2025, Vol. 46
2. 云南省生态环境科学研究院, 昆明 650034
, HOU Lei1 , WANG Hua1 , FU Li-song1 , WANG Yan-xia1 , LI Xiao-lin1 , WANG Wan-bin2 , LIANG Qi-bin1
2. Yunnan Research Academy of Eco-environmental Sciences, Kunming 650034, China
粒径 < 5 mm的塑料颗粒被定义为微塑料[1], 其具有较大比表面积, 易吸附其他污染物造成复合污染, 可促进污染物的生物积累及迁移, 对环境和人类健康存在潜在威胁, 被列为生态和环境领域的第二大关键科学问题[2 ~ 4]. 微塑料研究始于海洋环境, 随后在内陆淡水环境逐步开展, 在巴西海湾[5]、印度库马拉斯瓦米湖[6]、我国长江[7]和黄河流域[8], 甚至南极和北极的极地地区[9]都有检出, 并发现河流是微塑料输移入湖和入海的重要通道, 湖泊是微塑料在陆地的重要汇集地[10,11]. Huang等[12]发现不同区域水体微塑料分布存在空间差异性, 农业和人口密集区域的河流存在高丰度特征（> 6 500 n·m-3）, 破碎产生的微塑料可通过地表径流发生迁移而进入河流. 潘雄等[13]研究发现支流微塑料丰度高达27 734 n·m-3, 支流汇入是微塑料迁移至库区的重要途径. Dusaucy等[14]发现湖泊微塑料丰度分布不均（0.27~34 000 n·m-3）, 支流和干流可携带微塑料发生水体间迁移. 因此, 微塑料广泛存在于河流和湖泊水体中, 径流是微塑料在河流、湖泊和海洋环境中迁移的重要方式[15].
汇流是流域内的降水形成净雨后从流域各处向流域出口断面汇集的过程, 包括坡面汇流和河道汇流两个阶段[16]. Nizzetto等[17]研究发现残留在土壤中的微塑料比例为16%~38%, 其余大部分微塑料最终会从土壤迁移进入水体, 成为水环境中微塑料污染的来源. 有学者认为降雨和汇流可使土壤团聚体破碎进而发挥输移作用[18], 微塑料可随径流和泥沙而发生迁移, 坡面汇流影响土壤-水体微塑料的迁移. Zhang等[19]在模拟和自然降雨下土壤微塑料迁移试验中发现, 土壤微塑料可通过降雨汇入至周边水体, 小粒径微塑料（< 1 mm）具有更高的迁移率. Rehm等[20]发现土壤侵蚀是微塑料进入水生生态系统的一个潜在重要来源. 水力作用和气候因素等环境因素会影响微塑料的迁移, 水流交汇是天然河道普遍存在的自然现象, 由于支流的汇入, 粒径小的微塑料易随支流汇入干流和湖库, 导致丰度增加[13,21]. 有研究显示城市干流、河流下游、河口和污水处理厂出水口等汇流处水体的微塑料丰度显著高于其支流或上游, 因边壁的阻滞作用在汇流口可形成停滞区, 水体微塑料的丰度随水流迁移方向逐渐增加, 易造成污染物累积, 汇流处可能是微塑料污染的聚集处[21,22]. Laermanns等[23]在模拟降雨事件时发现, 微塑料可通过径流发生运输和积累. 上述研究发现, 坡面汇流和支流汇流是影响水体微塑料分布的重要因素. 小流域作为相对独立和封闭的自然汇水区域, 流域内污染物可能随坡面汇流或支流汇集于下游湖泊等水体, 对下游水体带来极大的生态环境风险, 而小流域尺度下汇流对水体微塑料污染分布的影响尚不明晰, 缺乏对小流域微塑料污染的整体性认识. 因此, 探讨汇流对小流域水体微塑料迁移和分布的影响具有重要意义.
