《Journal of Environmental Management》：Distribution and composition of microplastics in coastal sediments of urban and rural islands in the Maldives
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马尔代夫城乡岛屿海岸沉积物微塑料污染研究发现颗粒丰度30-370 particles/kg?1，以小于50μm降解聚合物为主（聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯），质量浓度达235μg/g，城市区域显著更高，表明本地垃圾输入与区域海洋输运共同作用，强调需加强小岛屿国家协同废物管理及长期监测。
阿米娜特·杜尼亚（Aminath Dhunya）| 王立成（Licheng Wang）| 张立武（Liwu Zhang）
复旦大学环境科学与工程学院，上海，200433，中华人民共和国
摘要
微塑料污染已成为小岛屿环境面临的一个新问题，然而关于马尔代夫（由1100多个岛屿组成）的数据仍然有限。本研究检测了城乡岛屿的沿海沉积物，发现在所有地点都存在微塑料，其浓度范围为每千克干沉积物30至370个颗粒。超过90%的颗粒直径小于50微米，并且表面不规则、有风化痕迹，这表明微塑料已经经历了严重的物理破碎和表面风化。通过拉曼光谱分析，主要识别出的聚合物类型为聚酰胺、聚乙烯和聚苯乙烯。这些聚合物的质量浓度差异较大，最高可达每克235微克，尤其是在人口密集的岛屿附近。相比之下，城乡地区的颗粒数量相似，这一现象与环礁尺度上的水动力混合过程一致。粗颗粒沉积物比细颗粒和可移动沉积物含有更多的微塑料。这些结果得到了光谱分析和热分析的支持，说明当地废物排放和海洋传输共同影响了马尔代夫微塑料的分布。研究结果强调了需要在岛屿和环礁层面加强废物管理，加强对包装塑料和渔业相关塑料的控制，并长期监测珊瑚礁环境中的微塑料颗粒。
引言
塑料污染是本世纪面临的主要环境挑战之一。每年有数百万吨塑料垃圾进入海洋。随着时间的推移，这些塑料垃圾会分解成微塑料（直径小于5毫米）（Sarkar等人，2023年；Lusher等人，2017年；Martin等人，2017年）。如今，这些微塑料遍布海洋环境，从表层水体到深海沉积物中都能找到（Sarkar等人，2023年；Lusher等人，2017年；Martin等人，2017年）。
海洋沉积物中的微塑料日益受到关注。沉积物作为微塑料的储存库，随着时间的推移会积累越来越多的微塑料（Martin等人，2017年）。它们记录了污染的长期变化。微塑料会改变海洋环境的物理、化学和生物特性（Miao等人，2021年）。许多生物会摄入微塑料，这可能导致生理压力，进而通过食物链对生态系统和人类健康造成风险。
微塑料的传输决定了其在海洋中的分布和命运（ITRC（州际技术与监管委员会），2023年）。洋流将微塑料输送到远处，并在汇聚区和沿海地区集中（Cai等人，2023年）。潮汐、风力和大规模环流影响微塑料的移动和最终沉积。除了改变颗粒密度外，生物污损还会通过增加表面粗糙度、亲水性和颗粒聚集来改变微塑料的表面特性。这些变化影响微塑料的沉降行为（Gaylarde等人，2023年）、沉积物的保留情况以及在动态沿海环境中的重新悬浮可能性（Miao等人，2021年）。
微塑料的沉降取决于聚合物类型、形状和生物膜的相互作用（Jolaosho等人，2025年）。像聚乙烯和聚丙烯这样的轻质聚合物最初通常会漂浮在水面上。后来，生物污损会增加它们的密度，导致它们下沉（Gaylarde等人，2023年；Mendrik等人，2023年）。而像聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯这样的重质聚合物进入海洋环境后更容易下沉（ITRC（州际技术与监管委员会），2023年；Read和Turner，2026年）。不同的沉降速度会影响微塑料的积累模式（Miao等人，2021年）；微塑料也可能重新悬浮。海洋湍流、风暴和生物活动会将沉降的微塑料重新抛回水中，从而增加它们的生物可利用性和通过食物链传输的潜力（Shamskhany等人，2021年）。
小岛屿发展中国家（SIDS）特别容易受到塑料污染的影响。马尔代夫由于旅游业、渔业和城市发展的影响，产生的废物量不断增加（Sarkar等人，2023年；Lusher等人，2017年；Martin等人，2017年）。根据联合国开发计划署（UNDP）的数据，马尔代夫的游客每人每天产生约3.5公斤废物，当地居民每天产生约1公斤废物。塑料购物袋是主要的废物来源，其次是包装材料、食品容器和水瓶（Naila等人，2022年）。该国有限的废物管理能力仍是一个主要问题（表S1）。
