南京大学-Water Research||太湖近岸地下水暗藏微塑料输送链:氡模型揭秘湖泊污染新路径

导语

摘要

微塑料在地下水中的分布与迁移是环境科学领域的研究空白，尤其在湿润冲积盆地湖岸带。

该研究以太湖为对象，通过激光直接红外光谱（LDIR）分析10个近岸浅层地下水样，发现微塑料丰度达176-1526颗粒/升（均值576.9），含22种聚合物（硅酮、氟橡胶、氯化聚乙烯为主），以<50μm碎片为主（占总量74.7%），具备高迁移潜力。结合氡同位素质量平衡模型，量化地下水排泄（LGD）向湖输送的微塑料通量：三种粒径情景下，年输入量（数量）1339-3560万亿颗粒、（质量）6.1-57.0吨，其中20-50μm组分与河流输入同量级。

研究表明，地下水排泄可能是湖泊微塑料污染的被忽视路径，为耦合地下水-地表水塑料污染评估提供新视角。

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图1：展示太湖近岸地下水（G1-G10）与河流（R1-R6）采样点分布，标注城市、工厂及旅游区位置，反映人类活动密集区与采样代表性。

图2：呈现地下水微塑料丰度范围（a）、辛普森多样性指数（b）、各站点聚合物类型数（c）及优势聚合物（硅酮、氟橡胶等）占比（d），揭示高丰度与高多样性特征。

图3：通过主成分分析（PCA）显示地下水微塑料聚合物组成聚类特征（a），及优势聚合物的Spearman相关性（b），指示生活污水、工业与旅游源贡献。

图4：说明微塑料尺寸分布（20-251μm，<50μm占74.7%，a）与形态（碎片为主76.3%，纤维13.4%，球体10.3%，b-c），印证细碎颗粒的高迁移性。

图5：示意微塑料在包气带-浅层含水层-地下水排泄至湖泊的迁移路径，强调地下水作为连接陆地与湖泊的传输媒介。

小结

该研究通过多站点采样与LDIR精细表征，揭示太湖近岸地下水高丰度多样微塑料特征，创新结合氡模型量化其经地下水排泄向湖输送通量，提示该路径或为湖泊污染重要来源。

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