洱海作为大理州重要饮用水源地, 是云南省第二大高原湖泊, 也是我国“新三湖”重点保护湖泊之一[24]. 罗时江是洱海北部重要的补给水源, 为洱海贡献13%的水量, 但目前该小流域水体微塑料污染状况尚不清楚. 此外, 前期研究发现罗时江小流域内耕地、河岸带、林地和草地土壤中均检出微塑料[25], 且小流域为典型高原山地, 坡度较大, 坡面汇流对微塑料迁移影响尚不明晰. 为此, 采集罗时江小流域主要支流、干流和湖泊水体样品, 基于密度浮选法分离提取微塑料, 结合多样性指数量化微塑料特征组成, 从小流域尺度分析不同水体微塑料污染特征, 结合土壤微塑料污染状况, 探讨坡面汇流及支流汇流对水体微塑料污染分布的影响, 以期为后续开展小流域尺度下水体微塑料迁移研究提供数据基础, 同时为洱海罗时江小流域微塑料污染管控提供科学依据.
1 材料与方法 1.1 研究区概况和样品采集洱海作为大理州重要饮用水源地, 是云南省第二大高原湖泊, 洱海流域位于金沙江、澜沧江和元江三大水系分水岭地带, 属典型的低纬度高原亚热带季风气候, 干湿季节明显, 湿季为5~10月, 干季为11月至次年5月. 罗时江为洱海北部重要入湖河流, 发源于大理州洱源县右所镇下山口附近, 经右所、邓川和上关这3镇, 南至沙坪九孔桥注入洱海, 全长18.29 km, 年均径流量0.53亿m3, 湿季径流量占全年的76.20%, 而7月和8月的径流量约占全年的40.01%. 罗时江小流域地处东经99°58′28″~100°06′48″, 北纬25°55′30″~26°04′25″, 面积135.01 km2（图 1）, 小流域内地形呈西高东低的趋势, 西部平均海拔约2 500 m, 主要分布林地、灌木地和草地, 零星分布有少量村庄和坡耕地；而东部地势平坦, 坡度不超过5°, 平均海拔为1 930 m, 村庄和农田密集分布, 人口密度大, 人类活动强度大. 小流域近几年的年均降雨量为698.88 mm, 降雨主要集中在湿季, 占全年降雨量的91.03%, 而7月和8月的降雨量约占全年的57.19%. 西湖是小流域内唯一的天然淡水湖泊, 湖泊面积为340.41 hm2, 平均水深为1.8 m, 蓄水量为593万m3.
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图 1 罗时江小流域水体采样点分布示意 Fig. 1 Distribution of surface water sampling sites in the Luoshijiang sub-watershed |
根据研究区地形条件、人类活动状况及河道汇流情况, 结合样品代表性原则, 共设置17个采样点（图 1）, 选择罗时江西侧的4条支流布设8个采样点（记为B11~B42）, 其中B11、B21、B31和B41为4条支流背景断面, B41样点采样期间断流无样品, B12、B22、B32和B42为支流经过村庄和农田、汇入干流前的样点；在罗时江干流设置5个采样点（记为R1~R5）, 其中R1为干流上游背景断面, R2~R4分别为支流汇入干流后控制断面, R5为流域出口断面；流域内的西湖布设4个样点（记为L1~L4）. 考虑该区域降雨主要集中于7和8月, 于2022年7月采集水样, 参照袁海英等[26]的方法现场采集微塑料样品, 每个样点使用水质采样器采集2 L水样, 设置2个重复, 经孔径20 μm不锈钢滤网抽滤, 将筛网置于玻璃培养皿, 封口膜密封后做好标记, 带回实验室.
