长江流域微塑料污染现状及治理研究

张毅敏　李颖　李大刚　高月香　陈婷　张志伟

摘 要：20世纪50年代以来，塑料得到广泛使用，不完善的废物回收体系和不健全的废物管理制度，导致大量塑料垃圾被丢弃而进入环境和生态系统，存在极大的潜在生态风险。微塑料作为一类新污染物，已经成为国际社会普遍關注的热点环境问题。调查了太湖流域15条主要入湖河流水体中微塑料的时空分布、丰度、粒径和聚合物组成，分析长江流域微塑料管理存在的问题，并提出相应建议，以期为流域塑料污染防治工作提供决策参考。

关键词：微塑料；污染；太湖；长江流域

中图分类号：X502；X802                                        文献标志码：A

微塑料（Microplastics，MPs）是指有效直径小于5 mm的塑料颗粒，根据来源主要分为初级微塑料和次级微塑料[1]。初级微塑料的主要来源是为特定的家庭和工业应用制造的聚合物原料[2]，运用于牙膏、化妆品、个人护理产品、服装、清洁产品、纺织品和塑料等行业。这些微塑料颗粒大部分会通过家庭污水排放、工业活动、人类活动和污水处理厂进入到水生系统中[3]。次级微塑料的主要来源是环境中残留的塑料残骸经过物理、化学和生物过程，导致其聚合物结构被破坏而变得脆化，最终降解为小的塑料碎片[2]。微塑料能被各种各样的生物群摄食，渗透到海盐、鱼类、贝类等产品中，并导致生理机能紊乱，塑料生产中使用的有毒添加剂可能会干扰人体内分泌等。微塑料较大的比表面积还能吸附环境中其他污染物，可能会表现出复合毒性，而微塑料密度小易远距离传播，可能将这种威胁传递到更远的环境中。此外，受到微塑料污染的鱼类、贝类、高等植物等可以通过食物链进行传递、积累，对生态系统和人体健康产生影响[4-5]。

长江流域是世界第三大流域，长江经济带是我国经济重心所在、活力所在，作为中国最大的人口聚集地和塑料生产基地，每年约有150万t的塑料垃圾通过长江口流入海洋[6]。国内学者对长江流域微塑料分布、数量、粒径及来源开展了调查。相对于世界其他河流，长江中下游微塑料丰度处于世界中上游水平[7]。长江流域表层水体中微塑料的丰度在21～44 080 n/m3，比海洋和淡水含量高几个数量级，最常见的形态是塑料纤维[8]。流域内湖泊和水库等相对封闭的水体，有利于微塑料沉积与滞留，微塑料丰度普遍高于河流型水体[9]。微塑料丰度与地区人口密集程度和经济发达程度呈正相关。长江中下游流域微塑料主要成分为PE、PP、PVC、PA、LDPE和聚酯，主要来源包括塑料包装袋、农用地膜和渔业用具等破碎形成次级微塑料，以及印染纺织业和家用洗涤产生的纺织纤维[10]。

近年来，微塑料因其广泛存在性、持久性以及潜在的生态风险，在全球范围内受到广泛关注和报道。2020年1月，国家发改委与生态环境部联合发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，要求强化与微塑料污染防治相关的科技支撑工作。太湖是中国第三大淡水湖，太湖流域人口密集，工业发达，塑料污染现象较为严重。MPs在太湖中的赋存情况已有所报道，但是其在入湖河流中的时空分布规律与来源分析方面尚缺少研究数据。本文调查了太湖流域15条主要入湖河流水体和沉积物中微塑料的时空分布、丰度、粒径、聚合物组成，总结太湖流域塑料污染管控现状及问题，提出管控建议，以期对长江流域微塑料污染防治工作提供借鉴。

