| 中国西部干旱半干旱地区泾河流域微塑料时空分布特征及多因素驱动机制 |
| 摘要点击 510 全文点击 15 投稿时间：2025-06-23 修订日期：2025-09-14 |
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| 中文关键词 微塑料（MPs） 干旱半干旱区域 时空差异 赋存特征 影响因素 |
| 英文关键词 microplastics （MPs） arid and semi-arid regions spatiotemporal variations occurrence characteristics influencing factors |
| DOI 10.13227/j.hjkx.202506265 |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 张莹 | 西北大学城市与环境学院, 西安 710127
西安市黄河流域环境模拟及生态健康重点实验室, 西安 710127 | xhlh0116@163.com | | 李茜 | 西北大学城市与环境学院, 西安 710127
西安市黄河流域环境模拟及生态健康重点实验室, 西安 710127 | | | 张乐 | 西北大学城市与环境学院, 西安 710127
西安市黄河流域环境模拟及生态健康重点实验室, 西安 710127 | | | 谭靖楠 | 西北大学城市与环境学院, 西安 710127
西安市黄河流域环境模拟及生态健康重点实验室, 西安 710127 | | | 张静薇 | 西北大学城市与环境学院, 西安 710127
西安市黄河流域环境模拟及生态健康重点实验室, 西安 710127 | | | 高歆伟 | 西北大学城市与环境学院, 西安 710127
西安市黄河流域环境模拟及生态健康重点实验室, 西安 710127 | | | 李琦 | 西北大学城市与环境学院, 西安 710127
西安市黄河流域环境模拟及生态健康重点实验室, 西安 710127 | Qili726@nwu.edu.cn |
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| 中文摘要 |
| 微塑料（MPs）作为一种新污染物，其污染问题已成为全球性环境挑战. 当前关于微塑料时空分布和影响因素的研究多集中于湿润或沿海区域，而干旱半干旱地区的系统性研究仍相对匮乏. 同时，现有驱动机制研究对干/湿季调控微塑料“迁移-沉降”动态平衡的关键过程解析不足，也缺乏对水体理化性质、社会经济活动及土地利用类型等多驱动因子在干/湿季影响微塑料分布的差异化机制的量化验证. 为弥补此数据空白，选取中国西部干旱半干旱区泾河为研究对象，系统分析其地表水和沉积物中微塑料的丰度、赋存特征及聚合物类型. 结合水体理化指标（pH、溶解氧等）、社会经济指标（GDP总量、第一/第二产业增加值等）及土地利用类型（农业用地、交通运输用地等）数据，综合运用Pearson相关性分析、主成分分析和偏最小二乘法结构方程模型，系统揭示微塑料时空分布规律及多因素驱动机制. 结果表明，泾河沉积物中微塑料丰度变化范围为130~1 550 items·kg-1，地表水中微塑料丰度变化范围为467~3 566 items·m-3，处于全球河流中下水平. 微塑料形态以小粒径（50~500 μm）、纤维、碎片和黑色为主. 微塑料分布与水体理化指标（pH、溶解氧）、社会经济指标（GDP总量、第一产业/第二产业增加值）及土地利用类型（农业用地、交通运输用地）均呈不同程度的相关性. 整体来说，丰水期水体理化指标对微塑料分布呈现负向调控作用，而枯水期则转为正向影响；社会经济指标和土地利用类型均显著正向驱动微塑料累积. 研究结果可为深入理解干旱半干旱区河流微塑料污染的时空异质性及其精准防控提供科学依据. |
| 英文摘要 |
| Microplastics （MPs）， as an emerging contaminant， pose a global environmental challenge. Current research on microplastics spatiotemporal distribution and influencing factors predominantly focuses on humid and coastal regions， leaving systematic studies in arid and semi-arid areas relatively scarce. Furthermore， existing investigations into driving mechanisms inadequately resolve the key processes governing the dry/wet season regulation of the microplastics “migration-settlement” dynamic equilibrium. There is also a lack of quantitative validation regarding the differential mechanisms by which multiple drivers （e.g.， water physicochemical properties， socio-economic activities， and land use types） influence microplastics distribution across seasons. To address this data gap， this study selected the Jing River in western China's arid and semi-arid region as the study area. We systematically analyzed the abundance， occurrence characteristics， and polymer types of microplastics in its surface water and sediments. Integrating data on water physicochemical indicators （pH， dissolved oxygen， etc.）， socio-economic indicators （total GDP， value-added of primary/secondary industries， etc.）， and land use types （agricultural land， transportation land， etc.）， we employed Pearson correlation analysis， principal component analysis （PCA）， and partial least squares structural equation modeling （PLS-SEM） to reveal the spatiotemporal distribution patterns and multi-factor driving mechanisms of microplastics. The results indicated that microplastics abundance in the Jinghe River sediments ranged from 130 to 1550 items·kg-1 and from 467 to 3 566 items·m-3 in surface water， placing it at a low-to-moderate level globally. Microplastics were mainly characterized by small particle sizes （50-500 μm）， fibers， fragments， and black color. Microplastics distribution showed different correlations with water physicochemical indicators （pH， dissolved oxygen）， socio-economic indicators （total GDP， value-added of primary/secondary industries）， and land use types （agricultural land， transportation land）. Overall， water physicochemical indicators exerted a negative regulatory effect on microplastics distribution during the wet season， shifting to a positive influence during the dry season. In contrast， socio-economic indicators and land use types consistently exhibited a significantly positive driving effect on microplastics accumulation. These findings elucidate the spatiotemporal heterogeneity of riverine microplastics pollution in arid and semi-arid regions and inform targeted pollution control strategies. |
