科研進(jìn)展
精密測(cè)量院在河流生態(tài)系統(tǒng)微塑料顆粒輸移機(jī)制方面取得重要進(jìn)展
近期,精密測(cè)量院王學(xué)雷研究團(tuán)隊(duì)在河流生態(tài)系統(tǒng)微塑料顆粒輸移機(jī)制方面取得重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建河流水動(dòng)力模型和顆粒追蹤耦合模型,量化了不同類型微塑料顆粒在研究區(qū)不同水文條件下的懸浮濃度、沉積濃度、輸移路徑、運(yùn)移時(shí)長和距離,揭示了不同程度洪水事件情景中微塑料顆粒輸移機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域的頂級(jí)期刊《Journal of Hazardous Material》(《危險(xiǎn)材料雜志》)上。
黨的二十大報(bào)告指出,要積極開展新污染物治理。微塑料是一種典型的新型污染物,來源于各種塑料制品,易于在水環(huán)境中遷移。微塑料本身具有較強(qiáng)的毒害作用,還可以吸附眾多污染物,可累積于人體產(chǎn)生危害。微塑料的概念早在 2004 年就已經(jīng)提出,之后國內(nèi)外學(xué)者開展了自然界中微塑料環(huán)境行為的一系列研究。早期針對(duì)微塑料污染的研究主要集中在海洋環(huán)境中,近些年來河流、湖泊等淡水生態(tài)系統(tǒng)中的微塑料污染問題開始受到關(guān)注。目前河流中微塑料的研究仍處于起步階段,國內(nèi)相關(guān)研究主要聚焦在淡水系統(tǒng)中微塑料的分布特征及賦存現(xiàn)狀,微塑料在河流中的動(dòng)態(tài)輸移過程相關(guān)研究相對(duì)缺乏。河流的水動(dòng)力條件變化影響微塑料的遷移能力和賦存特征,開展河流生態(tài)系統(tǒng)中微塑料顆粒輸移過程研究,可以深入揭示不同類型微塑料顆粒在河流中的運(yùn)移機(jī)制,基于水動(dòng)力模型構(gòu)建顆粒輸移模型可以為污染源匯區(qū)識(shí)別和路徑追蹤提供有效工具。
漢江中游微塑料顆粒輸移模擬點(diǎn)及bathymetry文件
不同徑流條件下微塑料顆粒懸浮濃度和沉積濃度分布
該項(xiàng)研究利用漢江中游流域的水文數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)構(gòu)建典型河段水動(dòng)力模型,并在此基礎(chǔ)上耦合顆粒輸移追蹤模型,基于實(shí)際開展的調(diào)研數(shù)據(jù),選擇研究區(qū)最常見的五種微塑料顆粒,分別模擬多種水文情勢(shì)下顆粒輸移過程,探究了不同類型微塑料顆粒在洪水不同階段運(yùn)移路徑、時(shí)長、濃度的演變規(guī)律,結(jié)果表明高流量階段微塑料顆粒懸浮濃度顯著大于沉積濃度;在洪水落平階段,微塑料顆??偝练e濃度呈現(xiàn)出緩慢的增加趨勢(shì);高密度微塑料顆粒更易發(fā)生沉積;PET顆粒運(yùn)移距離最短,PP顆粒運(yùn)移距離最長且到達(dá)相同模擬點(diǎn)所需的時(shí)間更短。該項(xiàng)研究揭示了不同水文條件對(duì)微塑料顆粒運(yùn)移過程的影響,研究結(jié)果為深入理解河流水體中微塑料顆粒運(yùn)移過程和驅(qū)動(dòng)機(jī)制提供了新的見解,為河流水體中微塑料污染控制和治理提供了有效工具。
相關(guān)研究成果以“Dispersal and transport of microplastic particles under different flow conditions in riverine ecosystem”(《河流生態(tài)系統(tǒng)中微塑料顆粒在不同水流條件下的擴(kuò)散和遷移》)為題發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域的頂級(jí)期刊《Journal of Hazardous Material》(《危險(xiǎn)材料雜志》)上,博士后呂曉蓉為該項(xiàng)研究的第一作者,研究員王學(xué)雷為通訊聯(lián)系人。
該項(xiàng)研究得到了中國科學(xué)院特別研究助理資助項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、中國博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目、湖北省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目等的聯(lián)合資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.130033