在岛屿的潮间带，微塑料的来源可能包括当地的陆地活动（如沿海定居点、旅游业和废物处理），以及通过区域海洋环流带来的外部来源。马尔代夫位于印度洋垃圾带的汇聚区域内，西部印度洋偏远岛屿上的垃圾已被证实来自印度、斯里兰卡和印度尼西亚等国家（Vogt-Vincent等人，2023年）。因此，即使人口稀少的岛屿也会持续受到塑料污染的影响（Sustainability Times，2020年）。然而，在缺乏特定来源示踪剂的情况下，无法定量确定本地来源与外部来源的相对占比，且这种比例可能会随时间和空间而变化。
由于其独特的地貌和强大的水动力连通性，马尔代夫为微塑料研究提供了特别重要的研究背景。该国由低洼的珊瑚环礁和开放的泻湖-珊瑚礁系统组成，这些系统经历了强烈的潮汐交换和季节性季风驱动的环流（Rasheed等人，2021年；Su等人，2021年；Patti等人，2020年；Radford等人，2024年）。这些条件有利于塑料碎片在岛屿和环礁盆地之间的长距离传输和重新分布，使得本地来源和区域来源之间的界限变得模糊。同时，马尔代夫陆地面积有限，对沿海生态系统的依赖性强，废物管理基础设施也较为薄弱，这增加了塑料泄漏到海洋环境中的风险（Naila等人，2022年；Patti等人，2020年）。因此，马尔代夫基于沉积物的微塑料研究为了解当地污染过程和与小岛屿发展中国家相关的更广泛的传输动态提供了宝贵的见解。
尽管有越来越多的证据表明海洋环境中存在微塑料，但关于马尔代夫的相关知识仍存在空白。以往的研究主要集中在表面计数或视觉识别上（Shiyana等人，2022年）。关于聚合物组成、降解状态和质量浓度的信息非常有限。使用先进技术的定量数据几乎不存在。也没有研究采用多方法直接比较城乡岛屿的情况。聚合物种类、质量浓度和颗粒形态之间的联系仍不明确。
重要的是，本研究是一个区域性的案例研究，而非全国性的代表性评估。虽然采样范围没有涵盖所有马尔代夫的环礁，但选定的城乡岛屿反映了马尔代夫许多有人居住岛屿的人口密度、废物压力和水动力条件的差异。因此，研究结果为微塑料的积累和保留机制提供了有价值的见解，这些机制对其他基于环礁的系统和小岛屿发展中国家具有普遍意义。
本研究通过分析马尔代夫城乡岛屿的海洋沉积物来填补这些空白。利用拉曼光谱、热解气相色谱质谱（GC/MS）和扫描电子显微镜-能量分散X射线光谱（SEM-EDX）技术，量化了微塑料，并识别了聚合物类型和颗粒形态。同时，还评估了不同地点之间微塑料的数量和聚合物组成的空间差异。
据我们所知，这是马尔代夫首个结合使用多方法分析框架来研究沉积物中的微塑料数量、聚合物组成和质量量的研究，并明确比较了城乡岛屿的情况。这项工作为了解人类活动和人口密度如何影响小岛屿环境中的微塑料积累提供了新的见解。
研究区域
马尔代夫位于北印度洋的查戈斯-拉克代夫海岭上，由26个自然环礁组成的双链结构中分布着1100多个岛屿，其中约200个岛屿有人居住（Hilton等人，2019年；Naseer，1993年；Naseer和Hatcher，2004年）。其海洋生态系统受到动态沉积过程和水动力过程的影响，包括珊瑚礁、泻湖和灯塔，这些因素支持了生物多样性和沉积物循环（Rasheed等人，2021年）。
微塑料的数量和空间分布
通过拉曼光谱分析的所有沉积物样本中都发现了微塑料，其浓度范围为每千克干沉积物30至370个颗粒（图2）。Thilamale海滩和HM Phase 2的浓度最高。这两个地点都位于Greater Male区域内。而在Guraidhoo和Villimalé等较为开阔且受波浪影响的地点，微塑料浓度较低。这些差异表明，当地的沿海条件和附近的人类活动影响了沉积物对微塑料的保留情况。环境治理和管理意义
研究结果表明，马尔代夫沉积物中的微塑料污染受到本地废物泄漏和季节性季风循环引起的颗粒传输的共同影响。城市岛屿记录到的聚合物质量最高，而所有岛屿（包括农村地区）的颗粒数量相似。这一模式表明，本地废物排放是导致聚合物质量热点的原因，而水动力传输则将微塑料碎片重新分布到各个环礁上。聚合物聚酰胺的存在表明...
结论
本研究证实了马尔代夫沿海沉积物中普遍存在微塑料污染，颗粒数量和聚合物质量反映了本地和区域因素的共同作用。城乡地区的颗粒数量相似，表明水动力传输和环礁范围内的循环在微塑料的重新分布中起着重要作用。相比之下，城市岛屿附近的聚合物质量和多样性更高，这表明本地废物泄漏和日常活动的贡献更大。
局限性
本研究优先考虑了使用公认的提取方法对沉积物中的微塑料进行可靠的鉴定、表征和空间解释。虽然没有进行回收实验，但采用了常用的KI密度分离（Abayomi等人，2017年；Aslam等人，2020年；Mu等人，2019年）和氧化消化方法（Al-Azzawi等人，2020年；Zin等人，2023年；Zobkov等人，2020年），并进行了少量调整。CRediT作者贡献声明
阿米娜特·杜尼亚（Aminath Dhunya）：撰写 – 审稿与编辑、撰写初稿、软件使用、资源管理、方法论设计、调查实施、数据分析、概念构建。王立成（Licheng Wang）：调查实施。张立武（Liwu Zhang）：项目监督。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
