黃鈾佳

摘要：文章根據(jù)我國南海區(qū)海岸帶、河口、內陸徑流及海域微塑料污染的相關調查資料，整理南海區(qū)表層水和沉積物中微塑料的污染現(xiàn)狀，包括微塑料豐度、形狀和聚合物類型等分布特征，歸納微塑料的潛在來源途徑，提出健全塑料管理體系的建議，從源頭上減少塑料的產生和排放，最后提出應深入研究微塑料對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響，以建立對微塑料的風險評估框架。

關鍵詞：微塑料;污染現(xiàn)狀;防治建議

Abstract：Based on the investigation of microcellular pollution in the coastal zone，estuary，inland runoff and sea area of the South China，this paper summarized the current situation of microcellular pollution in the surface water and sediment of the South China，including the distribution characteristics of microcellular abundance，shape and polymer type，summarized the potential source of microcellular materials，and put forward suggestions for improving the plastic management system to reduce plastic from the source generation，emission，and finally，the need for in-depth study of the impact of microplastics on marine ecosystems was proposed to establish a risk assessment framework for microplastics.

Key words：Microplastics，Pollution situation，Prevetion and control suggestions

0 引言

塑料成本低廉，應用廣泛，可作為工業(yè)原料。隨著經濟不斷增長，人類對塑料制品的需求越來越大。資料顯示，2013年全球塑料制品的產量已超3億t，其中約有10%的塑料排入海洋[1]。中國人口基數(shù)大，是塑料制品的生產及消費大國之一，我國每年產生的塑料垃圾高達200 t[2]。歐洲統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)顯示，預計到2035年，全球塑料產量將增加1倍，而到2050年塑料產量將增加2倍，高達11.24億t。盡管人類的環(huán)保意識與科學技術逐步提升，但增長過快的廢棄塑料仍大量排入海洋，威脅海洋生態(tài)的穩(wěn)定。

微塑料，指直徑小于5 mm的塑料顆粒，這一概念由Thompson[3]于2004年提出。微塑料的主要來源是合成化合纖維和大塊塑料的破碎。長時間的紫外線照射、波浪擊打、物理摩擦和生物活動的作用下，大塊塑料不斷破碎和降解，形成較小的微塑料[4]。在工業(yè)制造中同樣會產生微塑料，例如化妝品、洗面奶等含有一種名叫“柔珠”的添加劑[5]。另外，洗衣機每清洗一次衣服便產生1 900余個纖維顆粒進入廢水中，洗衣廢水中的纖維數(shù)量可達100個/L[6]。大量微塑料隨著陸地徑流排入海洋中，通過漂浮、洋流等作用不斷擴散。目前已有多份調查顯示，在太平洋[7]、大西洋[8]、極地[9]和深海[10]中均發(fā)現(xiàn)微塑料存在，除海洋之外，內陸河口[11]、湖泊[12]、水庫[13]、城市河流[14]也有微塑料分布。事實證明，微塑料已廣泛存在于全球水域中，由微塑料導致的環(huán)境問題和生物損害引起人們的重視，微塑料的潛在影響和應對方法逐漸成為研究熱點。微塑料在海洋環(huán)境中的分布現(xiàn)狀、對漁業(yè)資源的危害以及對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響等方面仍需要更深入的研究。