1 太湖微塑料污染调研及来源分析

1.1 调研对象

太湖流域水系数量大，人口密度大，微塑料的来源广泛。为进一步了解太湖入湖河流中微塑料的赋存情况，选取15条最具典型性的入湖河流（望虞河、小溪港、梁溪河、直湖港、武进港、太滆运河、漕桥河、殷村港、社渎港、官渎港、洪巷港、陈东港、大浦港、乌溪港和大港河），开展太湖流域的微塑料污染情况调研及来源分析（见图1）。采样点基本沿河流等距离分布，且采样点都包含了该河流的国控断面。

1.2 太湖入湖河流微塑料的丰度时空分布特征

太湖水体中微塑料分布具有普遍性，丰水期和枯水期在水体中都检出微塑料。入湖河流水体中丰水期微塑料丰度范围为0.4～142.4 n/L，平均丰度60.93 n/L；枯水期微塑料丰度范围为0.8～63.4 n/L，平均丰度12.52 n/L。在时间上，具体表现为丰水期表层水微塑料丰度高于枯水期表层水微塑料丰度，原因可能是夏季多雨，城市环境中微塑料通过地表径流等方式进入河道水体，进而导致水体中的微塑料丰度上升。与国内外其他淡水水体比较而言（见表1），太湖入湖河流水体中微塑料的平均丰度为36.73 n/L，丰度远低于荷兰阿姆斯特丹运河[11]的100 n/L，与巴西戈亚纳河口[12]的31 n/L的丰度相当，略高于中国太湖[13]的丰度值25 n/L，但远高于美国五大湖的29条支流[14]的0.032 n/L、中国长江口[15]的4.14 n/L、中国三峡大坝[16]的4.7 n/L、美国洛杉矶河[17]的12.9 n/L，太湖流域塑料污染属于中等水平。

根据入湖河流的河道特征将河流分为通航河流、城市景观河流以及乡村河流（见表1），各条入湖河流水体中微塑料丰度见图2。从空间上来看，忘虞河、武进港、漕桥河等通航河流的微塑料平均丰度最高，可能由于其更易受到水流扰动以及周围工农业生产和其他人类活动的影响。通航河流通常河道较宽、水量充足，加上大量船只的通行引起水的搅动，导致水中的微塑料难以沉降下来，沉积物中的微塑料在水流扰动之下也会重新进入水体。此外，通航河道沿岸通常分布着大量的化工厂、机械厂，人口密集度高，工业废水、生活污水以及船员的生活垃圾也是微塑料的重要来源之一。城市景观河流的微塑料平均丰度次之，说明植被对微塑料有阻隔作用；乡村河流的微塑料平均丰度最低，表明水环境中微塑料的污染水平与人类活动强度有显著的正相关性[18]。

1.3 入湖河流微塑料的形态特征

各采样点中微塑料都由纤维状、碎片状、薄膜状和颗粒状四种形状组成。两个水期均为纤维性微塑料占主要部分，其中丰水期为72.43%，枯水期为54.85%。纤维状微塑料占比较高可能与生活污水特别是衣服废水中携带的大量衣物纤维有关[19]，有研究表明，每洗一件纤维材质的衣物，就会有约2 000根微塑料纤维随着衣物洗涤脱落，这些纤维会随生活污水进入污水厂进行处理，虽然目前污水处理厂主流的工艺对纤维类微塑料有一定的去除效果，但由于太湖流域高度城镇化，附近的苏锡常是我国重要的工农业基地，人口密度大，日生活污水产量大，大量纤维类微塑料会随着污水厂出水进入自然水体中[20]。同时，太湖流域还是我国重要的水产养殖业基地，渔业活动中的水产养殖以及在此过程中使用的渔具，如刺网、拖网和吊线等，大多数都是由纤维性塑料尼龙聚乙烯制成，长期使用过程中的磨损和老化，也会增加其进入水体的可能性。

