YIC-IR  > 中科院海岸带环境过程与生态修复重点实验室
海岸带环境中大塑料和微塑料的组成、鉴别及来源研究 ——以黄海桑沟湾为例
赵新月
Subtype硕士
Thesis Advisor骆永明
2019-05-15
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral中国科学院烟台海岸带研究所
Degree Name工学硕士
Degree Discipline环境科学
Keyword大塑料 微塑料 源清单 源识别 桑沟湾
Abstract

  海岸带作为海陆交汇的区域,同时受到人为活动以及潮汐、海流等自然因素的影响,容易聚集大量的塑料垃圾。长时间聚集在潮滩上的大块塑料垃圾,经过光照、风浪等环境作用,易破碎形成小塑料或者微塑料。破碎后形成的微塑料尺寸较小,表面特征不完整,其来源较难识别。目前,微塑料的研究多集中于类型、丰度、分布和生态风险方面,对于微塑料来源的追溯主要通过形貌和成分来判断,缺乏直接或间接的证据。因此,本研究以我国山东省荣成市黄海桑沟湾潮滩及东楮岛为研究区,通过查阅文献及野外调查,总结了能够识别大塑料和微塑料来源的方法,建立了大塑料和微塑料来源识别的技术方法体系;通过调查不同来源的大塑料及微塑料的颜色、类型、形貌、成分等特征,建立起可查询的大塑料与微塑料来源清单;并以此为基础,识别了桑沟湾潮滩大塑料及微塑料来源;最后通过室内模拟大塑料在潮滩环境中的破碎过程,探讨不同种类微塑料形成过程中的变化特征及影响因素,模拟检验了海岸环境中次生微塑料的形成过程。

  本研究主要结果如下:

  (1通过文献收集和野外调查,总结了能够识别大塑料和微塑料特征的系列方法,包括目视法、显微镜法、形貌法、成分法、官能团法和粒径法等。目视法和显微镜法主要识别大塑料和微塑料的颜色、尺寸和类型;形貌法识别微塑料表面的微观形貌,如裂缝、凸起等;成分法识别大塑料和微塑料的聚合物成分;官能团法与成分法相结合,识别聚合物表面的官能团变化;粒径法则是通过对比不同尺寸大塑料及微塑料的形态和成分特征,识别微塑料来源。

  (2经过对桑沟湾东楮岛大塑料及微塑料调查,收集了来源于养殖、生活、休闲娱乐以及农业种植过程产生的大塑料,将这些大塑料按照来源、用途、形状、颜色、聚合物成分以及可能破碎形成的微塑料类型等特征,进行等级分类,列表整理出可供查询的大塑料与微塑料源清单,并附上每一类大塑料照片,以便于进行直观比较;利用相机取证了多种不同类型的大塑料破碎成微塑料的照片,证明了环境中大塑料可破碎而形成微塑料。

  (3通过桑沟湾潮滩大塑料和微塑料的调查,以已建立的大塑料及微塑料源清单为基础,再运用微塑料来源识别技术方法体系,认为桑沟湾潮滩微塑料部分来源于养殖活动过程使用的聚乙烯浮子、聚苯乙烯泡沫浮筒、聚氨酯海绵、聚乙烯纤维渔绳以及聚丙烯薄膜绳。

  (4)在大塑料破碎成微塑料的过程中,紫外线照射可导致微塑料表面变色、变形、变薄、变脆等,聚合物表面出现-OHC=OC-O等含氧官能团,表明微塑料聚合物内部发生了氧化反应;随着风化时间的增长,聚合物表面粗糙度增加,呈现凹凸不平的状态,逐渐出现褶皱和裂纹;经过沙砾物理性磨损,变薄变脆的大塑料破碎形成次生微塑料;通过收集观测聚丙烯编织袋和聚丙烯薄膜破碎形成的次生微塑料,发现微塑料丰度随着风化时间的延长而增加,而尺寸逐渐变小。

  本研究将大塑料与微塑料来源鉴别技术方法体系和来源清单相结合,有效识别了桑沟湾潮滩大塑料及微塑料的来源,为海岸带环境中微塑料来源鉴别提供了新思路和新方法,为实现微塑料的源头管控提供了科学方法和依据。

Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.yic.ac.cn/handle/133337/24082
Collection中科院海岸带环境过程与生态修复重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
赵新月. 海岸带环境中大塑料和微塑料的组成、鉴别及来源研究 ——以黄海桑沟湾为例[D]. 中国科学院烟台海岸带研究所. 中国科学院大学,2019.
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