1 我國南海區(qū)微塑料污染現(xiàn)狀

1.1 南海區(qū)水域表層水的微塑料分布

相對于國際的微塑料研究進展，我國在微塑料研究方面尚處于初步階段，但在全國范圍內已展開調查，其中有四大領海[15]、東部沿海地區(qū)[16]、內陸主要徑流[11]和湖泊[12]等。調查內容包括海洋漂浮的廢塑料、海底垃圾、海岸垃圾的豐度和種類，微塑料對海洋生物以及水體環(huán)境的潛在危害情況。研究表明，我國南海區(qū)的近岸海域已普遍受到微塑料污染，發(fā)現(xiàn)微塑料存在的地理環(huán)境有陸地徑流、河口、海灘和濕地，包括珠江及其河口[17]、北江[18]、北部灣水系[19]、香港海灘[20]、?？诩叭齺喌暮21]、廣西紅樹林濕地[22]、兩廣地區(qū)的沿海岸線[21]。其中珠江三角洲水系的微塑料數(shù)量較多，這與當?shù)匕l(fā)達的工業(yè)體系以及數(shù)量龐大的城市人口有密切關系。陸地徑流是塑料垃圾轉移的重要途徑，生活垃圾的隨意丟棄、工廠廢水排放導致河流受污染。塑料被丟棄后，在自然環(huán)境的作用下不斷破碎降解，逐漸分裂成更小的微塑料，隨河流轉移（表1）。

如表1所示，南海區(qū)水域的表層水微塑料主要分布在城市，人口數(shù)量越多，經濟水平越發(fā)達，微塑料污染也相對嚴重，因此珠江三角洲地區(qū)的微塑料豐度水平要遠高于廣東內非珠三角區(qū)、廣西、海南以及南海海域的微塑料豐度。Yan[17]調查了廣州及珠江口的微塑料污染分布，發(fā)現(xiàn)珠江口的微塑料豐度要低于廣州內珠江段豐度，這可能與河流滯留一部分微塑料有關，而且珠江穿過廣州白云區(qū)及海珠區(qū)，這些區(qū)域工業(yè)化程度高，聚集著服裝、化妝品市場和工業(yè)園區(qū)，水域污染嚴重，導致廣州內珠江的微塑料豐度較高，說明工業(yè)廢水是主要污染源之一，而微塑料主要是纖維、顆粒和薄膜型狀，呈透明或藍色。這與人類生活有密切關系，透明的顆粒微塑料主要來源于被人們隨手丟棄的塑料瓶;透明或藍色的薄膜微塑料來源于一次性塑料袋的破碎;顆?；蛘咔驙畹奈⑺芰蟻碜韵醋o用品和化妝品;纖維狀的微塑料則來源于各個家庭洗衣機排放的洗衣廢水。微塑料除了來自未經處理的城市生活廢水和工業(yè)廢水外，還來自經過處理后排放的水，城市污水處理廠通過沉淀和過濾等步驟處理水質。由于微塑料性質特殊，大部分微塑料粒徑小于3 mm，污水處理廠無法過濾這種相對較小的微塑料，因此在污水處理廠無排出的水體中仍然能檢測到微塑料存在[23]。

香港是微塑料污染的熱點地區(qū)。香港海灘及近岸海域的微塑料污染程度較高，但存在季節(jié)性差異，雨季的微塑料豐度比旱季的豐度高，降水量會影響收集到的微塑料數(shù)量[25]。Yonkos等[27]提出降水量增大促進城市污染物流出，增加微塑料徑流量。另外，香港西海岸的微塑料豐度高于東海岸豐度，這是由于西海岸受到珠江口淡水沖積的強烈影響，導致西海岸的微塑料很大部分來源于珠江口塑料碎片的輸入[25]。

1.2 南海區(qū)水域沉積物的微塑料分布

南海區(qū)沉積物的微塑料污染集中分布在珠江水系、北部灣、其他沿海岸帶和珊瑚島礁（表2）。Lin等[28]采集了廣州珠江的沉積物和表層水樣品，發(fā)現(xiàn)沉積物中微塑料纖維所占比例低于表層水的微塑料纖維占比，相反的是沉積物樣品的碎片微塑料比例高于表層水的碎片微塑料比例。Wang等[29]研究這可能歸因于碎片微塑料的表面體積比，使得碎片微塑料在河床上逐漸沉積;反之，微塑料纖維的表面體積遠高于相同尺寸的碎片微塑料，這些線型微塑料便能夠漂浮于水面上。Zhang等[19]在收集北部灣的沉積物樣品中，發(fā)現(xiàn)微塑料污染與河流流域內的人均GDP呈正相關，微塑料豐度除了與北部灣流域經濟發(fā)展程度有關，還與流域內的經濟結構有密切關系，表現(xiàn)為微塑料豐度與第一、第二產業(yè)的比重呈負相關，與第三產業(yè)的比重呈正相關。北部灣區(qū)域的第三產業(yè)尤其是濱海旅游業(yè)發(fā)達，防城港、北海和欽州是熱門旅游城市，微塑料可能來源于旅客隨手丟棄的塑料瓶和塑料袋，防曬霜等護理用品的脫落。