枯水期薄膜状微塑料的个数明显增多，薄膜塑料主要用于产品的包装，以及农业活动中的地膜、大棚膜等[21]。枯水期正值太湖流域的秋冬季节，气温降低，为了提高地温、保湿，在换季水果和蔬菜的种植上会大量使用农用地膜和塑料大棚。因此，洗衣脱落的衣物纤维、渔业活动中渔具以及农膜的磨损老化是太湖入湖河流水体中微塑料的主要来源。

从尺寸上看，两个水期微塑料尺寸均以小尺寸为主，集中在20～100 μm。各种尺寸的微塑料在丰水期的数量均显著高于枯水期；从空间上看，通航河流和乡村河流丰枯水期的微塑料的尺寸占比变化明显小于城市景观河流的尺寸占比变化（见图2）。

1.4 太湖入湖河流中微塑料的成分分析

通过显微红外成像技术对太湖入湖河流水体中微塑料进行定性检测，微塑料组成成分为聚对苯二甲酸乙二酯、醇酸树脂、聚氨酯、聚甲醛、聚乙烯、聚氯乙烯、硅树脂、聚丁二烯和聚甲基丙烯酸甲酯。丰水期水体中微塑料的主要成分为聚甲醛（34.66%）和聚氨酯（29.49%）；枯水期水体中微塑料的主要成分为聚氨酯（33.19%）和 聚乙烯（28.8%）。聚甲醛和聚氨酯广泛应用于纺织业、建筑及机械等，聚乙烯则是保鲜膜、包装袋、塑料瓶等的主要材质，因此，太湖流域入湖河流中微塑料可能与发达的工业生产和农业活动有关。

2 长江流域微塑料污染防治現状和问题

2.1 长江流域塑料污染防治现状

20世纪末以来，国家逐渐意识到塑料污染的严重性，开始完善塑料污染控制立法。1995年，颁布了《中华人民共和国固体废物污染防治法》《中华人民共和国海洋环境保护法》，提出“减量化、无害化、资源化”的原则，对固体废弃物的生产、使用、回收、处理处置进行全过程管理。2020年，发改委和生态环境部等九个部门联合印发《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》，实行辖区内责任制、禁止制。随后又针对快递、快餐盒等行业出台相关塑料管理规定。虽然中国已出台多项塑料垃圾管理政策，但在管理体制和河流塑料污染治理方面还存在不足。为加强长江经济带塑料污染治理，2021年发改委与生态环境部印发《“十四五”长江经济带塑料污染治理实施方案》，以长江岸线航运、固废、农业塑料废弃物等问题为治理重点，推动建立废弃物处置长效机制。然而，在废塑料管理体制及污染治理方面还存在不足。

2.2 长江流域塑料污染管理体制存在的问题

2.2.1 区域塑料污染防治存在碎片化治理特性

塑料垃圾污染具有显著的跨区域特征，水体流动性使塑料污染物易向下游迁移，清理责任很容易转移，形成“上游污染下游治理”的恶性循环。目前塑料污染防治仍以属地管理为基础，并未以流域为基础开展塑料污染联防联治。地区经济发展水平和发展需求存在差异，对塑料污染防治的理解和实施往往不一致，在塑料污染联合治理、联合监测、联合执法、生态补偿等方面缺乏协调配合，呈现出碎片化治理的特点。

2.2.2 部门职能划分不清

塑料污染防治涉及生产、流通、消费、回收、处置等多个环节，每个环节都由多个部门管理。《中华人民共和国固体废物污染防治法》规定，由生态环境部对固体废物污染环境的防治实施统一监督管理。国家发改委、自然资源部、住房和城乡建设部、水利部和农业农村部等也有责任监管固体废物造成的环境污染。塑料废弃物管理执行中存在政策目标不明确、部门利益冲突、职能划分不清及资源浪费等问题，导致塑料制品全生命周期闭环管理困难。

