Page 115 - 2024年第55卷第1期

海沉积物被认为是 ＭＰｓ颗粒的最终归宿，因为深海沉积物中 ＭＰｓ的丰度通常高于陆地土壤、水面和
上覆水体 ［５５］ 。了解悬浮细颗粒泥沙和 ＭＰｓ的异质聚集过程，首先要大致明确河口区泥沙颗粒和 ＭＰｓ
颗粒的来源分布和赋存特征，因为不同产业、地区、自然条件下产生的颗粒物在成分、类型、形状、
尺寸等方面有较大差异，而颗粒物的理化性质又决定了异质聚集的介观聚集输移和微观界面作用，因
此宏观层面的来源分布性指标十分必要，此层面的指标体系应涵盖细颗粒泥沙与 ＭＰｓ主要来源，如：
区域主要水文站的输沙量数据，统计部门公布的微塑料制品产量、污水处理厂的分布及排放数据、河口
周边港口的船舶水运数据，相关行业公报或发展报告等。此外，要充分考虑经济社会发展和人口规模等，
如：ＧＤＰ、工业总产值、河口区人口密度、联合国开发计划署提供的人类发展指数 ［５６］ 等。
（ ２）介观层面—聚集传输性指标。介观（ｍｅｓｏｓｃｏｐｉｃ）是指介于宏观和微观之间的状态，对于颗粒物
尺寸，一般认为其尺度在纳米和毫米之间 ［５７］ 。该层次指标主要反映颗粒物聚集过程及输移、归趋动力
学性质及其影响因素。颗粒物自身理化性质作为驱动和影响河口细颗粒泥沙与 ＭＰｓ异质聚集的因素之
一，其对聚集行为和过程及聚集体的输移、归趋至关重要，因此在介观尺度层面，为了解颗粒物组成
成分、表面形貌特征和元素组成等，需开展河口原位观测与采样，进行室内聚沉试验，观察颗粒物聚
集沉降行为。该层面的指标体系应涵盖，①由水文部门实测或整编资料、年鉴获取的河口各站点水动
力指标和水化学指标，如：流量、流速、水位、潮位、ｐＨ值、含氯度、盐度、温度等；②从气象部
门或者水利部门等获取的风力、光照、暴雨、涉水工程等数据；③由环保部门或自然资源部门获取的
河口动植物、微生物、其他重金属或有机污染物等资料；④ 采样与观测试验获取的颗粒物尺寸、形
状、组成、浓度等；⑤根据聚沉实验，采用数理统计方法计算的细颗粒泥沙与 ＭＰｓ的聚集概率，聚沉
速率，分形维数 ［５８］ 等。
（ ３）微观层面—界面吸持性指标。已有较多研究关注于单一泥沙颗粒或 ＭＰｓ颗粒与其他污染物的
环境作用，针对水体中泥沙与污染物的界面作用，国内外学者主要从泥沙吸附污染物、泥沙与污染物
界面作用等方面开展研究 ［５９］ 。胡国华等 ［６０］ 研究表明黄河泥沙颗粒物界面具有强烈的吸附能力，是各
种环境微污染物的载体，微量物质在界面上可以发生各种化学反应，而且这些反应还可能得到催化促
进。由于泥沙的电化学特性显著，可以在溶液中构成复杂的双电层，强烈影响颗粒物本身的稳定性和
与其他颗粒物界面的相互作用。胡国华等 ［６０］ 和贾晓凤等 ［６１］ 的研究都表明泥沙的运动状态和吸附特征
会影响污染物的存在形式，当水动力或水化学条件等外部因素发生变化时，如遇到高盐度海水，已被
吸附于泥沙颗粒表面的污染物可被解吸下来，沉积物中的污染物也可能伴随冲刷过程而重新释放进入
水体，造成二次污染。ＲＯＮＧＨＦ等 ［６２］ 研究表明水体中不同电性的 ＭＰｓ颗粒可通过化学吸附作用吸附
在泥沙表面，水体中广泛存在的蛋白质通过对带有不同电性的 ＭＰｓ颗粒产生静电作用进而影响其吸附
量。陈志和等 ［６３］ 基于 ＳＰＨ方法（光滑粒子流体动力学方法）耦合电场力、布朗运动力、曳力等，构建
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复杂微界面作用模型，模拟细颗粒泥沙吸附 Ｐｂ 的微界面作用过程。Ｆａｎｇ等 ［１５］ 和 Ｃｈｅｎ等 ［６４］ 分别采
用等温吸附动力学与微界面作用模式识别方法，说明了细颗粒泥沙与重金属离子的微界面作用特征以
及模式识别。综上，水动力和水化学条件发生变化，或颗粒物发生异质聚集都会影响单一颗粒物吸附
和解吸特性，进而影响其吸附其他污染物的能力，产生环境效应。因此，基于宏观层面和介观层面条
件及指标，开展颗粒物异质聚集界面作用试验研究，通过异质聚集颗粒物的微界面作用模式识别，探
究异质聚集颗粒物对河口水体多元重金属离子（ Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｕ）的吸附特征、模式及吸附量变化情况，
阐明异质聚集体对河口水体重金属的环境效应，具有十分重要的意义和价值。由于吸附过程同时受
ｐＨ、离子浓度、离子种类、重金属添加顺序等多重影响，是介观层面的深入研究，因此在介观层面—
聚集传输性指标体系的基础上，应增加通过动态竞争吸附试验获得的用于反映异质聚集颗粒物表面官
能团、吸附点位、聚集颗粒物孔隙率等相关指标。
由于各层面各项特征指标的来源、物理意义、量纲、单位、测算方法等均不相同，加之评估时指
标权重的确定过程比较困难，故可采用多指标、多目标决策分析法，确定最终综合评价指数。综上，
通过指标收集和计算评估、室内试验研究，可以基于 ＧＩＳ平台结合遥感光谱分析，明晰细颗粒泥沙与
ＭＰｓ的主要来源区域，再结合颗粒物聚集机制机理研究和水动力、水化学环境条件分析，确定颗粒物

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