KC-Denmark浮游生物泵助力解讀北部灣微塑料分布來源

近期，自然資源部第四海洋研究所朱祖浩副研究員研究團隊基于浮游生物泵原位大體積過濾的采樣方法，采集了北部灣25個點位的微塑料顆粒物樣品，并進行了系統分析，為北部灣微塑料的豐度分布情況及污染源分析提供了數據基礎。

研究背景

北部灣是位于南海西北部的半封閉海灣，不僅是中國四大傳統漁場之一，也是中國和東南亞漁業產業的縮影。近年來，由于該區域經濟的快速增長，工業污水、生活污水、海水養殖廢水等的加速排放，使該區域的生態環境問題從陸地擴散到了沿海海洋，導致該區域出現了不同程度的微塑料污染。目前該區域微塑料研究較少。

研究過程

為了解北部灣地區受微塑料污染的程度，研究團隊于2021年9月，在北部灣設置了25個采樣站位（圖1），并利用來自丹麥KC Denmark A/S公司的浮游生物泵（型號：23.570，150m規格）采集了微塑料樣品。

圖1 研究區域地圖（北部灣）（Zhu et al., 2023）浮游生物泵采集微塑料樣品

本次研究使用的浮游生物泵來自KC Denmark A/S公司，型號為23.570，由泵和收集器兩部分組成。泵由不銹鋼制成，最大耐壓深度為150米，泵速為26,000L/h；收集器由流量計、收集網（本研究采用300 μm網目）和聚碳酸酯制成的收集瓶組成，收集瓶孔徑為60 μm。泵內總過濾面積約3000cm2。浮游生物泵連接在一個不銹鋼機架上，由帶電力電纜的控制箱控制。浮游生物泵采集微塑料樣品如圖2所示。

圖2 左圖：浮游生物泵；右圖：利用浮游生物泵原位采集微塑料顆粒物樣品圖示（Zhu et al., 2023）

采集樣品后，采用體式顯微鏡，配以數碼相機及“HQimage”軟件表征微塑料的物理性質。并使用傅里葉變換紅外光譜儀（μ-FTIR）測定被測微塑料的化學成分。

研究結果

1. 微塑料豐度

北部灣MPs的豐度從0.01個/m3-0.89 個/m3不等，平均為0.25±0.25個/m3。

2. 微塑料的特性

在采集的微塑料樣品中發現了三種形狀：碎片、纖維和顆粒。在表層海水中，MPs主要由纖維組成（53%），其次是碎片（46%），而顆粒僅占1%。

3. 北部灣微塑料的來源

通過主成分-多元線性回歸分析，確定了MPs的不同來源。北部灣的微塑料污染物以陸地輸入（如包裝材料、紡織品、漁業和海水養殖）為主。主要有CE（纖維素）、PE（聚乙烯）、PVAL（聚乙烯醇）和PS（聚苯乙烯）等四種來源。

研究結論

浮游生物泵用于采集海水中的微塑料是一種非常新穎的采樣設計，過去很少有人使用這種設計進行研究。本次研究發現，利用浮游生物泵對北部灣海水中的微塑料進行采樣，比其他常規設計更方便使用，也更加節省時間，采集的樣品也非常具有代表性。建議后續研究人員應在可行的研究地點使用原位浮游生物泵采樣的方法，創建一個一致的微塑料數據庫。有關研究成果也為北部灣的微塑料污染防控提供理論依據。

參考文獻

1. Zhu Z, Hossain K B, Wei H, et al. Distribution and sources of microplastics in the Beibu Gulf using in-situ filtration technique[J]. Marine Pollution Bulletin, 2023, 188: 114614.