1.2 样品处理及分析水体样品微塑料的分离与提取参照文献[26]的方法进行. 用蒸馏水将滤网上的截留物冲洗至500 mL烧杯中, 置于电热恒温鼓风干燥箱烘干至恒重；依次加入0.05 mol∙L-1 Fe（Ⅱ）和30% H2O2溶液各20 mL消解有机质；再按每20 mL样品加入6 g NaCl进行浮选, 用直径47 mm、孔径0.7 μm的玻璃纤维滤膜（Whatman GF/F）进行真空抽滤, 滤膜置于玻璃培养皿自然风干. 将自然风干的滤膜置于体视显微镜（Olympus SZX16, 日本）下进行微塑料的形态鉴定, 并拍照记录形状和颜色等污染特征, 利用Nano measure 1.2软件测定微塑料粒径. 据水流特征, 分别选取支流、干流和湖泊样点随机挑取180个微塑料样品, 利用显微傅里叶红外光谱仪（μ-FTIR, Thermo Scientific Nicolet 10, 美国）测定红外吸收光谱, 根据标准图谱比对结果确定聚合物类型, 相似度均大于60%.
1.3 质量控制在实验过程中, 使用的器皿及器材均为不锈钢或玻璃材质, 使用前均用蒸馏水润洗3次, 实验过程中穿棉质实验服, 全程佩戴一次性乳胶手套, 避免二次污染. 设置3个空白对照组（以超纯水水代替水体样品）进行实验, 执行相同操作以估算实验环境中微塑料的背景污染水平.
1.4 微塑料多样性指数评价微塑料多样性指数作为表征微塑料形貌特征丰富度的指数, 已被用于解析微塑料的潜在来源的种类. 为明确不同环境中微塑料群落之间的联系, 采用Li等[27]提出的微塑料多样性综合指数（MDII）以评估微塑料潜在来源. 本研究调查结果显示微塑料形状纤维占比高达99.37%, 形状多样性较低, 因此, 多样性评估未涉及微塑料形状特征. 综合考虑微塑料的粒径、颜色和聚合物信息, 基于微塑料的Simpson-size、Simpson-color和Simpson-polymer这3个多样性指数, 建立微塑料多样性综合指数, 以反映微塑料群落组成, 指示污染源种类. 根据微塑料与生物群落的相似性, 基于“微塑料群落”的概念, 利用微塑料多样性综合指数研究不同环境下微塑料群落的差异、联系和多样性, 具体公式如式（1）和式（2）.
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(1) |
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(2) |
式中, MDII为微塑料多样性指数, Simpson为辛普森指数, i为粒径（size）、颜色（color）和聚合物（polymer）等微塑料污染特征, s为某微塑料群落中污染特征的总数, Pi 为某微塑料群落中i微塑料数量占微塑料总数的比例. 与辛普森指数相似, 微塑料多样性指数在0~1之间, 数值越接近0, 微塑料的多样性就越低.
1.5 数据处理为探讨坡面汇流对洱海罗时江小流域水体微塑料污染的影响, 对照课题组于2022年对罗时江小流域典型地类土壤微塑料的研究成果[25], 分析罗时江水体与临近样点的土壤微塑料污染特征的关系, 推测土壤微塑料往水体迁移的可能性, 探究坡面汇流对小流域水体微塑料污染分布的影响.
以每m3水中微塑料的数量表示微塑料丰度, 记作“n·m-3”. 在SPSS 25.0中采用最小显著性差异法（LSD）完成数据差异性分析, 用Origin 2021绘制小提琴图、弦图、柱状图、相关性热图和雷达图等.
2 结果与分析 2.1 水体微塑料丰度及聚合物类型调查结果显示, 罗时江小流域水体中微塑料平均丰度为（12 484±1 098）n·m-3, 各采样点从3 000~25 500 n·m-3不等[图 2（c）]. 其中, B12样点丰度最低, 为3 000 n·m-3, 而L4丰度高达25 500 n·m-3, 是B12的8.5倍. 差异性分析结果显示干流和湖泊微塑料丰度（14 500 n·m-3和16 562 n·m-3）显著高于支流（8 714 n·m-3, P < 0.05）, 干流R1显著高于R2和R3（P < 0.05）, 湖泊中L4丰度显著高于L1、L2和L3（P < 0.05）, 下游高于上游的结果表明, 水体微塑料丰度在空间上分布不均, 不同类型水体间存在显著差异.
