微塑料对冰生消及密度的影响研究

随着海洋及淡水中塑料垃圾数量的急剧增加,以乌梁素海为代表的寒区淡水湖泊中微塑料含量增长显著,冰封期结冰会促进微塑料富集于冰盖中,为深入理解微塑料在寒区冰冻区的环境迁移特点,利用自制结冰装置试验模拟湖水结冰期、融冰期,揭示微塑料对冰厚度增长率、消减率以及冰密度的影响。结果表明,微塑料的赋存促进冰生长,并且冰厚度增长值随微塑料丰度增加呈现出先增加后减小的趋势;且微塑料阻碍冰层融化,随着微塑料丰度的增加阻碍作用愈加明显。通过对不同条件下冰样密度进行观测发现,冰密度的变化是微塑料丰度和结冰温度为主导、微塑料粒径存在微弱影响的一种共同作用,微塑料丰度和结冰温度会对冰的生消过程和冰密度的变化造成影响。

微塑料对融冰过程中典型污染因子释放的影响研究

为探究融冰过程中微塑料赋存对岱海典型污染因子释放规律的影响,采用室内模拟的方式,通过设置不同冻结条件(冰体厚度、初始温度及方式、初始浓度)探究各典型污染因子在融冰过程中的释放规律,并采用融出比例(E)表征污染因子融冰过程中的释放能力.结果表明,微塑料的赋存与初始条件的改变会影响污染因子的分布规律,从而对污染因子在融冰过程中的初期释放量造成一定影响,但并不能改变污染因子初期大量释放,随后少量均匀释放的释放规律;而相同初始条件下微塑料赋存使污染因子在融冰初期的释放量增加,使融出比例E下降2.59%~5.02%,这表明微塑料在冻融过程中不仅会将部分污染因子携带到冰体中,还对融冰过程中污染因子的释放起到一定的滞后作用;此外融冰过程中微塑料对于污染因子释放规律的影响可以从冰体微观结构与冰体融化机理两方面得到解释.

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力.结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释.