山东半岛典型岸滩海洋垃圾和微塑料污染现状与应对研究

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山东半岛沿岸滨海旅游、航运、水产养殖等涉海产业发达,岸滩海洋垃圾污染现象较为严重。海洋垃圾污染不仅严重影响海洋景观,破坏海洋生态环境,对正常的海上活动造成安全隐患,而且某些滞留的塑料类岸滩海洋垃圾可能会在强烈紫外线照射、风吹蚀、海浪浸泡冲击等作用的影响老化破碎为微塑料颗粒,如被海洋生物误食可随食物链富集与转移,最终影响人类健康。开展岸滩海洋垃圾和微塑料污染状况与应对研究,对于了解岸滩海洋垃圾和微塑料污染特征,应对与管控海洋垃圾和微塑料对岸滩生态环境的危害具有重要的科学价值及研究意义。本研究重点调查了山东半岛日照、青岛、威海、烟台以及潍坊等城市的8处岸滩海洋垃圾和微塑料污染状况,通过实地调查、样品分析、成分鉴定和数理统计等方法,探究了岸滩海洋垃圾和微塑料的种类、丰度、来源、成分以及时空分布等污染特征,并对山东半岛岸滩海洋垃圾污染状况和微塑料生态风险进行了评价。在此基础上,总结和梳理多个国家和组织的海洋垃圾污染管控策略,提出了应对建议。(1)山东半岛典型岸滩海洋垃圾的污染状况。根据山东半岛8处岸滩29条断面的海洋垃圾调查数据,分析其污染状况。调查表明,山东半岛典型岸滩海洋垃圾数量密度平均为17.39万个/km~2,质量密度为661.76 kg/km~2。岸滩海洋垃圾种类以塑料类垃圾为主,其数量百分比(62.89%)和质量百分比(36.65%)均为最高,分类统计青岛岸滩烟蒂垃圾占比较高(38.65%),烟台岸滩渔具垃圾占比较高(66.98%),应重点关注塑料类垃圾的污染问题。岸滩海洋垃圾的来源分析结果表明,约89.73%来源于陆地活动,10.27%来源于海上运输业及捕捞养殖活动,各岸滩海洋垃圾来源在数据上无显著差异。近10年来岸滩海洋垃圾丰度的时空分布特征与岸滩开发过程密切相关,大多呈现为由数量少质量高向数量多质量低的转变。本文基于欧盟岸滩垃圾阈值标准对山东半岛岸滩海洋垃圾进行了评价,评价结果表明,山东半岛岸滩海洋垃圾丰度水平约为8.52个/100 m,总体低于统计中欧盟岸滩垃圾阈值,其潜在风险较低。(2)山东半岛典型岸滩微塑料的污染特征。通过实地采样、成分鉴定等方法分析了8处岸滩29个微塑料站位的沉积物样品,获得了岸滩微塑料的污染特征。岸滩微塑料形状以纤维类占比最多(62.80%),这与国内外研究结果较为一致,其次为碎片类(23.40%),薄膜类和颗粒类均占比6.90%。黑色、蓝色、透明、黄色、绿色、白色、红色、褐色以及紫色的微塑料数量占比依次为27.60%、22.10%、12.40%、10.30%、10.30%、7.60%、6.90%、1.40%、1.40%,黑色与蓝色的微塑料占比总和约为49.70%。岸滩微塑料丰度平均水平为27.19±8.05个/kg,其中烟台岸滩微塑料丰度最高(25-41.67个/kg),潍坊岸滩微塑料丰度最低(20-30个/kg),微塑料丰度数据上不存在显著性差异(P=0.184>0.05)。粒径在100-400μm、400-700μm、20-100μm、700-1000μm、1000-5000μm的微塑料数量占比分别是35.90%、23.40%、17.2%、14.5%、9.00%,总体呈现粒径越长,丰度越低的特点。研究结果表明山东半岛岸滩微塑料丰度普遍低于国内外研究的岸滩微塑料丰度,且与各地区研究结果差异较大,这可能与研究区域、采样工具以及浮选滤膜孔径等因素有关。本研究通过微塑料污染负荷指数评价了山东半岛微塑料生态风险,结果显示,调查的山东半岛各岸滩污染等级均为轻度污染。微塑料成分占比依次为玻璃纸(30.30%)、人造丝(30.30%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(21.20%)、聚苯乙烯(7.57%)、聚丙烯(3.03%)、聚氨酯橡胶(1.52%)、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(1.52%)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(1.52%)、聚乙烯(1.52%)、乙烯-丙烯共聚物(1.52%)。(3)岸滩海洋垃圾和微塑料污染的应对。通过文献调研和政策梳理可知,海洋垃圾和微塑料的污染问题主要包括海洋环保意识薄弱、塑料垃圾存量和处理难度较大、污染治理的碎片化分割化、烟蒂垃圾的危害未得到重视以及传统渔具使用存在诸多问题和弊端等六个方面。通过整理美国、日本、加拿大、欧盟等发达国家组织的应对策略,并结合山东半岛岸滩海洋垃圾和微塑料的污染状况,提出了鼓励民众参与海洋垃圾与微塑料污染治理、强化企业引导以及相关产业的技术升级、开展合作交流联动治理、开展重点海域海洋垃圾污染防治专项规划、加强烟蒂垃圾的管理和回收、加强废旧渔网渔具无害化处置与回收再利用等六类建议,为山东半岛岸滩海洋垃圾和微塑料污染管控与应对提供科学依据。
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