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发生异质聚集,从而影响各自的聚沉、再悬浮和渗透等迁移行为,进而影响环境物质的稳定性、流动
性和生物可利用性,引起一系列连锁的环境要素响应 [14] 。目前,在泥沙研究领域,关于泥沙环境效
应、泥沙对其他污染物迁移转化过程影响的研究已比较丰富,泥沙颗粒的絮凝及驱动和影响因素、泥
沙吸附和解吸附机理机制等已基本明晰;在 MPs研究领域,MPs的赋存分布和迁移转化规律等基础研
究的成果已比较丰富,迁移过程的主要影响因素也基本明确;相比之下,关于泥沙与 MPs异质聚集及
其环境效应的研究却鲜有报道,两者聚集的原因,驱动和影响聚集的环境条件,异质颗粒物聚集后的
输移特征和环境效应等诸多问题尚未明晰;而且以往泥沙环境效应的研究多关注于吸附 - 解吸过程、
污染物 “宏观” 吸附量等,对颗粒动态微界面作用、表面活性吸附点位等研究较少。而这些内容,对
河口生态系统研究和水污染治理修复十分必要,只有明晰泥沙与 MPs聚集的机理机制,聚集后各自输
移运动过程的变化,及其对其他污染物迁移转化的影响等内容,才能解析 MPs的环境效应及采取何种
措施来减缓 MPs环境负效应对人类或生态系统的影响。
综上,本文结合近年国内外研究动态,总结并分析细颗粒泥沙与 MPs异质聚集的驱动因素及其环境
效应,在理论研究维度方面进行拓展延伸,以宏观层面—来源分布性指标、介观层面—聚集传输性指标、
微观层面—界面吸持性指标为主要组成,构建河口细颗粒泥沙与 MPs异质聚集环境效应的评估指标体
系。该项研究对区域水污染防控和水环境治理具有借鉴意义,对强化河口水环境治理技术、提升水污染
防控水平和能力具有基础支撑作用,对国内外湾区和陆海交汇地带的城市水污染防治工作有重要参考价值。
2 泥沙及其聚集物的环境效应理论
2.1 环境效应的概念与内涵 “效应” 是指在自然科学领域因物理或化学作用所产生的现象和结果,
偏重于描述由某种原因而可能导致的一系列具有一定关联或相似特征的结果或现象。本文所指的环境
效应为自然过程和人类活动导致环境系统的结构和功能发生变化的过程,注重由环境变化而带来的效
果(现象)或对其他因子产生的影响 [15] 。例如,温室效应的起因是大量温室气体的长期累积使大气升
温,导致地球表面温度升高 [16] ,产生的环境效果(现象)类似于栽培种植农作物的 “温室大棚”,故称
温室效应,其对环境造成的影响有气候变化和气温变化。又如,黄河悬浮泥沙的环境效应是由于泥沙
颗粒可以吸附各种有机、无机、生物体等物质,在泥沙表面会形成有利于氮转化的微界面从而对氮的
迁移转化产生影响,其产生的环境效果(现象)是会改变有机氮降解、硝化作用、反硝化作用等 [17] 。
2.2 细颗粒泥沙环境效应 细颗粒泥沙主要成分为天然矿物及有机质,是河流水系的天然组成部分,
对河流的水文、地貌和生态功能起着重要作用,自身不具有环境毒性 [18] 。细颗粒泥沙的环境正效应可表
现为沉积后对底栖水生生物生境和栖息地的塑造 [19] ,其中富含的有机质还能为水生生物提供营养成
分 [20] 。相反,其也有一定环境负效应,如过量细颗粒泥沙会降低生境条件,直接损害生物群结构,从而
破坏水生生态系统 [21] 。由于细颗粒泥沙含量占比较大,且具有较强的吸附能力,可以吸附水体中的各种
污染物颗粒,是重金属、氨氮、MPs等污染物迁移转化的主要载体 [22] ,泥沙运动过程会显著影响大多数
污染物迁移转化过程 [23] 。因此,大量国内外关于泥沙及其聚集物的环境效应研究均与泥沙吸附、解吸污
染物颗粒等过程相关,只有将水文水动力、泥沙运动、泥沙与污染物颗粒吸附和解吸规律等结合起来才能
解释和说明污染物在水体中的迁移转化过程,清楚污染物入河或入海通量,了解其对生态环境的影响 [24] 。
2.3 微塑料的环境效应 已有研究表明生物组织内普遍可检测到 MPs赋存 [25] 。MPs能够从环境中吸
收有机污染物、金属和病原体等,进入生物体后因为它们之间的相互作用会诱发更大的毒性效应 [26] 。
关于 MPs对生物的毒理效应已有非常丰富的研究成果,AbidliS等 [27] 评估了 PE - MPs(聚乙烯微塑料)
对地中海贻贝的潜在毒性影响,在低浓度时诱发氧化损伤、高浓度时会使两性消化腺的抗氧化系统失
活;OuyangM Y等 [28] 将鲤鱼暴露在环境相关浓度的 MPs中 30天,然后再排泄 MPs30天后,对其生
长、同位素和元素组成以及肠道微生物群进行了调查,发现 MPs的摄入和排泄对同位素和元素组成没
有明显影响,但改变了生物体肠道微生物群落的结构和组成,并降低功能多样性。全球各主要规模较
大的河口,都是人口集聚、经济相对发达的地区,水体污染物组成比较复杂,而 MPs具有不溶于水的
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