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（a）和（c）微塑料丰度, （b）微塑料聚合物类型；不同小写字母表示不同水体和不同采样点水体微塑料丰度差异显著（P < 0.05） 图 2 罗时江流域水体微塑料丰度和聚合物类型分布 Fig. 2 Abundances and polymer types of microplastics in the water of the Luoshijiang sub-watershed |
显微傅里叶红外光谱分析结果表明, 随机挑选的180个疑似微塑料共鉴定出6种类型, 分别为人造丝（rayon, RY）、聚酯（polyester, PES）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate, PET）、玻璃纸（cellophane, CP）、聚乙烯（polyethylene, PE）和聚丙烯（polypropylene, PP）. 其中, RY（47.16%）和PES（28.41%）为本研究区最常见的类型, 其次是PET（13.64%）、CP（7.95%）、PE（1.70%）和PP（1.14%）. 干流微塑料聚合物类型更为丰富（6种）, CP仅在干流中检出, 而支流中较为单一（仅检出3种）, 如图 2（b）所示. 总的来说, 罗时江小流域水体微塑料以RY和PES为主（75.57%）, 不同类型水体间存在较大差异, 干流较湖泊和支流更丰富.
2.2 水体微塑料粒径、形状和颜色分布将微塑料粒径分为0.2~0.5、0.5~1、1~2和2~5 mm共4个尺寸进行归类, 各样点的微塑料粒径分布存在差异. 如图 3所示, 罗时江小流域水体微塑料粒径主要集中于0.2~1 mm（73.59%）, 小粒径占比较高. 不同类型水体微塑料粒径存在显著差异, 支流和湖泊中2~5 mm微塑料平均占比显著高于干流（P < 0.05）, 而其他粒径范围差异不显著.
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图 3 罗时江小流域水体微塑料粒径分布 Fig. 3 Distribution of microplastic sizes in the water of the Luoshijiang sub-watershed |
纤维是罗时江小流域水体最常见的形状（如图 4）, 其占比高达99.37%, 碎片占比则低至0.63%. 各类型水体微塑料形状差异不明显, 均以纤维为主, 支流和湖泊中有少量碎片微塑料检出. 经检测, 75%的采样点中纤维微塑料分布占比高达100%, 25%采样点中有碎片微塑料检出, 但其分布占比最高仅6.67%.
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（a）~（e）纤维；（f）~（i）碎片 图 4 罗时江小流域水体代表性微塑料照片 Fig. 4 Representative images of typical microplastics in the water of the Luoshijiang sub-watershed |
罗时江小流域各类型水体微塑料颜色分布差异不明显, 所有水体样品微塑料以透明为主, 占比达65.08%, 其次为蓝色、白色和黄色等, 各类型水体中微塑料颜色均较为丰富（≥6种, 如图 5）.
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图 5 罗时江小流域水体微塑料颜色分布 Fig. 5 Distribution of microplastic colors in the water of the Luoshijiang sub-watershed |
基于以上水体微塑料污染特征, 由式（1）和式（2）计算得到罗时江小流域各类型水体MDII结果, 如表 1所示. 整个区域水体微塑料多样性综合指数（MDII）大小为0.63, 其中3种水体MDII大小表现为干流（0.66）最大, 其次为支流（0.61）, 湖泊最小（0.56）. 整体来看, 微塑料多样性指数均处于中等大小, 微塑料污染来源的种类均处于中等水平.