2.2.3 防治执法力度不足且治理环节存在盲区

塑料污染具有形成机制复杂、控制场景多的特点。目前控制塑料废物污染的法律法规等主要关注源头减少和过程管理，通过减少生产和消耗、处置过程管理和回收利用来实现塑料的全生命周期控制。然而相关规定分散在若干法律及规范性文件中，缺乏明确性，部分法律法规过于笼统，惩罚措施不明确，塑料污染治理力度不够。

其次，这些措施大多侧重于塑料制品的生产、消费和回收，以及防止和控制塑料污染从土地进入河流成为塑料污染源，很少涉及到水体中塑料污染的处理。印染纺织厂及生活污水处理厂是太湖流域微塑料重要来源，但现有污水处理工艺不包括靶向去除微塑料工艺，现有工艺对小尺寸微塑料去除效率不高。微塑料污染指标未纳入各政府评价指标体系、废水治理清单和生态补偿依据，塑料污染监督评估、责任落实缺乏有效保障，河流塑料污染治理方面仍存在盲区。

2.2.4 塑料污染缺乏长期系统监测

中国对塑料垃圾的监测起步较晚，塑料污染的基础数据不足，跨界监测较少，塑料垃圾进入河流的通量是未知的，主要的污染源也不清楚。所有这些都限制了控制塑料废物和微塑料措施的发展。河流塑料污染相关技术规范和标准未在全国/流域层面出台，不同地区、不同部门之间对塑料垃圾和微塑料的检测监测标准、技术、指标没有统一，造成监测数据的信息壁垒和资源浪费。

2.2.5 共商机制尚未形成

当今的塑料污染问题需要政府、私营部门和民间社会的共同努力。然而，企业和利益相关者的社会责任意识和能力建设普遍薄弱，政府在支持企业社会责任方面的作用尚未得到充分发挥。目前的塑料污染管理法规和政府决策未能认识到企业部门参与的治理潜力，缺乏有效的经济激励或监管措施来鼓励更多企业履行其预防和控制塑料污染的社会责任。政府主导、企业负责、公众参与式的塑料污染防治体系尚未形成。

3 长江微塑料污染管控能力提升建议

3.1 促进区域协同，建立塑料污染管控专项协作机制

由生态环境部、水利部派出的流域管理机构，会同流域内各省级河长办建立长江流域塑料污染管控专项协作机制，省内各级河长办根据需要建立跨区域塑料污染管控专项协作机制，协同解决流域内跨区域性塑料污染突出问题。联合开展岸线塑料垃圾清理整治，加强入河塑料污染源排查和面源污染防治，加强塑料污染研判预警、协同污染处置、综合整治农村塑料垃圾污染问题等工作，共同推进水环境塑料污染联防联治。

3.2 加强部门联合，严格塑料垃圾全过程管控

流域内各地方以河长制办公室为平台，建立河长挂帅，发改委、水利、生态环境等各成员单位协同的塑料污染管控联动机制，明确各部门主体管理责任，形成从源头到海洋的塑料污染管控合力。例如，在水体塑料垃圾末端处置过程中，由住房城乡建设等部门加強城市雨污管网中塑料垃圾收集、拦截、处置能力建设；由水利部门加强河道管理范围内的垃圾乱堆监管，并会同生态环境部门开展江河湖泊、港湾塑料垃圾清理和清洁海滩行动；由农业农村等部门加强渔业弃置设施、水产养殖农业塑料设施的使用管理；由文化与旅游等部门加强水上旅游观光生活废弃物的收集和集中处理，解决塑料垃圾入海前的积聚问题。将流域塑料污染管控列入全面推行河湖长制工作部际联席会议重要议事事项，协调解决跨区域、跨部门塑料污染突出问题，深化塑料污染管控工作的部际合作。