廣東以及香港的海岸線是微塑料污染較為嚴重的地區(qū)，Cheang等[33]在香港收集的海底沉積物樣品檢測到微塑料的存在，相對于海灘的微塑料，海底沉積物的微塑料豐度較低，這種差異可能是塑料碎片在海底和海灘中的降解速度不同造成的，海底沉積物中的塑料碎片比海灘沉積物中的塑料碎片能保持其尺寸更長時間。海灘上有大量的紫外線（UV）輻射、較高的溫度、波浪和風的作用加速塑料碎片的降解[32]，紫外線會被海水吸收和散射，因此紫外線很少到達海底，而且海底溫度遠低于海灘，相比之下，海底沉積物的微塑料豐度低。Lo等[20]調查香港沿岸泥質灘涂和沙灘的微塑料分布特征，發(fā)現(xiàn)泥質灘涂的微塑料豐度高于沙灘的微塑料豐度，當海面上的波浪接近海岸時，波浪沖擊所耗散的能量會導致微塑料的沉積，而波浪的能量越低，沉積速率越高[35]。與沙質海岸相比，波浪能量較低的港口、海灣、潟湖和河口等區(qū)域會出現(xiàn)泥漿流，因此，漂浮微塑料更容易沉積在泥質灘上[36-37]，微塑料分布還可能受沉積物質地類型的影響，砂質沉積物以泡沫微塑料為主，泥質沉積物以纖維狀和碎片微塑料為主。另外，微塑料聚合物類型不同，物理性質也不同，研究發(fā)現(xiàn)香港海灘沉積物的微塑料類型主要是聚苯乙烯泡沫（EPS），海底沉積物的微塑料類型是滌綸（PET），PET的密度約為1.4 g/cm3，比當?shù)睾Ｋ拿芏龋?.02 g/cm3）大，因此密度較大的PET容易沉降至海底。而EPS的密度（小于0.05 g/cm3）比較小，容易漂浮，而且EPS的熱變形溫度在60℃～85℃，因此EPS容易在溫度較高的海灘上不斷降解[32]。

紅樹林主要分布在我國廣西、廣東、臺灣、海南、福建和浙江南部沿岸，其中廣西紅樹林資源最為豐富。紅樹林濕地為鳥類提供棲息地，在水體凈化、防浪護堤、養(yǎng)分循環(huán)、固碳和氣候調節(jié)等生態(tài)系統(tǒng)服務方面起著積極作用[21]。Li等[22]調查北部灣沉積物中的微塑料，結果顯示沙灘潮上帶和紅樹林濕地外側的微塑料豐度較高，而沙灘潮間帶和紅樹林濕地內部的微塑料豐度較低，調查發(fā)現(xiàn)從海灘漂浮過來的微塑料顆粒容易附著在外側的紅樹林樹干上，紅樹林茂密的蔓藤也能攔截一部分微塑料，濕地植被的攔截作用可以防止擱淺的微塑料進入海洋。另一方面，紅樹林濕地可能會限制部分漂浮的微塑料殘留在海灘表面。Sutton等[38]研究同樣指出濕地茂密的植被可能有效地保留表層海水上的微塑料。在廣西茅尾海的研究中發(fā)現(xiàn)紅樹林的根際和非根際及其有機質比例共同影響微塑料的分布特征[22]。Zhou等[21]研究廣東、廣西和海南在內的華南地區(qū)紅樹林濕地微塑料分布情況，發(fā)現(xiàn)在紅樹林濕地的沉積物樣本的微塑料豐度是無紅樹林的沉積物樣本的8倍，同樣說明紅樹林濕地對攔截、保留漂浮的微塑料有一定作用，而且紅樹林高度和植株密度與微塑料豐度呈正相關，而且在北海、欽州、三亞和?？诔练e物中檢測到高豐度微塑料，這可能與當?shù)氐乃a養(yǎng)殖業(yè)、捕撈業(yè)、旅游業(yè)和城市垃圾傾倒有密切關系，欽州灣以牡蠣養(yǎng)殖業(yè)為主，牡蠣養(yǎng)殖過程所用到的泡沫箱、泡沫紙是泡沫微塑料的主要來源[30]。研究微塑料在紅樹林濕地的分布特征和潛在影響，對保護紅樹林濕地有積極幫助。

