一种海洋沉积物中微塑料埋藏量的估算方法技术

本发明专利技术提供了一种海洋沉积物中微塑料埋藏量的估算方法，属于环境监测技术领域，所述方法包括采用样品、沉积物处理获得全部微塑料和微塑料定性与定量；本发明专利技术估算方法可以准确计算环境中微塑料的现存量，对海洋微塑料污染的治理提供有效的依据。的治理提供有效的依据。的治理提供有效的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋沉积物中微塑料埋藏量的估算方法


[0001]本专利技术属于环境监测
，具体涉及一种海洋沉积物中微塑料埋藏量的估算方法。

技术介绍

[0002]塑料具有质轻价廉、化学性质稳定和抗水性等优点，被广泛应用于各类产品的制造。多数塑料产品使用寿命较短，由于缺乏完善的回收和处理机制，导致其易通过地表径流等途径进入海洋。预计到2025年，海洋中的塑料垃圾将高达2.5亿吨。联合国环境规划署发布的报告中指出，海洋里大量的塑料垃圾给海洋生态系统造成的经济损失每年高达130亿美元。塑料污染已经成为与气候变化、臭氧耗竭和海洋酸化并列的重大全球环境问题。塑料能长时间存在于海洋环境中，并在紫外线、洋流和微生物等作用下破碎成微塑料，致使海洋环境赋存大量微塑料。由于微塑料聚合物类型的不同，其密度也不尽相同。一方面，密度大于海水密度的微塑料会沉降到沉积物中。另一方面，密度小于海水密度微塑料在初期会漂浮在水层中，但是它们在与其他污染物、污损生物和有机质等发生相互作用后，会导致其密度增大，最终也将沉降到沉积物中。海洋环境中大约有99％的微塑料将沉降到沉积物中。因此，海洋沉积物被认为是微塑料最终的汇。研究海洋沉积物中微塑料的污染现状已成为环境领域的热点问题，但是目前国际上对沉积物中微塑料埋藏量的估算方法还鲜有报道。所以，构建微塑料的海洋沉积物环境监测体系，开展沉积物中微塑料的埋藏量研究对于保护海洋环境的健康和可持续发展具有重要的意义。
[0003]沉积物中微塑料的丰度通常比海水中高1
‑
3个数量级。例如：在我国北方最大的海水养殖区桑沟湾，海水中微塑料丰度为20.06个/L，而在沉积物中高达1674个/kg。在越南岘港、莱茵河河口、西太平洋沉积物中微塑料丰度分别高达9238
±
2097个/kg、3300个/kg。沉积物中的微塑料不仅对底栖生物造成负面效应，而且台风、洋流等作用能够使沉积物中的微塑料重新悬浮，对水层中生物再次造成影响。因此，厘清沉积物中微塑料的埋藏量是揭示海洋中微塑料归趋的重要基础。但是，目前关于海洋沉积物中微塑料的埋藏量还没有明确的计算方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于提供一种海洋沉积物中微塑料埋藏量的估算方法，所述方法通过计算公式对海洋沉积物中微塑料的埋藏量进行估算。
[0005]沉积物被认为是海洋微塑料最重要的“汇”，密度大于海水的微塑料会在重力作用下沉降至沉积物中，密度小于海水的微塑料会漂浮或悬浮在海水中，但这些微塑料表面可能附着微生物等，导致密度变大，当密度大于海水时也会导致微塑料沉降到沉积物中。沉降至沉积物中的微塑料，如果海底没有其他扰动作用，微塑料将长期埋藏于沉积物中。众多证据表明，深海盘底、海底峡谷、近岸浅海沉积物等沉积环境均是微塑料的“汇”。海洋沉积物同时具备大量富集微塑料潜力。据学者估算，全球海水中约有5.25万亿的塑料颗粒(重量约
2.69亿吨)漂浮于海水中，其中92％以微塑料的形态存在，但发现海水中的实际观测到的微塑料含量只有预测含量百分之一，这表明大量微塑料已沉降到沉积物中。目前，对海洋沉积物中微塑料的研究主要集中在对其丰度的分析，缺乏对其埋藏量的全面研究。本专利技术拟采集不同海域海底沉积物，获得微塑料丰度、微塑料平均尺寸、微塑料平均密度、沉积物密度等关键参数；构建适用于不同海域和近岸滩涂沉积物中微塑料埋藏量的计算公式；将上述关键参数代入计算公式获得不同海域沉积物中微塑料埋藏量。本专利技术可以为我国海洋环境微塑料污染的监管提供技术支持，对海洋微塑料污染的治理具有重要意义。