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表 1 罗时江小流域各水体微塑料多样性指数 Table 1 Diversity index of microplastics in the water of the Luoshijiang sub-watershed |
2.3 罗时江小流域水体微塑料汇流特征
为探讨汇流对水体微塑料污染的影响, 基于罗时江小流域典型地类土壤微塑料状况[25], 分析了土壤与水体微塑料、支流与干流微塑料主要污染特征的相关性, 结果如图 6所示. 水体中微塑料的3种粒径（0.2~0.5、0.5~1和1~2 mm）、透明、纤维和PES等污染特征均与临近土壤样品中微塑料的呈显著正相关（P < 0.05）, 水体中微塑料RY和2~5 mm等污染特征与临近土壤中微塑料的相应特征正相关, 水体中蓝色微塑料分布与土壤透明微塑料正相关[图 6（a）]. 进一步分析不同土地利用土壤对周边水体微塑料污染分布的影响, 结果如图 7所示, 水体PES占比与耕地土壤的更接近, 水体与耕地、林地和河岸带土壤均以纤维、0.5~1 mm小粒径微塑料为主, 展示了水体与土壤中微塑料污染的相似性, 表明坡面汇流是促进土壤微塑料向临近水体迁移的潜在因素.
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（a）水体与土壤微塑料污染相关性, a1. 0.2~0.5 mm, a2. 0.5~1 mm, a3. 1~2 mm, a4. 2~5 mm；（b）支流与干流微塑料污染相关性, b1. 0.2~0.5 mm, b2. 0.5~1 mm, b3. 1~2 mm, b4. 2~5 mm；红色表示正相关, 蓝色表示负相关, 颜色由浅至深表示相关性由小到大；椭圆面积大小代表相关性大小, 椭圆向右倾斜表示正相关, 向左倾斜表示负相关；*在0.05的水平下（双尾）相关性显著, **在0.01的水平下（双尾）相关性极显著 图 6 罗时江小流域环境介质间微塑料污染特征相关性热图 Fig. 6 Correlation heatmap of pollution characteristics of microplastics in different environmental media in the Luoshijiang sub-watershed |
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图 7 罗时江小流域水体与土壤微塑料污染特征比较 Fig. 7 Comparison of microplastic pollution characteristics between water and soil in the Luoshijiang sub-watershed |
支流中1~2 mm和2~5 mm微塑料与干流中0.2~0.5 mm和0.5~1 mm微塑料正相关, 支干流PET和PES分布均表现出正相关关系[图 6（b）]. 此外, 干流的微塑料丰度显著高于支流的丰度[P < 0.05, 图 2（a）], 且干流多样性指数高于支流（表 1）, 表明支流汇流促进了微塑料在小流域河网中的输移.
3 讨论 3.1 罗时江小流域水体微塑料污染特征及来源水体微塑料丰度分布不均, 存在空间差异性. 由图2（a）和2（c）可知, 罗时江小流域水体微塑料丰度范围为3 000~25 500 n·m-3, 平均丰度为（12 484±1 098）n·m-3, 以我国地表水环境中水体微塑料的丰度范围（0~204 183 n·m-3）和平均丰度（5 465 n·m-3）作为参考值[28], 与国内部分淡水环境中微塑料含量相比[7,8,29 ~ 34], 丰度污染处于较高水平（表 2）. 与国外部分地区相比, 远高于印度恒河[35]和孟加拉国孟加拉湾莫赫什卡利海峡[36], 与英国泰晤士河[37]相近, 处于偏高水平.
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表 2 不同地区水体微塑料污染特征比较1） Table 2 Comparison of microplastic pollution characteristics in the water of different areas |
水体微塑料分布与人类活动密切相关. 沿河流纵向来看, 微塑料丰度分布表现为下游 > 上游, 其主要原因是上游是山区型河流, 坡度较大, 加之人类活动强度相对较小, 微塑料丰度相对较低；而下游地区坡度较小, 沿岸村庄聚集, 人口较上游密集, 人为干扰较大, 沿岸人类活动产生的塑料垃圾较多, 微塑料丰度相对偏高. 罗时江小流域集中分布有76个自然村, 总人口48 015人, 其中农业人口占比达98.78%, 人类活动是微塑料的重要污染来源. 据调查, 罗时江小流域人口密度为356人·km-2, 下游农民人均纯收入（69 585元）高于上游（45 726元）, 区域经济发展状况也是影响微塑料污染分布的重要因素. 人口密集、建筑面积大以及农业活动强度高等原因可进一步加剧区域微塑料污染[38].