南海是我國面積最大的領海，經濟魚類豐富，漁業(yè)資源多樣，承擔著連接印度洋與西太平洋的樞紐作用。研究表明，船舶污染、漁具的磨損和丟棄是微塑料的主要來源之一，而南海繁忙的航道運輸和捕撈活動可能加重微塑料污染[26，39]。南海分布著豐富的珊瑚礁，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)對維護海洋生物多樣性、保護海岸線、為魚類提供食物以及調節(jié)氣候等方面起到重要作用[40-41]。微塑料從陸地河流排入海洋后，隨著洋流作用不斷漂浮到人跡罕至的遠洋區(qū)域[42]。調查發(fā)現(xiàn)潿洲島、三亞以及南海的珊瑚島礁存在微塑料污染，盡管潿洲島和三亞更容易受到旅游業(yè)、漁業(yè)等人類活動帶來的塑料污染，但南海西沙群島珊瑚礁的沉積物微塑料含量高于沿海地區(qū)潿洲島的微塑料含量，比三亞的微塑料豐度稍高[34]。先前已有研究顯示，當微塑料從沿海地區(qū)進入海洋后，塑料顆粒在沉積到珊瑚礁之前，會受到潮汐、洋流和季風等多種影響，導致微塑料廣泛地擴散[43]。其次，珊瑚礁與鄰近水域之間的水交換速率可能是導致這兩個區(qū)域微塑料豐度差異的重要因素，位于潿洲島和三亞的珊瑚島礁屬于邊緣礁，西沙群島的珊瑚礁屬于環(huán)礁，邊緣礁的水交換速率通常高于環(huán)礁，因此微塑料更容易被輸送到鄰近的區(qū)域，這可能是西沙群島珊瑚礁沉積物中含有較多微塑料的原因[44-45]。另外，南沙群島上的珊瑚環(huán)礁同樣檢測到微塑料存在，盡管南沙群島環(huán)礁的水交換率比較低，但與西沙群島相比，西沙群島在地理位置上靠近沿海地區(qū)，容易受到珠江水系、北部灣水系和濱海城市的塑料排放影響，因此較遠的距離阻礙了塑料垃圾通過洋流或者其他途徑進入南沙群島環(huán)礁，從而使南沙群島環(huán)礁的微塑料豐度要比西沙群島環(huán)礁的微塑料豐度低[34]。

