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研究揭示通江湖泊微塑料跨介质迁移与风险形成新机制

    微塑料作为典型的颗粒态新污染物,广泛存在于河流、湖泊等水环境中,其迁移、归趋及环境风险受到广泛关注。然而,对于受江湖连通和季节性水动力过程共同影响的通江湖泊,微塑料如何在水体与沉积物之间发生跨介质迁移,不同聚合物是否具有差异化环境归趋,以及这一过程如何影响环境风险形成,仍缺乏系统认识。

    针对上述科学问题,中国科学院南京地理与湖泊研究所沈哲宇等科研人员以我国最大的通江湖泊-鄱阳湖为研究对象,分别于丰水期和枯水期对鄱阳湖36个代表性子湖(湖区)开展调查,利用激光红外成像技术(LDIR)识别水体和沉积物中的微塑料,并结合湖泊水动力特征,系统解析了季节性水动力变化对微塑料迁移、聚合物分异及环境风险的影响。研究表明,季节性水动力变化并未显著改变湖泊微塑料总体污染水平,而是通过驱动不同聚合物在水体与沉积物之间重新分配,形成聚合物特异性分异,进而重塑湖泊微塑料环境风险格局。

    具体而言,由丰水期向枯水期转变过程中,水体微塑料总体丰度虽由65.6 items/L增加至79.4 items/L,但变化未达到显著水平;与此同时,粒径小于50 μm的微塑料比例由69.2%显著增加至83.0%,表明随着水动力减弱,细小颗粒更易长期悬浮于水体并发生迁移,水体微塑料呈现明显细粒化趋势。相比之下,沉积物中微塑料总体丰度同样保持稳定,但聚合物组成发生显著变化。其中,高密度聚氯乙烯(PVC)占比由丰水期的3.85%提高至枯水期的41.31%,表现出明显的选择性富集特征,说明不同类型微塑料对季节性水动力变化具有差异化响应。

    水体微塑料细粒化与沉积物中高密度聚合物富集共同表明,季节性水动力驱动了不同聚合物在水体与沉积物之间的重新分配,使细小颗粒更多滞留于水体、高密度聚合物更多累积于沉积物,形成聚合物差异化分配格局,揭示了水动力驱动通江湖泊微塑料跨介质迁移与聚合物分异的新机制。

    该研究揭示了水动力驱动下聚合物组成变化和跨介质重新分配对微塑料环境风险形成的重要作用,突破了传统以污染物丰度为核心的微塑料风险评价思路,丰富了洪泛湖泊颗粒态新污染物环境行为过程的科学认识。研究成果表明,未来湖泊微塑料风险评估应综合考虑湖泊水动力条件、微塑料粒径结构及聚合物组成等关键因素,建立面向不同类型湖泊的差异化风险评价体系,为识别湖泊微塑料环境风险热点、推进流域新污染物精准治理提供科学依据和方法支撑。

1. 季节性水文变化影响下微塑料的水体–沉积物耦合关系机制图。(a–c) 微塑料丰度、20–50 μm粒径组分和PVC组分的介质间关系。(d–f) 不同分区中丰水期–枯水期配对变化。(g) 枯水期水体微塑料细粒化、沉积物PVC富集以及水体–沉积物部分解耦过程的概念模型图

    上述研究成果近期发表于水文领域国际期刊Journal of Hydrology上。南京地理与湖泊研究所硕士研究生沈哲宇为论文第一作者,赵中华研究员和张恩楼研究员为共同通讯作者。


    文章信息:Shen, Z., Zhao, Z.*, Zhang, E.* (2026). Hydrological forcing drives polymer-specific segregation and microplastic risk hotspots in a large floodplain lake. Journal of Hydrology. 

    论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2026.135883

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