3.3 建立完善联合执法监管机制，强化塑料垃圾联合巡查与监管

在长江流域塑料污染管控专项协作机制下，各成员单位协同有关部门严格按照《环境保护法》《水污染防治法》《长江保护法》等要求，开展废弃塑料回收、利用、处置等环节环境监管，充分利用卫星遥感、无人机、视频监控、站网监测等方式，开展跨界水域塑料垃圾联合巡查与保洁等日常管护，及时发现并处置相关问题。协同推进废弃塑料加工利用行业整治，依法查处违法排污、乱扔乱堆垃圾，倾倒、填埋、贮存、堆放废弃塑料等行为，严格执行排放标准，控制排污总量，并做好涉塑料环境污染和生态破坏行为线索的移交和立案查处。

3.4 推进流域塑料污染监测评估与信息共享

制定全流域协调统一的塑料和微塑料监测评价指标、标准和技术方法，建立健全水域塑料垃圾长期跟踪监测体系及常态化工作机制。在长江沿岸主要农业生产区、城镇工业区、河湖重要跨界断面、入河口、入海口等重点区域定期组织开展塑料和微塑料污染现状调查，构建长江流域塑料垃圾污染数据库，推动开展长江流域重要断面塑料污染状况评价，并将评价结果作为河长制考核指标。建立健全流域塑料污染信息共享机制，加强流域与区域、区域与区域、行业与部门间塑料污染管控信息互联互通。

3.5 推动建立长江流域塑料污染治理多方共商机制

以河长制为抓手，搭建政府、企业、高校及科研机构、社会组织和公众等多方利益相关者的议事协商和协调协作平台，探索建立长江流域塑料污染治理多方共商机制，以加强信息共享与公开，充分发挥企业主体责任，强化政府监督管理，引导多元主体共同应对和处理塑料污染事件，凝聚形成从源头到海洋的塑料污染防治新格局，持续改善长江流域水生态环境。

3.6 重视和加大科技支撑力度

开展长江微塑料污染危害研究，充分了解微塑料含量、类别与分布等基本特性，分析微塑料污染与经济结构、产业布局之间关系，针对微塑料在水体及土壤环境中的迁移转化规律、降解机制与潜在环境风险开展深入研究。高度重视固体废弃物处置和资源化利用领域科技创新，推动绿色高效可降解及全降解材料研发及其成果尽快转化。提高水体塑料污染治理水平，以印染、塑料制造、废塑料回收等企业废水治理为重点，开展针对不同水体中形态与性质各异的微塑料高效去除关键技术研究和示范性应用。

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Status and Management of Microplastic Pollution in the Yangtze River Basin

ZHANG Yimin1，3，LI Ying1，2，LI Dagang1，GAO Yuexiang1，CHEN Ting1，ZHANG Zhiwei1

（1. Nanjing Institute of Environmental Sciences，Ministry of Ecology and Environment，Nanjing 210042，China；

2. School of Energy and Enviroment，Southeast University，Nanjing 210096，China；3. Ecological Civilization Working Committee of Jiangsu Democratic League，Nanjing 210024，China）

Abstract：Since the 1950s，plastic has been widely used. Due to the inadequate waste recycling system and waste management system，large quantities of discarded plastic waste enter the environment and ecosystems，posing significant potential ecological risks. As an emerging pollutant，microplastics have become a global concern and a prominent environmental issue. In this paper，we investigated the spatial and temporal distribution，abundance，particle size and polymer composition of microplastics in the water bodies of 15 major inlet rivers in the Taihu Lake basin. On this basis，we analyzed the problems of microplastics management in the Yangtze River Basin and offered corresponding suggestions. It is expected to serve as a reference for plastic pollution prevention and control in the basin.

Key words：microplastics；pollution；Taihu Lake；the Yangtze River Basin

收稿日期：2023-09-02

基金項目：扬州市长江水生态环境保护研究项目（ZX-QT-202301-003）；长江塑料污染治理共商机制研究项目（HX-LYS-202105-0267）

作者简介：张毅敏，女，二级研究员，博士，主要从事水体污染控制、湖泊富营养化治理及农业面源污染治理等工作。

E-mail：zym7127@163.com