1.3 南海區(qū)微塑料的分布特征

據(jù)相關研究，可初步歸納出我國南海區(qū)的微塑料污染的分布特征：微塑料豐度與調查區(qū)域的經濟發(fā)展水平及城市人口數(shù)量呈正相關[19]。南海區(qū)的微塑料污染主要集中在珠江三角洲流域，該區(qū)域經濟最為發(fā)達，工廠數(shù)量多，人口數(shù)量龐大。工廠生產、城市生活垃圾的大量排放及繁忙的港口運輸[17]是造成珠三角微塑料污染的主要原因。其次，微塑料污染還集中在北部灣、三亞、?？?、廣東非珠三角區(qū)域的沿海岸線，這些區(qū)域的經濟快速增長，主要產業(yè)有捕撈業(yè)、水產養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)等，在養(yǎng)殖過程中使用的塑料薄膜、泡沫紙以及濱海觀光旅游中產生的一次性塑料瓶、塑料袋是重要的微塑料污染源頭[21，30-31]。另外，南海的水體環(huán)境及珊瑚礁群島也存在微塑料污染，這與周邊地區(qū)的塑料排放有密切關系。海洋中的微塑料主要來自陸地徑流，廣東是我國的塑料生產和消費大省[46]，排放的塑料垃圾隨著珠江排入海洋，在洋流、季風等作用下不斷擴散，導致遠洋區(qū)域受到微塑料污染。越南、菲律賓等東南亞國家經濟快速發(fā)展，人口眾多，工業(yè)種類以低附加值、高污染為主[47]，因此，這可能是造成南海微塑料污染的重要原因之一。

從檢測到的微塑料形狀、尺寸、顏色和聚合物類型分析：①微塑料的形狀是纖維，其次是碎片、薄膜和塑料球，塑料纖維大部分來源于人類生活中的洗衣廢水，而且紡織品涉及許多不同聚合物類型的塑料纖維[19]。碎片塑料則是由大塊的廢塑料不斷破碎、降解而成。薄膜塑料是來源于保鮮膜、一次性塑料袋的降解。塑料球是工業(yè)產物，作為個人洗護用品的添加劑，研究發(fā)現(xiàn)在香港近岸海域存在高豐度塑料微珠（0～380 129個/km2），可能來源于當?shù)厝粘Ｊ褂玫南疵婺?、化妝品[23]。②觀測到的微塑料尺寸范圍在0.02～5 mm，其中約80%的微塑料尺寸在0.02～2 mm。由于在自然環(huán)境中塑料不斷地破碎、降解，微塑料的數(shù)量隨著其尺寸變小而不斷增多[48]。③微塑料的顏色多樣，透明居多，然后依次是白色、藍色、黑色、紅色、綠色和黃色。④從聚合物類型分析，南海區(qū)的微塑料類型主要是聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE），PP被用于制造塑料桶、食品保鮮膜、農用薄膜、編織袋和塑料瓶蓋，由于PP材料抗氧化、抗紫外線能力弱，在海洋環(huán)境中容易分解成小顆粒[49]。而PE材料應用于塑料薄膜、塑料管、電線包裹層等。因此，人類生活中廣泛地應用PP和PE，使得PP和PE成為微塑料常見的聚合物類型。

南海區(qū)的海洋生物體內同樣存在微塑料。珠江流域內的野生淡水魚[50]和牡蠣[28]，檢測到腸道內殘留微塑料，由于魚類無法分辨餌料和塑料顆粒而導致誤食，尤其是有色顆粒引起魚類注意[51]。濾食性動物如牡蠣，過濾大量海水的時候其腸道內會殘留塑料顆粒[52]。在湛江紅樹林的魚類體內存在微塑料[53]，另外南海區(qū)域的魚類[54-55]、浮游動物[56]、藻類[57]和海鳥[58]攝入微塑料。微塑料的污染范圍從表層水、沉積物到海洋生物，并容易在海洋食物網中積累[59]，因此需要對微塑料的源頭、轉移途徑、吸附有害物質的能力及生物危害性進行更深入的研究，以建立全面的風險評估框架和科學控制方案。

