波斯湾的深海沉积物：微塑料污染的潜在储存库

《Regional Studies in Marine Science》：Deep coastal sediments of the Persian Gulf: a potential sink for microplastic pollution

微塑料污染在波斯湾Bandar-Abbas沿海沉积物中呈现垂直分层特征，深层（20-40cm）微塑料浓度（58.4±27.9 particles/kg）显著高于表层（41.6±20.3 particles/kg），且近污水排放区浓度（128.7±28.0）远超远距离区（90.4±39.4）。纤维类微塑料占比超88%，以PA和PET为主，揭示浅层物理降解较深层明显。研究证实沉积物剖面是评估长期微塑料污染的有效指标，强调需针对性控制污水排放和地表塑料流失。

　　

Mitra Zarei Zafarabadi | Farideh Amini-Birami | Behnam Keshavarzi | Rosa Busquets | Mohammad Ali Hamzeh

伊朗设拉子大学理学院地球科学系，71454设拉子

摘要

微塑料（MP）污染对海洋生态系统构成了严重威胁。本研究调查了波斯湾北部班达尔-阿巴斯市（约25公里处）沿海沉积物中微塑料的分布、丰度和特性。从24个地点采集了样本，分别在不同深度（0至约20厘米和约20至约40厘米）进行检测，以了解历史污染情况。结果表明，深层沉积物中的微塑料浓度显著高于表层沉积物（58.40 ± 27.87颗粒/千克 vs 41.58 ± 20.25颗粒/千克，p < 0.05），且靠近废水排放口的位置微塑料浓度更高（128.66 ± 27.97颗粒/千克 vs 更远位置的90.44 ± 39.43颗粒/千克，p < 0.05）。潮间带和潮上带样本之间的微塑料浓度无显著差异（p > 0.05），工业区和城区之间也没有显著差异。纤维类微塑料占主导地位（超过总量的88%），其次是碎片和薄膜。深层沉积物中彩色和大尺寸微塑料（1000 ≤ L < 5000微米）的占比较高，这表明其物理风化作用有限。聚酰胺（PA）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是最常见的微塑料类型。研究结果揭示了沿海地区微塑料污染的演变趋势，强调了制定有效措施减少其对海洋生态系统影响的必要性。

引言

近几十年来，塑料产量的快速增长引发了严重的环境危机，表现为普遍的塑料污染。2024年全球塑料产量达到4.31亿吨（Plastics Europe, 2025），据预测若缺乏有效管理，到2050年将有120亿吨塑料垃圾进入环境（Das and John, 2024; Kwon et al., 2023）。微塑料（MP）是指尺寸在0.1至5毫米之间的塑料颗粒（Jansen et al., 2024），它们已成为海水、淡水、陆地生态系统乃至对流层中的普遍污染物（Firdaus et al., 2020; Wang et al., 2023; Deakin et al., 2024; Ramtahal et al., 2025）。微塑料可分为初级微塑料（在微观尺度制造）和次级微塑料（由较大塑料通过物理、化学和生物风化过程分解产生，Wang et al., 2023; Xu et al., 2020）。随着颗粒尺寸减小，其表面积增大，吸附污染物的能力增强，同时能携带化学物质并作为病原体载体，从而增加其化学活性和生态危害（Al Mamun et al., 2023）。

生态系统中的微塑料主要来源包括工业排放、废物管理不当、废水排放和城市径流。这些污染物通过河流、污水系统和洪水进入海洋环境，在沿海地区向远海扩散（Birami et al., 2022; Li et al., 2023; George et al., 2024）。沿海沉积物成为微塑料的聚集热点，这一过程受陆地人类活动和潮汐作用驱动（Jeyasanta et al., 2020）。水生生物摄入微塑料后可能遭受物理损伤、肠道阻塞和营养缺乏（Sandgaard et al., 2023）。 虽然微塑料常见于表层沉积物（0至约15厘米深度，Ashjar et al., 2023; Birami et al., 2022），但关于沉积物内部微塑料积累的研究较少（Bao et al., 2023; Mohamed et al., 2023; Pohl et al., 2020）。据估计，约70%至90%的塑料颗粒会沉积在沉积物中（Booth et al., 2018）。沉积物中的微塑料分布受沉降速度、聚合物组成、密度和流动条件影响（Pellegrini et al., 2023）。沉积物剖面为长期评估微塑料污染提供了重要且可靠的数据，比表层样本更具综合性（Zhou et al., 2021）。 波斯湾作为主要石油生产区和重要海上航线，面临来自沿海开发、航运、渔业活动和废物处理不当带来的塑料污染威胁（Naji et al., 2021）。预计到2030年，该海域的塑料垃圾输入量可能达到1.994至5.316亿吨（Ghayebzadeh et al., 2020）。波斯湾沿岸的表层沉积物已被微塑料污染（Jahromi et al., 2021），但对其垂直分布的研究仍有限（Veerasingam et al., 2021）。本研究评估了环境因素（沉积物深度、潮汐带、土地利用和距离废水排放口的距离）对微塑料频率和物理化学特性的影响。样本采集自波斯湾的主要渔港班达尔-阿巴斯市。该地区游客常被视为海洋垃圾的主要来源，无论是故意还是无意丢弃（Naji et al., 2021）。我们的研究结果为政策制定者提供了控制塑料污染的有效策略依据。

研究区域

波斯湾位于伊朗南部，总面积约为24万平方公里，平均深度约为35米。其生态系统拥有丰富的生物多样性，包括500多种水生生物、海洋哺乳动物和海鸟。该区域包含珊瑚礁、海草床、红树林以及潮间带泥沙平地等多种栖息地（Sheppard et al., 2010）。班达尔-阿巴斯市是霍尔木兹甘省的首府。

微塑料的丰度和分布

所有采样点的沉积物均呈非粘性状态。表层沉积物中沙子的占比为79.53%，深层沉积物中沙子的占比为79.50%；淤泥的占比在表层沉积物中为10.47%，在深层沉积物中为10.12%。黏土含量在表层沉积物中为10%，在深层沉积物中为10.38%。有机物含量在表层沉积物中为3.0%，在深层沉积物中为3.2%。Kolmogorov–Smirnov检验表明沉积物颗粒粒径分布均匀。

结论

本研究评估了沉积物深度、潮汐带、土地利用和距离废水排放口距离对沿海地区微塑料频率和物理化学特性的影响。深层沉积物中的微塑料浓度显著高于表层沉积物（58.40 ± 27.87颗粒/千克 vs 41.58 ± 20.25颗粒/千克），表明仅关注表层沉积物的研究可能低估了微塑料在沿海地区的长期积累情况。

伦理审批

不适用。

未引用参考文献

(Craig, 2024; Feng et al., 2020; Ghinassi et al., 2023; Saemi-Komsari et al., 2023)

资金支持

作者未从任何组织获得本研究的工作支持。

CRediT作者贡献声明

Mitra Zarei Zafarabadi：撰写初稿、进行研究。 Farideh Amini-Birami：撰写初稿、进行研究、进行概念构思。 Behnam Keshavarzi：撰写、审稿与编辑、验证、监督、提供资源、进行概念构思。 Rosa Busquets：撰写、审稿与编辑。 Mohammad Ali Hamzeh：撰写、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢设拉子大学研究委员会和医学地质中心提供的后勤支持。

参与同意书

不适用。

出版同意书

不适用。