《Regional Studies in Marine Science》：Spatiotemporal Variations and Sources of Microplastics in Surface Water of Haizhou Bay, China: Insights from a Three-Year Study
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针对半封闭海湾微塑料污染特征，本研究对Hz湾开展三年监测，发现养殖区浓度最高（10.72±0.68 items/m3），总量下降33.2%但小颗粒占比上升，揭示塑料破碎持续且管理措施有效，为类似海湾治理提供依据。
宋晓娟|魏星宇|季向星|王欣|翟崇正|杨光|冯志华|何新然
江苏省连云港市环境监测中心，连云港221001，中国
摘要
由于微塑料（MPs）的持久性和抗降解性，它们正成为一种全球性的污染物。沿海海湾在生态和社会经济方面发挥着重要作用，但由于其潮汐动力较弱且水交换有限，因此特别容易受到微塑料的污染。然而，与中国的开放型沿海系统相比，人们对半封闭海湾中微塑料的时空动态了解仍然有限。本研究选择了海州湾进行了为期三年的调查。研究结果表明，表层水中的微塑料含量存在显著差异：水产养殖区（例如H2：10.72 ± 0.68个/立方米）的微塑料含量明显高于近岸水域（例如H3：0.66 ± 0.06个/立方米）和离岸水域（例如H4：0.34 ± 0.06个/立方米），这主要是由于老化的水产养殖设备所致。从2023年到2024年，H2区域的微塑料总量减少了33.2%（从7.44个/立方米降至4.97个/立方米），同时聚苯乙烯（PS）的比例从85.5%下降到56.8%，这与当地推广生态浮标等管理措施相吻合。然而，在多个站点，较小颗粒（< 1000微米）的比例有所增加（例如H1从40.6%增加到56.7%），表明微塑料的持续破碎过程仍在发生。近岸区域的微塑料响应滞后于水产养殖区（例如H2），而离岸区域则表现出逐渐积累的趋势，这反映了水动力因素的影响。这些发现量化了不同功能区域之间的污染差异，阐明了人为和管理活动的影响，并为半封闭海湾提供了有针对性的策略。
引言
塑料材料因其稳定性（W. Zhang等人，2024年）、耐腐蚀性（Kudzin等人，2023年）、耐用性（Filho等人，2021年）以及低制造成本（Barron和Sparks，2020年；Cho等人，2025年）而被广泛使用。到2021年，全球塑料产量已超过3.9亿吨，但其抗降解性给环境带来了严重挑战（Tournier等人，2023年）。大约22%的塑料废物通过未经监管的填埋、露天焚烧或直接排放等方式进行不当处理，导致全球塑料污染问题日益严重（Cheung & Not，2024年）。塑料在土壤、沉积物和水生系统中降解极其缓慢，从而产生持久的生态影响（Lestari等人，2025年）。它们会破坏栖息地、改变生物地球化学循环并引发生物毒性，包括对濒危物种的伤害（Sun等人，2025年；X. Wang等人，2025年）；特别值得关注的是微塑料（1微米至5毫米）和纳米塑料（NPs；< 1微米），这些微小塑料颗粒从较大的塑料碎片中分解出来，具有引发更严重和广泛环境危害的潜力（Basumatary等人，2025年；Carpanez等人，2025年）。这些微小塑料颗粒可以在生态系统中广泛扩散，摄入后对生物体构成健康风险，并可能通过食物链传递给人类，从而导致深远的环境和健康后果（Samrat Hossain等人，2024年；Song等人，2022年；B. Tang等人，2024年）。在这种情况下，解决微塑料污染问题已成为实现联合国可持续发展目标（SDGs）的关键组成部分，尤其是与海洋保护和环境可持续性相关的目标（Mishra等人，2023年）。因此，对微塑料和纳米塑料的监测、控制和管理亟需重视（Mitrano等人，2021年）。
