2022年2月2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与中国地质调查局南京地质调查中心合作者在Marine Pollution Bulletin发表了题为“Assessment and sources identification of microplastics, PAHs and OCPs in the Luoyuan Bay, China: Based on multi-statistical analysis”的研究成果，给出了罗源湾微塑料的丰度和特性，其中，碎片占比最多(~36%)，人造丝为主要聚合物(~59%)。多元统计分析结果表明，罗源湾上游以微塑料污染为主，下游以持久性有机污染物(PAHs、OCPs)为主。海水养殖是罗源湾海水污染的主要来源之一，工业和土地复垦是微塑料的主要来源，港口、工业和海水养殖是PAHs和OCPs的主要来源。

1｜研究背景

        十多年来，微塑料已经成为一种新兴的污染物。塑料由于风化或暴露在波浪作用、风蚀和阳光紫外线辐射下，变成了被称为微塑料的微纳米颗粒。微塑料颗粒由于密度低，进入水体后首先在水体中漂浮，随后由于生物膜的堆积或与悬浮的粘土颗粒的相互作用等附加因素导致密度增加，被水流搬运或沉入沉积物中。因此，海洋沉积物一直是微塑料的主要的汇。

        微塑料不仅对水生和陆生生物都有危害，还能粘附其他污染物，如多氯联苯(PCBs)、有机氯杀虫剂(OCPs)、多环芳香烃(多环芳烃)、重金属等。自1950年以来，罗源湾一直经历着高强度的人类活动、海水养殖和围垦。而且随着我国水产养殖的发展，罗源湾过去有着高强度的海水养殖，已面临污染和富营养化。湿地围垦、重污染工业的增长、港口等人类活动也加剧了罗源湾的污染和富营养化程度。了解微塑料与有机污染物的关系、特征和来源，有助于我们缓解污染水平。

图1. 罗源湾采样地图

2｜研究结果

        为了解微塑料与有机污染物的关系、特征和来源，蔡明刚教授团队与合作者对罗源湾表层沉积物进行采样，利用主成分分析、K - means聚类分析、朴素贝叶斯分类器和遥感分析等统计分析方法，结合罗源湾的地理特征和总体规划，对罗源湾的微塑料丰度和特性、微塑料与有机污染物的关系和来源进行了系统解释：

        (1)微塑料颗粒范围为30-382个/kg (干重)，平均约为147个/kg。在海岸附近发现的最大丰度在80到382个/kg之间，微塑料含量在七步溪河口附近最高，支持河流输入、人类活动等因素对微塑料含量的影响。其中，碎片占比最多(约37%)，黑色占主导地位(59%)，尺寸主要在0 ~ 200 μm之间 (约48%)，人造丝是最主要的化学成分(47%)。

图2. 罗源湾微塑料丰度及化学成分

        (2)基于主成分分析与聚类分析相结合的结果，做一个假设：人造丝、聚丙烯、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）与罗源湾上游或靠近河流和大陆有关，PES、PAHs、OCPs与罗源湾下游或靠近海洋有关。

图3.  (a)罗源湾功能区; (b)综合主成分分析和聚类分析对海湾的污染水平分析，海湾上部与微塑料的相关性较大，下部与POPs的相关性较大

        (3)根据遥感分析，海水养殖主要在沿海地区进行，而微塑料主要在大陆地区受到影响。因此，海岸上的人类活动可能是微塑料大量存在的原因。

图4.  2013 - 2020年罗源湾NDBI  (数据来源：https://earthexplorer.usgs.gov/)

        (4)由图5可知，罗源县可能的污染源为工业(50%)和土地复垦(100%)；工业(50%)、海水养殖(80%)和港口(60%)是连江县的污染源。罗源湾污染负荷以连江县(61.9%)为主，罗源县(38.1%)次之。海水养殖可能是罗源湾污染物负荷的主要来源(先验概率~48%)。

图5.  Naïve-Bayes分类器模型在罗源湾可能污染源溯源中的应用

        因此，罗源湾下游的连江县比上游的罗源县对罗源湾的污染负有更大的责任；这是因为连江县的社会经济比罗源县发达。该水域的海水养殖业污染密度较高，连江县约为80%，罗源县约为20%。虽然在微塑料方面，由于土地复垦和工业，罗源县的责任更大，这意味着家庭和工业活动对微塑料的责任更大。它需要关于不同污染物的更系统的数据，以了解趋势，并提供有关污染源的适当证据。

3｜研究团队

        该项研究工作由中国地质调查局和国家自然科学基金资助，由厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室与中国地质调查局南京地质调查中心合作完成，蔡明刚教授课题组博士Kazi Belayet Hossain和中国地质调查局南京地质调查中心的助理研究员彭博为论文共同第一作者，蔡明刚教授为通讯作者，共同作者包括厦门理工学院林嫣讲师，厦门大学张铭雨、郑豪文、孟祥亮、崔耀宗、楼凌浩，中国地质调查局南京地质调查中心于俊杰、王继龙、武彬。

论文来源：

Bo Peng, Kazi Belayet Hossain, Yan Lin, Mingyu Zhang, Haowen Zheng, Junjie Y, Xiangliang Meng, Jilong Wang, Yaozong Cui, Bin Wu, Linghao Lou, Minggang Cai*(2022). Assessment and sources identification of microplastics, PAHs and OCPs in the Luoyuan Bay, China: Based on multi-statistical analysis. Marine pollution bulletin. 175, 113351.

论文链接：点击下方链接获取全文

https://www.webofscience.com/wos/alldb/full-record/MEDLINE:35123274