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珠江口红树林湿地沉积物中微塑料分布特征及环境风险研究，采用激光直接红外成像技术量化10-500μm微塑料，发现表层（0-20cm）与深层（80cm）富集，浓度随下游递减，平均10,463-399,481个/kg，表面积0.61-7.39cm²/kg。聚合物以PE、PA、PU、PET和橡胶为主，显示农业、工业及生活污染源特征。黏土与有机质含量正相关，盐度与pH负相关，影响微塑料埋藏与迁移。河口处PVC和AB含量高，生态风险显著。研究为热带山地河口微塑料管理提供依据。
张晓婷|雷一鸣|朱泽宇|郑林珂|苏曼琳|柯月|沈展仪|洪华龙|刘景春|卢浩亮
中国福建省厦门市厦门大学环境与生态学院，教育部沿海与湿地生态系统重点实验室，邮编361102
摘要
微塑料（MP）污染威胁着亚热带河口湿地，这些地区是河流-河口-海岸连续体中的关键过渡带。虽然这些生态系统既是微塑料的汇也是其二次来源，但在不同沉积条件下的微塑料分布和埋藏模式仍知之甚少。本研究采用高分辨率激光直接红外（LDIR）成像技术，系统地量化了中国亚热带山地河流-河口系统——漳江河口沉积物中的微塑料（粒径10–500微米）。结果显示，微塑料的平均含量范围为10,463至399,481个/千克，相应的表面积约为0.61–7.39平方厘米/千克。微塑料浓度沿下游逐渐降低，在表层（0–20厘米）富集，在深层（最深达80厘米）积累，这表明基于沉积速率可能存在历史沉积现象。聚合物组成以聚乙烯（PE）、聚酰胺（PA）、聚氨酯（PU）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和橡胶为主，反映了农业、工业和家庭来源的污染。微塑料含量与泥沙和有机物含量呈正相关，与盐度和pH值呈负相关，表明富含有机物的细粒沉积物增强了微塑料的滞留能力，而水盐动态则影响其垂直方向的长期埋藏和下游传输。值得注意的是，盐度和沉积物质地与微塑料粒径和聚合物组成有关，可能影响特定地点的环境风险。由于含有较高比例的有害聚合物（如聚氯乙烯（PVC）和丙烯腈-丁二烯（AB），该河口地区面临更高的环境风险。这些发现表明，微塑料粒径和聚合物类型是评估河口微塑料风险的重要因素，对河口系统的管理具有启示意义。
引言
河流-河口系统是陆地-海洋连续体中的关键过渡带，陆地物质在此被输送、转化，并最终沉积或输送到沿海环境[1]。作为持久性人为污染物，微塑料通过河流系统高效传输，并倾向于在河口湿地积聚，这些湿地既是微塑料的长期汇也是潜在的二次来源[2]。微塑料的微小尺寸、较大的比表面积以及强的吸附能力使其容易与有毒物质相互作用，引发了对水生生态系统生态风险的担忧[3]。
全球范围内已广泛记录了微塑料在河口沉积物中的存在和积累情况，其含量通常与废水排放、工业废水、农业径流和城市化强度等人为压力相关[4]。此外，微塑料的分布模式不仅受污染源的影响，还受到河口环境中复杂物理和化学过程的强烈调节[5][6]。例如，海水入侵引起的盐度梯度可促进微塑料的絮凝和沉降，使其在淡水-咸水混合区沉积[5]。同时，潮汐动态和风暴潮等偶发事件会导致微塑料的周期性重新悬浮和再分布，形成复杂的沉积物垂直剖面[7]。尽管已有大量研究，但这些环境因素（尤其是在高能量的亚热带山区河口中）如何相互作用以调节微塑料的“分选”和长期埋藏机制仍不明确[8]。虽然在大三角洲系统中盐度驱动的絮凝机制已被充分证实，但在水文条件变化大和沉积物重塑强烈的情况下，这些机制的相对重要性和持久性仍缺乏研究，这是一个重要的知识空白[9]。
