Zhang, X; Shen, Z; Wu, J; Su, M; Zheng, L; Xie, M; Hong, H; Huang, X and Lu, H. High salinity restrains microplastic transport and increases the risk of pollution in coastal wetlands. Water Research. 2024, 267, 122463.
微塑料(MPs)污染已经引起全球广泛关注,滨海湿地作为连接海洋与陆地的重要生态系统,是MPs的陆海迁移的重要缓冲带。全球气候变化引发的海水入侵可能对河口区MPs的迁移能力产生影响。因此,深入研究MPs在滨海湿地土-水系统中的迁移机制,对评估其生态风险及污染管控至关重要。
研究团队采用荧光标记法,结合X射线光电子能谱、原位微计算机断层扫描(micro-CT)和三维(3D)微裂缝重建等先进技术,深入探讨了聚酰胺(Polyamide)为代表的微塑料(MPs)在多孔介质中的迁移行为。通过分析孔隙水的理化性质、多孔介质的元素组成和孔隙结构变化,揭示了MPs在不同盐度环境的迁移机制。
研究发现聚酰胺微塑料在不同类型的滨海湿地土壤中的迁移能力表现出随土壤类型而变化的趋势。这种差异归因于湿地土壤中复杂的物理化学性质、孔隙结构以及丰富的附着位点。此外,沉积在湿地土壤中的MPs,尤其是微/纳米级颗粒,在流体动力作用下更易被再次释放。这种再释放过程显著增加了MPs进入水生环境的潜在风险,尤其是在潮汐或降雨等外力的作用下。
盐度递变是滨海河口湿地的典型特征,显著影响土壤孔隙水的物理化学性质。研究发现盐度的增加导致了湿地土壤孔隙结构的显著变化,表现为平均孔径的减小和结构的收缩,盐度也改变了土壤电位,影响了土壤孔隙的连通性,抑制了MPs的纵向迁移能力。盐度在影响MPs垂直迁移中起着关键作用,高盐度限制MPs的迁移,增加了环境污染风险。这为理解滨海湿地尤其河口区盐度变化梯度下MPs的迁移行为提供了新视角。
该研究为MPs在滨海湿地水-土系统中的迁移提供了新的视角,凸显了盐度对MPs归趋的深远影响,并强调在全球气候变化背景下优先管理河口MPs风险的必要性。
该工作于2024年9月发表在Water Research期刊上,博士研究生张晓婷为论文第一作者,卢豪良教授为通讯作者。

多孔介质孔隙结构3D可视化

0PSU(a)和35PSU(b)土壤迁移柱孔径分布