2021年12月20日，厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室蔡明刚教授课题组在Gondwana Research发表了题为“Transport of microplastics in the South China Sea: A review”的文章，综述了南海海域沉积物和水体中微塑料的丰度、分布及其形态、聚合物类型、颜色、大小等特征；发现海水中微塑料的丰度在滨海区普遍高于洋盆区，而沉积物中微塑料丰度的差异较小；洋盆尺度环流和区域海流或过程，如中尺度涡旋和上升流可能影响MPs的水平和垂向输送。
1｜研究背景
微塑料是指粒径小于5 mm的塑料微粒，由于广泛分布而受到越来越多的关注。塑料的大量排放导致了海洋塑料丰度的不断增加，以致在所有类型的海洋环境中都能发现塑料的存在。微塑料对各种生态系统具有不可忽视的生态风险，并已在多种生物体内检测到。
一旦进入海洋，微塑料便会发生水平和垂直方向上的运输，并受微塑料的物理和化学性质、水文状况、海洋结构、生物干扰以及人类活动等因素的影响。由于当前的条件，微塑料可能会在一些区域聚集，这些区域中的环流起到了收集和堆积塑料的传送带作用。没有被环流系统夹带的塑料碎片则可能由于表面流和底层水运输而广泛分布。
在水柱中，由于外在湍流作用，微塑料呈垂直分布。平流速度受微塑料密度、形状和大小等因素的影响。较小的微塑料(<1 μm)可以粘附在生物膜上，从而增加沉降速率，粒径在1-5 μm的微塑料可能出现在中间层。除了生物淤积外，与海雪或粪便颗粒的聚集和结合也会通过改变微塑料的浮力来影响其垂直运输。该多重机制可以将漂浮着的微塑料输送到海底，使之成为一个重要的汇，不同海岸和开阔洋盆的沉积物中都有发现塑料碎片。
南海是西太平洋最大的边缘海，被人口稠密、发展迅速的地区包围。南海与西太平洋之间通过深度约为2000米的吕宋海峡相连。南海环流主要是由上、深层太平洋咸水向西侵入和中间层通过吕宋海峡向东挤压所形成的。由于对浅层季风季节性逆转的响应，南海环流在冬季表现为气旋环流，夏季表现为反气旋环流。尽管对南海微塑料已有几项研究，但主要集中在近岸区域。因此有必要根据现有数据对微塑料在南海的分布和环境归趋进行全面了解。本文总结了当前南海海域沉积物和水体中微塑料的丰度、显著特征、空间分布及其运移过程。
图1. 南海微塑料的输入与运移过程
2｜研究结果
蔡明刚教授团队广泛地搜集了南海近岸和开阔海域的水体和沉积物中的微塑料数据，对其进行整理、归纳和分析，并结合洋盆尺度环流和区域海流或过程加以讨论，得出以下结果：
(1)南海微塑料丰度：在南海海域，微塑料广泛分布于海水和沉积物中。在海水中，MP丰度范围可达7个数量级，近岸海域的丰度高于开阔洋盆，且由于采样方法不同而呈现较宽的数量范围（拖网采样得到的微塑料丰度值要比其他方法低2-3个数量级）（图2，图3）。沉积物中微塑料丰度的变化不如在海水中明显，开阔洋盆沉积物中的丰度比近岸低1-2个数量级（图4）。
图2. 南海海水微塑料整体空间分布柱形图（z轴经对数转换，以表示数据从10-2到105的量级范围）
图3. 南海洋盆区域海水微塑料空间分布柱形图
图4. 南海沉积物微塑料整体空间分布柱形图
(2)南海微塑料特征：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚酯纤维等无论在近岸还是开阔洋盆的海水和沉积物中都是常见的塑料类型；黄色，白色和透明是微塑料主要的颜色；微塑料粒径范围为0.001-5 mm。
(3)南海微塑料分布：南海北部的海水微塑料丰度高于南部，近岸区域比开阔洋盆高2-3个数量级。在近岸区域，海水和沉积物中微塑料的分布与河流输入、水产养殖活动、潮流、污水排放等因素有关。海底深度增加时，南海北部陆架区的海水微塑料丰度总体呈下降趋势。在开阔洋盆，表层海流对南海水体中微塑料丰度和尺寸分布有重要影响，在南海中部和南部发现的高的微塑料丰度可能与周围岛礁的发育有关；邻近海洋与珊瑚礁之间的水交换可能影响沉积物中微塑料的空间分布。
(4)南海微塑料的传输过程：陆源微塑料可通过河流输入、大气沉降和海滩垃圾等途径输送到南海，其中河流输入被认为是主要途径。黑潮入侵具有季节性变化，影响微塑料的物理混合、生物膜定殖和聚集过程。风驱动的洋盆尺度环流是一个复杂的过程，它通过影响微塑料的表层分布、垂直混合和海岸-近海输运来影响微塑料的空间分布格局。
3｜研究团队
该项研究工作由厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室蔡明刚教授团队完成，蔡明刚教授为论文第一作者和通讯作者，共同作者包括厦门大学刘萌阳、祁怀源、崔耀宗、张铭雨、王利荣、谢敏捷、李一凡、王炜珉、广东海洋大学黄鹏、厦门大学柯宏伟助理教授和闽南师范大学刘凤娇副教授。该研究得到了国家自然科学基金项目(U2005207, 41776088)，福建省自然科学重点基金项目(2020J01412103, 2019Y4010)，国家科技部基础资源调查项目(2018FY100100)和厦门大学本科生创新创业训练计划(S202010384579, S202010384769)的资助。
论文来源：
Cai, Minggang, Mengyang Liu, Huaiyuan Qi, Yaozong Cui, Mingyu Zhang, Peng Huang, Lirong Wang, Minjie Xie, Yifan Li, Weimin Wang, Hongwei Ke, and Fengjiao Liu. 2021. Transport of microplastics in the South China Sea: A review, Gondwana Research.
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https://doi.org/10.1016/j.gr.2021.12.003
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