从方法学角度来看，传统的识别方法（如视觉分选结合μFTIR或拉曼光谱）常常低估微塑料的丰度，尤其是对于小型、风化或对比度低的颗粒[10]。激光直接红外（LDIR）成像作为一种高通量技术，能够实现快速颗粒检测，并在数十微米尺度上实现自动化聚合物分类和更高的分辨率[11]。然而，大多数研究仅关注颗粒丰度，而忽略了表面积这一影响污染物吸附和生物相互作用的关键参数[12]。这对于风险评估尤为重要；尽管PLI和PHI是常用的工具，但由于它们忽略了微塑料表面的物理化学复杂性，其生态相关性常受到质疑[13]。通过整合表面积指标，我们可以弥合简单颗粒计数与实际生态风险之间的差距。但将这两种方法结合用于解析亚热带山区河口的沉积物分选动态和风险演变仍较为有限[14]。
本研究聚焦于漳江河口，这是一个具有显著盐度梯度和动态潮汐特征的典型亚热带山区河流-河口系统。通过应用LDIR成像和双指标量化方法（计数和表面积），分析了沿纵向盐度梯度的沉积物样本（深度0–80厘米）。研究旨在：（1）阐明典型亚热带河流-河口-海岸连续体中的微塑料空间分布模式；（2）明确沉积物分选机制及水盐动态对微塑料滞留和垂直埋藏的影响；（3）评估纳入表面积指标和特定聚合物毒性对生态风险演变解释的改进作用。这项研究为理解亚热带河口湿地中的微塑料传输和风险管理提供了过程导向的框架。
研究区域和采样方法
研究区域选为中国福建省云霄县漳江河口的红树林国家级自然保护区（23°54′–23°58′N，117°22′–117°30′E）。漳江流域具有活跃的构造背景，属于山地河流系统，河道狭窄，流量波动较大，受极端气候事件影响显著，物质输送速度快。该河口具有亚热带海洋特征...
微塑料的丰度
分析显示，微塑料的丰度在水平和深度方向上存在显著差异（见图2和图S3）。为了更准确地描述这些分布，本研究采用了双指标量化方法（通过计数和表面积进行高精度量化）：颗粒计数提供了微塑料的丰度和频率信息，而表面积量化反映了潜在的活性界面和生态暴露风险，提供了微塑料影响的另一个相关维度...
微塑料的空间分布模式
本研究在河口湿地的沉积物中发现了微塑料的明显空间差异。为了获得更可靠且具有生态意义的评估结果，我们采用了基于颗粒计数和总表面积的双指标量化方法。虽然两种指标都显示从S点至Z点和X点的趋势呈下降趋势，但它们提供了不同的见解。特别是表面积指标通过直接反映微塑料的活性界面，具有独特的科学价值...
结论
本研究系统地调查了漳江河口红树林湿地沉积物中微塑料的分布、组成和风险。结果揭示了微塑料丰度的明显空间差异，表现为S点 > Z点 > X点的顺序，表层沉积物中微塑料富集明显，深层沉积物中存在历史积累的证据。这些发现表明微塑料的持续输入和长期埋藏同时发生。主要聚合物类型（如PE、PA、PU）...
环境影响
河口湿地表现出受沉积物组成、水盐梯度和聚合物特性驱动的微塑料选择性滞留现象，导致生态暴露的空间差异。有害聚合物的高含量进一步加剧了这些过渡生态系统的脆弱性，特别是对敏感的底栖生物和育苗栖息地的影响。结合水动力变化（尤其是潮汐引起的盐水入侵和盐楔形成）...
作者贡献声明
苏曼琳：研究工作。
柯月：研究工作。
郑林珂：研究工作、数据管理。
刘景春：验证、监督。
卢浩亮：撰写、审稿与编辑、验证、监督、资源管理、方法学研究、资金申请、概念构思。
沈展仪：研究工作。
洪华龙：验证、监督。
雷一鸣：撰写初稿、验证、研究工作、数据分析、数据管理。
朱泽宇：研究工作、数据分析。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：42076168）的支持。张晓婷还获得了中国科学技术协会（CAST）的青年人才提升计划（博士生专项计划）（项目编号：STID 156-O-610-0000456-3）的资助。作者衷心感谢珠海南方海洋科学与工程技术实验室在LDIR测量方面提供的宝贵技术支持。
