的海流和风数据,评估了巴厘岛三个代表性海滩——克拉马斯海滩(KB)、尼亚昂尼亚海滩(NNB)和巴兰甘海滩(BB)的空间和季节性沉积模式。利用哥白尼海洋环境监测服务(CMEMS)和哥白尼大气监测服务(CAMS)的数据集,评估了2024年1月至7月期间海滩沉积物中微塑料的物理特性以及海洋环流和河流塑料排放情况。通过将聚合物级别的特征分析与水动力驱动因素相结合,这项工作为了解季风主导岛屿系统中的微塑料传输提供了机制上的见解,并为巴厘岛及其他东南亚沿海地区的监测和缓解策略提供了支持。