[0006]本专利技术的目的是由如下技术方案实现的：
[0007]一种海洋沉积物中微塑料埋藏量的估算方法，所述方法包括采用样品、沉积物处理获得全部微塑料和微塑料定性与定量；
[0008]所述的微塑料定性与定量分析，具体步骤如下：
[0009]①
成分：确定微塑料的成分特征；
[0010]②
形状：分为包括颗粒/球状、纤维状、薄层状；
[0011]③
尺寸：分为包括1μm
‑
0.5mm、0.5
‑
1mm、1
‑
2mm、2
‑
3mm、3
‑
4mm、4
‑
5mm；
[0012]④
微塑料平均体积V：
[0013]V
f
＝πr
22
h；V
l
＝a
×
b
×
c；
[0014]V＝V
g
×
V
g
+V
f
×
K
f
+V
l
×
K
l
V
g
、V
f
、V
l
分别为颗粒/球状、纤维状、薄层状微塑料的平均体积；r1为颗粒状、球状微塑料的平均直径；r2为纤维状微塑料横截面的平均直径；a为薄层状微塑料的平均长度；b为薄层状微塑料的平均宽度；c为薄层状微塑料的平均厚度；K
g
、K
f
、K
l
分别为颗粒/球状、纤维状、薄层状微塑料占微塑料总个数的百分比；I
g
、I
f
、I
l
分别为颗粒/球状、纤维状、薄层状微塑料的数量；I
ix
为微塑料总个数；V为微塑料平均体积，h为纤维状微塑料平均长度；
[0015]⑤
微塑料平均密度ρ：
[0016][0017]K
i
、K
j
为不同成分微塑料占微塑料总个数的百分比；I
i
为不同成分微塑料的数量；ρ
i
和ρ
j
为不同成分微塑料的密度。
[0018]⑥
沉积物中微塑料埋藏量I：海洋沉积物中的微塑料现存量，计算公式如下：
[0019][0020]I＝(I
ix
×
V
×
ρ)/1000
[0021]式中j代表海域的个数，I
ix
表示不同区域的沉积物中微塑料埋藏个数，C
i
表示不同区域的沉积物中的微塑料丰度，S
i
表示不同海域的面积，H
x
表示沉积物采样深度，ρ
i
表示不同区域中沉积物的密度，采用环刀法计算得出；符号i表示不同的区域，分别包括沿海水域、海湾中心和湾口；I表示不同区域的沉积物中微塑料的埋藏量，V表示微塑料的平均体积，ρ表示微塑料的平均密度。
[0022]所述的沉积物的处理获得全部微塑料：
①
使用环刀法测定沉积物湿密度，后将沉积物置于烘箱60℃干燥，待完全干燥后在玻璃烧杯中再次称重；加入250ml的饱和氯化钠溶液并搅拌，静置6h后，用真空吸液装置将上层液体吸出，重复3次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋沉积物中微塑料埋藏量的估算方法，其特征在于，所述方法包括采用样品、沉积物处理获得全部微塑料和微塑料定性与定量；所述的微塑料定性与定量分析，具体步骤如下：
①
成分：确定微塑料的成分特征；
②
形状：分为包括颗粒或球状、纤维状、薄层状；
③
尺寸：分为包括1μm
‑
0.5mm、0.5
‑
1mm、1
‑
2mm、2
‑
3mm、3
‑
4mm、4
‑
5mm；
④
微塑料平均体积V：V
f
＝πr
22
h；V
l
＝a
×
b
×
c；V＝V
g
×
K
g
+V
f
×
K
f
+V
l
×
K
l
V
g
、V
f
、V
l
分别为颗粒/球状、纤维状、薄层状微塑料的平均体积；r1为颗粒状或球状微塑料的平均直径；r2为纤维状微塑料横截面的平均直径；a为薄层状微塑料的平均长度；b为薄层状微塑料的平均宽度；c为薄层状微塑料的平均厚度；K
g
、K
f
、K
l
分别为颗粒/球状、纤维状、薄层状微塑料占微塑料总个数的百分比；I
g
、I
f
、I
l
分别为颗粒/球状、纤维状、薄层状微塑料的数量；I
ix
为微塑料总个数；V为微塑料平均体积，h为纤维状微塑料平均长度；
⑤
微塑料平均密度ρ：ρ＝ρ
i
×
K
i
+
…
+ρ
j

【专利技术属性】
技术研发人员：隋琪，夏斌，朱琳，孙雪梅，赵信国，陈碧鹃，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院黄海水产研究所，
类型：发明
国别省市：