引入
塑料制品无处不在，已经深入人类生活的各个角落。塑料涉及到我们的衣食住行，支撑和改变着我们的生活。然而，塑料是一把“双刃剑”。不可降解的塑料被丢弃到环境中，对生态和人类健康造成了巨大的危害。
研究背景
目前，关于微塑料的研究聚焦于海洋生态系统，海洋环境被认为是塑料碎片的最终垃圾箱，淡水生态系统就被忽略了，但是塑料碎片也同样广泛存在于淡水生态系统中，特别是湖泊和水库，在淡水生态系统中可能会以类似于或高于海洋系统的速度积累塑料，但目前缺乏全面和可比的数据，对塑料的分布进行严格评估。
本文就通过开展一项全球合作研究来解决这些基础研究的空白，该研究旨在：
（1）评估淡水湖泊和水库表层水中塑料碎片的发生和丰度
（2）确定与塑料碎片发生相关的自然和人为因素
研究地点
本文以分布在两半球的23个国家的38个湖泊和水库为采样地。采样地点代表了各种各样的属性的湖泊
表面积：0.04-32600km2（中位数= 19.50km2），
平均深度：0.5-580m（中位数= 9.7m），
蓄水量：1.8 × 10−5至1.9 × 104km3（中位数= 0.18km3）
营养状态：（超贫营养3;贫营养10;中营养12;富营养11;和重度富营养2）。
研究方法
标准化收集塑料碎片样本：使用水平网拖网从船上左舷放网收集的。在无风浪条件下，在主湖出口附近的水层区进行取样，以尽量减少取样时未知部分的风险（汹涌的水流可能会使渔网升到水面以上或以下）。拖网断面的方向垂直于水流方向，船速保持在1.0-1.5米每秒左右。每次拖网至少过滤50m3的水，并记录GPS轨迹以估计过滤的确切体积。
研究结果
图1：38个湖泊和水库中塑料的浓度和特征。a、塑料在38个湖泊和水库的分布和浓度。b，箱形图显示38个湖泊和水库中塑料(颗粒/m3)的浓度。c，饼状图，显示了所分析的所有塑料颗粒不同形状和相对颜色的百分比丰度。d，不同颗粒形状的宽度分布。e，所有塑料颗粒的聚合物组成分析
所有38个湖泊都出现了塑料碎片,塑料的浓度跨越了4个数量级(图1a,1b)；
超过90%的塑料颗粒形状类别为纤维(49.5%)和碎片(41.0%) ；最常见的颜色是黑色(30%)，其次是透明(24%)，蓝色(18%)和白色(13%)。其余颜色的丰度较低(<5%) (图1c) ；
所有地点的大多数塑料被归类为微塑料(<5mm，93.8%) (图1d) 。
聚酯、聚丙烯和聚乙烯构成了鉴定的大多数聚合物，平均百分比为30.4±3.3%，20.3±2.9%和15.7±2.9% (图1 e)。
图2：基于发现的塑料碎片特征的湖泊集群。聚类图显示了研究中包括的不同湖泊，根据塑料形状、颜色和聚合物成分的出现百分比进行划分
在相对较小的表面积、体积、深度和海岸线长度的湖泊中，纤维的百分比较高，主要是黑色或蓝色，由聚酯组成。
在海岸线较宽的大型深湖中，塑料特征以碎片为主，以透明白色为主，聚合物成分为聚丙烯和聚乙烯。
图3：塑料浓度和特征与环境和人为驱动因素的关系。a，基于研究湖泊中塑料浓度的回归树分析结果，有三个终端节点。b，湖泊中塑料浓度，塑料特征以及环境和人为驱动因素之间的冗余分析(RDA)
人口密度和湖泊表面积是塑料特征最重要的预测因子，交叉验证相对误差最小的树有两个分叉和三个终端节点（图3a）；
高塑料浓度湖泊分为两类：第一组的特点是污水处理厂数量多，表面积、深度、体积和海岸线长度大，碎片丰度高。第二组的特点是人类影响大(人类足迹、人口密度和城市土地覆盖)和纤维丰度高；
塑料浓度较低(<1颗粒/m3)的地点与测量的人为变量呈负相关，与耕地的存在呈弱相关，而耕地的存在与城市土地覆盖和人口密度呈负相关（图3b）
研究结论与展望
两种类型的湖泊特别容易受到塑料污染:
(1) 高度城市化和人口密集地区的湖泊;
(2)表面积大的湖泊，这些湖泊的表面塑料碎片浓度高，这是由于它们的排水面积增大和滞留时间长。
淡水生态系统中的塑料浓度可能高于海洋生态系统，这巩固了湖泊作为全球“塑料循环”关键组成部分的相关性。因此，优化管理政策以减轻上游淡水湖的塑料污染对于防止塑料进入水道并最终进入海洋系统至关重要。
即使在没有受到直接人为影响的偏远湖泊中，微塑料也会出现，并给这些湖泊和生活在其中的生物增加了新的压力。此外，塑料可以超越水圈，通过与大气、生物圈和岩石圈相互作用，影响生物地球化学循环，这些众多和潜在的协同效应机制仍需了解。
汇报人：吴博文、李长稳
参考文献：Nava V, Chandra S, Aherne J, et al. Plastic debris in lakes and Reservoirs: 7969[J]. Nature, 2023, 619(7969): 317–322
文章转自：公众号“海洋与生命”
原文链接：Nature | 湖库中的塑料碎片