人类活动强度是影响微塑料粒径和形状分布的重要因素. 0.2~1 mm的小粒径微塑料在该研究区水体中占主导地位, 且随粒径增大, 丰度有不断下降的趋势, 粒径越小丰度越高, 与之前有学者关于地表水微塑料研究中微塑料粒径越小丰度越高结论一致[39]. 本次调查发现, 罗时江小流域水体微塑料粒径普遍较小, 是该水体微塑料丰度较高的重要原因之一. 此外, 经过人类活动频繁的村庄（B12~B32样点）, 0.2~0.5 mm微塑料占比减小, 0.5~1 mm占比增大, 表明居民生产生活可增加微塑料来源, 人类活动强度影响微塑料粒径分布. Lin等[40]发现在工业和农业发达的人口稠密地区, 水环境中的微塑料丰度相对较高, 同样印证了人类活动对水环境微塑料分布的影响.
居民日常生活污水的排放可能增加微塑料污染水平. 结合实地采样及调查情况分析, 罗时江小流域微塑料的主要来源是人类活动产生的塑料垃圾和生活污水等面源污染. 据调查结果显示, 透明微塑料在罗时江小流域内分布较为广泛, 一方面可能是塑料袋、尼龙网和农业用品等透明塑料制品的使用, 另一方面是彩色微塑料在光照、热能、水力及水中生物作用下风化和褪色, 尤其在紫外线较高的云南地区, 辐射作用较强, 加速了彩色微塑料的褪色过程[41,42]. 可见, 人类日常生活中透明塑料制品的广泛使用及其他颜色微塑料褪色是透明微塑料占比高的原因, 人类活动产生的生活垃圾是水体微塑料重要来源. 另外, 纤维在该小流域水体分布高达99.37%, 为水环境主要微塑料形状, 与以往研究结果相同[7,8,10]. 结合流域内微塑料颜色分布丰富, 推测居民日常洗衣污水的排放增加了微塑料颜色丰富度, 提高了微塑料污染水平.
微塑料多样性指数结果显示, 该小流域3种水体微塑料形状方面无较大差异, 以纤维占主导地位, 表现出较低的形状多样性指数水平, 土壤与水体纤维微塑料分布表现为正相关, 土壤微塑料可能来源于水环境, 同样证实了居民生活污水的排放是水体微塑料的重要来源. 李文刚等[43]也指出, 水体中纤维状微塑料污染与流域及其河水系受纳的生活污水有密切关联. 本研究发现RY和PES为各水体主要分布类型, 而RY是国内最普遍的人造纤维之一, 主要用于个人卫生产品和纺织品, PES被用于生产面料和各种服装, 清洗此类物质时易通过洗衣生活污水进入水体, 导致丰度增加, 再次证实了生活污水是重要来源[44]. 本研究还发现罗时江小流域内的重要湖泊西湖周边伴有居民区分布, 人类活动强度大, 推断居民日常生产生活增加了湖泊微塑料丰度, 造成湖泊显著高于支流的结果（P < 0.05）. 而微塑料多样性综合指数则表现出最低水平, 这可能是湖泊微塑料聚合物类型更单一, 颜色丰富度较低, 导致多样性综合指数不高, 说明其来源种类较少. 从颜色来看, 罗时江小流域水体微塑料颜色多样性指数整体呈现支流 > 干流 > 湖泊的结果, 支流表现出较为丰富的颜色多样性, 表明支流中微塑料颜色多样的污染源种类较多, 实地采样时发现沿支流有村庄分布, 居民生活垃圾可能是微塑料的潜在来源之一, 且沿支流有耕地分布, 农业上肥料和农药的施用可能也是支流微塑料的来源. 另外, 本研究结果显示水体蓝色微塑料与土壤透明微塑料正相关, 受自然因素影响水体中彩色微塑料在生物或自然因素下可褪色为透明, 通过农业灌溉的方式进入土壤, 进而增加透明微塑料的丰度. 除生活污水外, 农业输入也是水体微塑料来源之一.