作为水产养殖、沿海定居点和海上运输的关键区域，海湾往往成为微塑料的聚集地（Shamim等人，2025年）。微塑料分布的空间和时间异质性已被广泛报道。例如，在泰国的万隆湾，水产养殖和渔业区域的微塑料平均含量为0.33个/立方米，其中碎片和白色颗粒占主导（Ruangpanupan等人，2022年）。在印度尼西亚的格雷斯克，水产养殖池塘中的微塑料浓度呈现季节性变化，3月份达到峰值，水中为10400个/立方米，沉积物中为1.15个/克，纤维、薄膜和颗粒是最主要的类型（Anjeli等人，2024年）。这些例子突显了海湾环境中微塑料污染与人类活动之间的紧密联系（Song等人，2023年；Zuo等人，2024年）。尽管全球关于微塑料的研究迅速发展，但对中国那些开发程度高且生态敏感的半封闭海湾中微塑料的时空动态和源-汇过程的系统研究仍然有限（Mishra等人，2024年）。与中国的其他半封闭海湾（如象山湾（0.32个/立方米）（X. Yu等人，2022年）、胶州湾（20–120个/立方米）（Zheng等人，2019年）和北部湾（0.25-0.56个/立方米）（Zhu等人，2023年）的先前研究进行定量比较后，发现污染水平存在差异，但缺乏长期的多区域比较分析。这导致关于这些具有弱水动力特征的独特系统中污染驱动因素和命运的知识空白。
海州湾位于南黄海最西端，是中国典型的半封闭沿海系统。它是一个重要的海水养殖区，支持丰富的渔业资源。当地的水产养殖业大量依赖塑料设备，如渔网、浮标和网帘。这些材料在使用过程中的老化和破碎已被确认为海洋微塑料的主要来源（Feng等人，2020年；Gao等人，2024年；Song等人，2024年）。作为受到强烈人为压力的半封闭环境，海州湾为研究人类活动（特别是水产养殖）与微塑料污染之间的相互作用提供了理想的模型。海州湾较弱的潮汐力和有限的水交换阻碍了塑料碎片的扩散，促进了微塑料在水柱和底部沉积物中的局部滞留和逐渐积累（Liu等人，2021年；Tata等人，2020年；Yin等人，2022a）。我们假设水产养殖活动在海州湾这样的半封闭系统中主导了微塑料的输入，形成了明显的微塑料含量和组成的空间梯度。为了验证这一点，我们对海湾内三个不同功能区域的表层水中的微塑料进行了为期三年的调查。具体目标是（1）描述微塑料的空间分布；（2）分析不同功能区域之间的时空变化。研究结果将阐明半封闭海湾中微塑料的传输和积累机制，并为近岸海洋环境的生态风险评估提供依据。
调查时间和站点
2022年、2023年和2024年的夏季，从中国江苏省连云港市的海州湾（北纬34°84.26’–34°81.75’，东经119°50.57’–119°31.92’）收集了表层水样本，每年采样一次以评估年际变化。共建立了七个采样站点（图1），以代表海湾内的不同功能区域。这些采样站点的选择经过精心设计，旨在全面覆盖
海州湾中微塑料含量的水平和空间分布
从2022年到2024年，在海州湾的所有采样站点的表层水样本中都检测到了微塑料污染，表明整个区域都受到了污染（图3）。在七个采样站点中，H1、H2和H7的污染水平最高，这些站点靠近水产养殖区。值得注意的是，这些站点的微塑料含量峰值分别为7.77±0.20个/立方米、10.72±0.68个/立方米和3.25±0.12个/立方米。
海州湾中微塑料的一般特征
在海州湾的所有七个采样站点都检测到了微塑料，表明污染范围广泛。海州湾的微塑料含量与其他中国沿海系统相当，与象山湾（M. Chen等人，2018年）相当，但略高于胶州湾和杭州湾的报告值（Qu等人，2022年；T. Wang等人，2020年；Zhao等人，2023年）。从全球范围来看，海州湾的平均微塑料含量（3.2个/立方米）显著低于
结论
这项为期三年的研究揭示了海州湾这一典型半封闭沿海系统中微塑料污染的显著时空异质性。微塑料的最高含量出现在水产养殖区，其中来自老化设备的聚苯乙烯泡沫被认为是主要来源。尽管当地采取了推广环保浮标等措施减少了初级排放，但小于1000微米的颗粒比例持续增加，表明塑料碎片化仍在继续
未引用的参考文献
(Chen等人，2022年；Wang等人，2024年；Zhang等人，2024年)
CRediT作者贡献声明
何新然：资源协调、项目管理和资金筹集。魏星宇：初稿撰写、数据可视化、验证、软件使用、数据管理。宋晓娟：数据可视化、验证、正式分析、概念构建。杨光：调查工作。翟崇正：数据可视化。王欣：数据验证、监督、正式分析。季向星：监督、方法设计、数据管理。冯志华：资源协调、项目管理和资金筹集。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了以下机构的支持：连云港市重点研发计划（社会发展）（SF2336）、国家海洋工业技术体系（CARS-47）、国家重点研发计划（2023YFC3105402）、国家海洋牧场科技创新联盟（2023-A01）、国家自然科学基金（42206048）、江苏省海洋经济发展专项资金（海洋科技创新）（JSZR【2024】333）等
