引入

塑料制品無(wú)處不在，已經(jīng)深入人類(lèi)生活的各個(gè)角落。塑料涉及到我們的衣食住行，支撐和改變著我們的生活。然而，塑料是一把“雙刃劍”。不可降解的塑料被丟棄到環(huán)境中，對(duì)生態(tài)和人類(lèi)健康造成了巨大的危害。

本文就通過(guò)開(kāi)展一項(xiàng)全球合作研究來(lái)解決這些基礎(chǔ)研究的空白，該研究旨在：

（1）評(píng)估淡水湖泊和水庫(kù)表層水中塑料碎片的發(fā)生和豐度

（2）確定與塑料碎片發(fā)生相關(guān)的自然和人為因素

本文以分布在兩半球的23個(gè)國(guó)家的38個(gè)湖泊和水庫(kù)為采樣地。采樣地點(diǎn)代表了各種各樣的屬性的湖泊

表面積：0.04-32600km2（中位數(shù)= 19.50km2），

平均深度：0.5-580m（中位數(shù)= 9.7m），

蓄水量：1.8 × 10?5至1.9 × 104km3（中位數(shù)= 0.18km3）

營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)：（超貧營(yíng)養(yǎng)3;貧營(yíng)養(yǎng)10;中營(yíng)養(yǎng)12;富營(yíng)養(yǎng)11;和重度富營(yíng)養(yǎng)2）。

圖1：38個(gè)湖泊和水庫(kù)中塑料的濃度和特征。a、塑料在38個(gè)湖泊和水庫(kù)的分布和濃度。b，箱形圖顯示38個(gè)湖泊和水庫(kù)中塑料(顆粒/m3)的濃度。c，餅狀圖，顯示了所分析的所有塑料顆粒不同形狀和相對(duì)顏色的百分比豐度。d，不同顆粒形狀的寬度分布。e，所有塑料顆粒的聚合物組成分析

所有38個(gè)湖泊都出現(xiàn)了塑料碎片,塑料的濃度跨越了4個(gè)數(shù)量級(jí)(圖1a,1b)；

超過(guò)90%的塑料顆粒形狀類(lèi)別為纖維(49.5%)和碎片(41.0%) ；最常見(jiàn)的顏色是黑色(30%)，其次是透明(24%)，藍(lán)色(18%)和白色(13%)。其余顏色的豐度較低(<5%) (圖1c) ；

所有地點(diǎn)的大多數(shù)塑料被歸類(lèi)為微塑料(<5mm，93.8%) (圖1d) 。

聚酯、聚丙烯和聚乙烯構(gòu)成了鑒定的大多數(shù)聚合物，平均百分比為30.4±3.3%，20.3±2.9%和15.7±2.9% (圖1 e)。

圖2：基于發(fā)現(xiàn)的塑料碎片特征的湖泊集群。聚類(lèi)圖顯示了研究中包括的不同湖泊，根據(jù)塑料形狀、顏色和聚合物成分的出現(xiàn)百分比進(jìn)行劃分

在相對(duì)較小的表面積、體積、深度和海岸線長(zhǎng)度的湖泊中，纖維的百分比較高，主要是黑色或藍(lán)色，由聚酯組成。

在海岸線較寬的大型深湖中，塑料特征以碎片為主，以透明白色為主，聚合物成分為聚丙烯和聚乙烯。

圖3：塑料濃度和特征與環(huán)境和人為驅(qū)動(dòng)因素的關(guān)系。a，基于研究湖泊中塑料濃度的回歸樹(shù)分析結(jié)果，有三個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。b，湖泊中塑料濃度，塑料特征以及環(huán)境和人為驅(qū)動(dòng)因素之間的冗余分析(RDA)

人口密度和湖泊表面積是塑料特征最重要的預(yù)測(cè)因子，交叉驗(yàn)證相對(duì)誤差最小的樹(shù)有兩個(gè)分叉和三個(gè)終端節(jié)點(diǎn)（圖3a）；

高塑料濃度湖泊分為兩類(lèi)：第一組的特點(diǎn)是污水處理廠數(shù)量多，表面積、深度、體積和海岸線長(zhǎng)度大，碎片豐度高。第二組的特點(diǎn)是人類(lèi)影響大(人類(lèi)足跡、人口密度和城市土地覆蓋)和纖維豐度高；

塑料濃度較低(<1顆粒/m3)的地點(diǎn)與測(cè)量的人為變量呈負(fù)相關(guān)，與耕地的存在呈弱相關(guān)，而耕地的存在與城市土地覆蓋和人口密度呈負(fù)相關(guān)（圖3b） 

兩種類(lèi)型的湖泊特別容易受到塑料污染:

(1) 高度城市化和人口密集地區(qū)的湖泊;

(2)表面積大的湖泊，這些湖泊的表面塑料碎片濃度高，這是由于它們的排水面積增大和滯留時(shí)間長(zhǎng)。

淡水生態(tài)系統(tǒng)中的塑料濃度可能高于海洋生態(tài)系統(tǒng)，這鞏固了湖泊作為全球“塑料循環(huán)”關(guān)鍵組成部分的相關(guān)性。因此，優(yōu)化管理政策以減輕上游淡水湖的塑料污染對(duì)于防止塑料進(jìn)入水道并最終進(jìn)入海洋系統(tǒng)至關(guān)重要。

即使在沒(méi)有受到直接人為影響的偏遠(yuǎn)湖泊中，微塑料也會(huì)出現(xiàn)，并給這些湖泊和生活在其中的生物增加了新的壓力。此外，塑料可以超越水圈，通過(guò)與大氣、生物圈和巖石圈相互作用，影響生物地球化學(xué)循環(huán)，這些眾多和潛在的協(xié)同效應(yīng)機(jī)制仍需了解。

匯報(bào)人：吳博文、李長(zhǎng)穩(wěn)

參考文獻(xiàn)：Nava V, Chandra S, Aherne J, et al. Plastic debris in lakes and Reservoirs: 7969[J]. Nature, 2023, 619(7969): 317–322

文章轉(zhuǎn)自：公眾號(hào)“海洋與生命”

原文鏈接：Nature | 湖庫(kù)中的塑料碎片