摘要：该研究通过对102个湖泊沉积物的实地调研，区分微塑料与微纤维，定量分析其来源，构建新型综合风险指数（IMRI）评估风险，发现二、三产业相关活动和水产养殖活动是主要来源，且IMRI评估结果更贴合湖泊实际情况。

该研究通过对102个湖泊沉积物的实地调研，区分微塑料与微纤维，定量分析其来源，构建新型综合风险指数（IMRI）评估风险，发现二、三产业相关活动和水产养殖活动是主要来源，且IMRI评估结果更贴合湖泊实际情况。

摘要

追踪微塑料和微纤维的分布轨迹与风险，对于塑料和纤维废弃物管理至关重要。本研究通过实地调研，从微塑料中识别出微纤维，对102个湖泊中微塑料和微纤维的来源进行了定量分析，并基于人类活动影响、丰度、尺寸、形状、颜色以及残留单体和化学添加剂，构建了一种新型风险评估指数（IMRI）。这些湖泊沉积物中微塑料和微纤维的丰度范围为0.3-66.7个/克。其中，微纤维和纤维状微塑料的丰度占比分别为45%和32%。通过IMRI评估得出的风险等级显示，在这些湖泊中，分别有33.3%、28.4%、27.5%和9.8%的湖泊沉积物中的微塑料和微纤维处于中等风险、极高风险、高风险和低风险水平。与污染负荷指数（PLI）、污染危害指数（PHI）和潜在生态风险指数（RI）相比，该评估结果更符合湖泊的实际情况，且不受背景丰度的影响。二、三产业相关活动和水产养殖活动对微塑料和微纤维丰度的贡献率分别为64%和36%，对应的风险等级分别为极高风险和高风险。主要来源于水产养殖活动的人造纤维素微纤维，由于残留有毒化学添加剂，对风险的贡献率达61%。残留单体和化学添加剂以及尺寸对风险的贡献率分别为42.7%和42.3%。

目前，尚无风险评估方法能全面考虑“微塑料”的多维特性、不同维度的权重以及各维度内部的权重，现有风险评估方法也未考虑聚合物中化学添加剂对风险的贡献。本研究提供了36种塑料和纤维聚合物中残留单体和化学添加剂的含量及化学风险评分的宝贵数据集，量化了微塑料和微纤维四个维度对风险的贡献，发现残留单体和化学添加剂与尺寸对风险的贡献率相近（分别为42.7%和42.3%），凸显了残留单体和化学添加剂在微塑料和微纤维（尤其是人造纤维素微纤维）风险中的关键作用。

本研究提出了一种创新方法，可在国家尺度上评估老化微塑料和微纤维的风险，且由于其分类标准基于全球人类活动影响，该方法也可在全球尺度应用。尽管由于缺乏残留单体和化学添加剂的含量及毒性数据集，IMRI存在一定局限性，但未来随着微塑料和微纤维毒性研究的深入以及残留单体和化学添加剂分析方法的发展，IMRI有望得到进一步完善。同时，本研究还提供了102个湖泊中微塑料和微纤维的宝贵且具有可比性的数据集，这对湖泊微塑料和微纤维研究具有重要意义。

研究方法和仪器参数

1. 样品采集：2014-2019年期间，在东部、东北、西南和西北地区46个城市的100个湖泊和2个水库（以下统称“湖泊”）采集表层沉积物样品（0-3厘米）。这些湖泊地理位置和湖沼学特征（水深0.5-87米，面积1.5-4626平方千米）各异，涵盖城市湖泊、郊区湖泊、农村湖泊以及偏远高海拔湖泊，并跨越人口密度分界线。2017年对大部分湖泊（102个中的88个）进行了采样。根据湖泊的地理位置、湖沼学特征（水深和面积）以及交通可达性选择研究湖泊。对于水域面积小于100平方千米的湖泊，每个湖泊设置3个采样点；对于水域面积大于100平方千米的湖泊，每个湖泊设置5个采样点。在青藏高原偏远高海拔（4650米）、人类活动影响小的兹格塘错湖中心采集沉积物岩芯，用于现场空白和回收率研究。

2. 微塑料和微纤维的提取、识别与定量：由于大多数微塑料和微纤维的密度小于1.5克/立方厘米，而大多数沉积物的密度大于1.5克/立方厘米，因此使用密度为1.5克/立方厘米的氯化锌（ZnCl₂）溶液从沉积物和空白样品中提取微塑料和微纤维。借助体视显微镜检查并标记所有尺寸大于13.2微米（沉积物样品中发现的最小尺寸）的微塑料和微纤维，随后采用透射模式的显微傅里叶变换红外光谱仪（Micro-Fourier transform infrared spectrometer）识别聚合物类型。同时进行包括过程空白、现场空白和回收率测试在内的质量控制。

3. 质量控制：所有容器和仪器使用前均用超纯水（Milli Q water）冲洗三次；所有样品和设备均用铝箔覆盖，以减少实验室中空气中微塑料和微纤维的污染；实验过程中穿戴实验服和手套；所有溶液使用前均通过5微米滤膜过滤；所有沉积物样品均进行三次重复处理；每组实验设置3个过程空白（不含沉积物），以排除实验室干扰；采用从兹格塘错湖采集的45-50厘米深度的沉积物切片进行现场空白和回收率研究，将五种具有不同密度、形状、尺寸（100-1000微米和1000-5000微米）、颜色和来源的典型聚合物（聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚苯乙烯PS）与沉积物混合，然后采用与现场样品相同的方法进行提取、识别和定量。

4. IMRI构建：IMRI基于人类活动影响、微塑料和微纤维的丰度以及四个维度（残留单体和添加剂、尺寸、形状、颜色），同时考虑不同维度的权重以及各维度内部的权重构建，计算公式为：\[IMRI =\frac{\sum_{i=1}^{n}\left(R_{size, i}+R_{chem , i}+R_{shape , i}+R_{color, i}\right)}{M}\]，其中n为样品中微塑料和微纤维的数量；R_{size , i}为单个尺寸段的风险评分；R_{chem , i}为单个微塑料和微纤维的化学风险评分；R_{shape , i}为单个形状的风险评分；R_{color, i}为单个颜色的风险评分；M为样品质量（克）。微塑料和微纤维的风险分类方法参考全球人类活动影响分类方法，将无人类活动影响以及人类活动影响极低、低、中等、高的湖泊的IMRI平均值分别设定为无风险、极低风险、低风险、中等风险、高风险的判定标准。

APA格式引用文献

Tao, Y., Liang, H., Wang, S., Bao, K., Feng, M., Zhang, Y., Wang, R., Li, Y., & Zeng, Q. (2025). Tracing footprint and risk of microplastics and microfibers in the lakes across China. *Environmental Science & Technology*. https://doi.org/10.1021/acs.est.5c09837

1.图1（Figure 1）：湖泊表层沉积物中微塑料（MP）和微纤维（MF）的丰度以及影响其丰度的驱动因素的相对贡献。

2.图2（Figure 2）：湖泊表层沉积物的综合微塑料-微纤维风险指数（IMRI）及四个模块。

3.图3（Figure 3）：湖泊表层沉积物中微塑料（MP）和微纤维（MF）群落分析。

来源：新浪财经