3.2 汇流作用对微塑料污染分布的影响自然水体汇流可通过坡面汇流、支流汇流影响土壤和水体微塑料的污染分布. 降雨事件发生时, 降雨强度和上方汇流强度的增加使坡面径流动能增加, 可发生坡面汇流, 土壤中污染物可经地表径流汇入周边水体[45,46]. 本研究发现水体中微塑料的3种粒径范围（0.2~0.5、0.5~1和1~2 mm）、透明、纤维和PES等污染特征与邻近土壤中微塑料的相应特征呈显著正相关关系（P < 0.05）, 水体微塑料与土壤微塑料RY分布表现为正相关, 表明水体中微塑料污染分布与周围土壤环境有关, 坡面汇流作用可能是微塑料从土壤向水体迁移的重要驱动因素. Rehm等[20]也同样认为土壤可能是微塑料进入邻近生态系统的一个重要来源. 此外, 本研究结果显示小流域水体与土壤均以纤维和0.5~1 mm小粒径微塑料为主, 表明小粒径微塑料更容易随坡面汇流发生迁移. 特别是罗时江水体中PES和0.5~1 mm微塑料分布与耕地土壤更为相似, 受翻耕等人类活动因素的影响, 耕地土壤中的微塑料更容易流失至下游水体, 成为罗时江小流域水体微塑料的重要来源. Zhang等[19]认为降雨可影响微塑料的迁移和分布, 易受土壤侵蚀影响的耕地可能是水生生态系统一个重要的微塑料来源. 有研究表明降雨和汇流使大粒径团聚体破碎为更小粒径的团聚体, 进而发挥输移作用, 也印证了这个推测[20]. 本研究采样时间为7月, 多年平均月降雨量高达191 mm, 降雨较为集中, 叠加山高坡陡的地形条件, 易产生坡面汇流, 微塑料随水土流失而发生迁移, 加之流域封闭半封闭特性, 微塑料可随水流汇集进入下游河湖水体, 进而影响罗时江小流域水体微塑料污染分布.
除坡面汇流作用外, 支流汇流也会影响水体微塑料分布, Niu等[47]研究发现, 降雨不仅使河道水体中微塑料丰度增加, 还改变了微塑料的污染特征. 本研究发现, 罗时江小流域水体微塑料丰度分布具体表现为干流和湖泊显著高于支流（P < 0.05）, 支流水体微塑料汇入, 并在干流和湖泊中滞留, 进而加重水体微塑料污染, 这表明水体汇流作用和滞留效应可影响微塑料分布, 罗时江干流和西湖是该小流域水体中微塑料的重要汇. 而有学者[7]发现长江流域支流具有滞留作用, 微塑料污染比干流更严重（赣江除外）, 与本研究结论不一致, 可能是罗时江小流域为高原坝区农业型流域, 受地形、水流速度和河岸带等因素影响, 该流域干流和湖泊滞留作用更明显, 微塑料丰度更高. 另一方面, 罗时江小流域村庄主要沿干流和湖泊分布, 其周围人口分布较支流聚集, 受人类活动影响更大, 丰度相对偏高. Zhang等[7]曾通过调查长江流域不同水体（河流、湖泊及水库）微塑料分布特征时, 发现人口密度和城市化程度是影响水体中微塑料丰度的重要因素. 此外, 本研究发现流经湖泊, 微塑料丰度呈增加趋势, 湖泊水动力弱且滞留时间长, 可促进大块塑料破碎变小, 加之封闭特性有利于微塑料累积, 成为污染物“汇”. 受水动力条件影响, 微塑料在流域内部易发生汇聚, 加剧微塑料污染, 下游比上游微塑料污染更严重, 说明支流汇流过程是影响水体微塑料污染分布的原因之一.