2 微塑料污染的防治對策及未來展望

近10年來，美國、新西蘭、加拿大等發(fā)達國家制定了限制塑料制品銷售和使用的法律，而且針對化妝品和個人護理產品，也逐步限制或禁止在產品中添加塑料微珠，目的是減少微塑料的產生與污染。我國2007年頒布《關于限制生產銷售使用塑料購物袋的通知》（即“限塑令”），以盡量減少塑料袋產生的污染。到2017年，國務院印發(fā)了《禁止洋垃圾入境推進固體廢物進口管理制度改革實施方案》，禁止進口來自生活源的廢塑料，既減少我國塑料垃圾污染，也幫助世界各國加強塑料垃圾的處理和循環(huán)利用，減少塑料垃圾排放[60]。近年來，我國已加快微塑料研究的進展，其中，減緩塑料垃圾的產生與排放、深入研究微塑料的潛在影響以及加強微塑料污染的防治是重要的工作內容。

2.1 健全我國塑料和微塑料管理體系

健全我國塑料和微塑料管理體系，針對塑料垃圾及微塑料出臺相關法律法規(guī)，從源頭上減少塑料的產生與排放。由于我國沿海地區(qū)及海域中的微塑料主要來源、分布特征、擴散途徑、通量和對生態(tài)系統(tǒng)的危害尚未清晰，也缺乏統(tǒng)一的分析標準和監(jiān)測方法。因此，應優(yōu)化微塑料采樣與測定的方法，改良在不同海洋生境中的觀測。生態(tài)環(huán)境、工業(yè)等相關監(jiān)管部門應加強塑料在生產過程中的回收、循環(huán)利用，制定監(jiān)測指標，在高污染工廠中對塑料的無害化處理進行管理。其次，與微塑料污染相關的行業(yè)，如服裝制造業(yè)、化妝品制造業(yè)、水產養(yǎng)殖業(yè)、船舶運輸業(yè)、農業(yè)和旅游業(yè)等，調查這些行業(yè)向近海、河口、排污口的排放情況，了解微塑料的分布情況，從根源上控制并減少塑料進入海洋環(huán)境[61-62]。我國尚未對個人護理產品中使用微珠做任何限制，而且無添加微珠的產品對人類生活影響甚小，建議限制個人護理產品中微珠的使用。

2.2 建立微塑料對海洋生態(tài)系統(tǒng)的風險評估框架

建立微塑料對海洋生態(tài)系統(tǒng)的風險評估框架，深入研究微塑料在海洋生物體內的積累、轉移和毒理學效應。微塑料在不同生境有不同的分布特征，其生態(tài)風險也各不相同，因此在海岸帶、河口、近海和珊瑚礁等人類活動頻繁或具有重要生態(tài)功能的區(qū)域應加強監(jiān)測，針對不同生境的特征，根據(jù)微塑料的產生來源、轉移途徑、侵入物種情況和未來擴散趨勢等因素，開發(fā)微塑料風險的具體評價方法[61]。重點研究不同海洋生物對微塑料的適應能力與敏感性，評估不同種類、形態(tài)的微塑料對生物的影響，調查微塑料吸附環(huán)境中污染物、細菌的毒理學效應，以及微塑料在海洋食物網中的積累規(guī)律。

2.3 展開微塑料污染的防治工作

展開微塑料污染的防治工作，加強關于塑料垃圾和微塑料污染防治行動的宣傳。我國海洋監(jiān)管部門應重點關注近海養(yǎng)殖業(yè)、捕撈業(yè)和船舶運輸業(yè)的污染情況，加大海上執(zhí)法力度，嚴格管控塑料垃圾的排放。2017年國務院頒布了《生活垃圾分類制度實施方案》。目前我國生活垃圾分類和回收制度尚未成熟，相應的法律法規(guī)和管理工作有待完善，因此需要制定科學的垃圾分類標準和政策，研發(fā)高效、無害化處理塑料垃圾的工藝，加強社區(qū)垃圾分類的宣傳工作，提高民眾的自覺性和積極參與[63]。我國海洋垃圾與微塑料研究中心已建成，關于《海洋微塑料監(jiān)管技術規(guī)程》立項已批準，未來應加強國際上的學術合作，加快微塑料防治相關法律法規(guī)的完善，健全高效、權威的微塑料檢測體系。

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