本研究结果显示, 支流汇流也可影响水体微塑料的分布. 支流大粒径微塑料（1~2 mm和2~5 mm）与干流小粒径微塑料（0.2~0.5 mm和0.5~1 mm）呈正相关关系, 干流小粒径微塑料可能来自支流汇流过程, 大粒径微塑料受水流作用破碎变小汇流至干流水体, 导致干流小粒径微塑料丰度增加. 罗时江小流域年均径流量0.53亿m3, 湿季径流量占全年的76.20%, 而7月和8月的径流量约占全年的40.01%, 水流汇入可携带污染物的迁移, 增加微塑料丰度. 同时, 支流汇入干流之后, 1~2 mm微塑料占比有增加的趋势, 流入湖泊后0.2~1 mm小粒径微塑料占比增加, 流经湖泊占比呈现先减后增的规律, 流经湖泊2~5 mm大粒径则呈降低的趋势. 这可能是由于湖泊水动力较弱, 微塑料将持续存在于地表水和沉积物中, 滞留时间长, 导致大粒径微塑料部分沉积, 水体中占比下降[14]. 罗时江小流域具有封闭半封闭性, 流域内支流、干流和湖泊水体均会汇入罗时江, 污染物最终随水入湖进入洱海, 影响水体微塑料污染分布, 加剧洱海水环境潜在微塑料污染风险.
微塑料的聚合物类型是判定微塑料来源的重要依据, 汇流过程影响聚合物的分布. 从聚合物分布来看, 各类型水体多样性指数表现出一定的差异. 聚合物多样性指数最大的是干流, 其次是湖泊, 最小是支流, 说明干流和湖泊中聚合物污染来源种类更多, 与其能承接并截留不同来源的微塑料有关, 说明受汇流过程中水流汇入的影响, 累积效应使得干流和湖泊聚合物类型更丰富. Zhao等[29]发现支流在微塑料运输过程中发挥着重要作用, 支流系统的参与可使丰度增加20倍, 预估微塑料从钱塘江到杭州湾每年将流入2831 t, 或将显著提高下游和河口等汇流处水体微塑料丰度. 其次, 水体微塑料多样性均低于耕地、林地和河岸带土壤, 说明水体微塑料聚合物类型较单一, PES分布占比与耕地土壤更为相似（如图 7）, 可能来源于土壤微塑料的迁移. RY和PES为3种水体主要微塑料分布类型, 支干流PES分布均表现出正相关关系, 而出湖口R5样点与入湖口R1样点相比, 其PES占比增加了11.11%, RY占比明显降低了38.89%, 推测原因可能是RY密度（1.50 g·cm-3）较PES（1.38 g·cm-3）大[48], 汇流过程中密度大的RY更容易沉积, 导致占比降低, 说明支流汇流影响水体微塑料聚合物类型的分布. 累积效应影响汇流中微塑料分布, 支流同样是干流和湖泊微塑料的重要来源.
4 结论（1）罗时江小流域水体微塑料平均丰度为（12 484±1 098）n·m-3, 聚合物类型主要为人造丝（RY）和聚酯（PES）, 纤维状和0.2~1 mm的微塑料占主导地位, 粒径越小丰度越高.
（2）罗时江干流和西湖水体微塑料丰度显著高于支流（P < 0.05）, 且微塑料多样性指数评价结果表现为干流 > 支流 > 湖泊, 微塑料聚合物类型和颜色种类也以干流最为丰富, 支流汇流增大了干流的微塑料丰度和多样性指数.
（3）水体中微塑料的粒径、透明、纤维和PES等污染特征均与临近土壤样品中微塑料的呈显著正相关（P < 0.05）, 土壤与水体微塑料的多样性表现出更高的相似性, 坡面汇流影响罗时江水体中微塑料的污染分布.
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