本报讯(记者崔雪芹)北京大学城市与环境学院教授王学军、研究员刘茂甸团队,利用观测数据构建河流微塑料传输模型,首次在全球尺度上系统量化了河流微塑料向海洋的输送规模,并揭示降雨、洪水等水文气象事件对微塑料入海过程的重要影响。9月11日,相关研究成果发表于《科学》。
研究团队基于河流微塑料观测,构建高时空分辨率模型,并刻画了全球河流微塑料入海的空间格局和时间动态。研究估算,全球河流2022年向海洋输送约26万吨微塑料。全球输送量最高的20条河流贡献了约一半的河流微塑料入海量。
研究还发现,微塑料输送并非全年均匀发生。在全球多数流域,随着降雨和径流增加,河流中的微塑料浓度往往随之升高;换言之,降雨“富集”了河流中的微塑料。暴雨和洪水不仅增加了河流水量,还会将此前积存在城市地表、土壤和河岸环境中的塑料颗粒快速冲入河流,形成短时间内集中的“脉冲式”输送。
在全球微塑料入海量较高的主要河流中,雨季平均贡献了约70%的全年入海量。研究人员认为,这意味着采用年平均或月平均水文条件的模型,可能低估了短期极端水文事件对塑料入海的贡献。
暴雨和洪水期间,一方面河流水量及流速增加会调动河网中沉积的微塑料;另一方面,陆地上积累的塑料也可能被降雨带来的地表径流集中冲入河网,继而输送至海洋。因此,少数高流量事件即可贡献全年相当大比例的微塑料输送量。
进一步分析显示,降雨对不同地区河流微塑料浓度的影响存在差异。在一些塑料使用量快速增长、废弃物和污水处理基础设施相对不足的地区,降雨可能更容易推高河流微塑料浓度;而在部分基础设施较为完善的地区,降雨则可能主要起稀释作用。研究同时发现,植被覆盖度越高,河流微塑料浓度通常越低,城市化地表可能更有利于塑料随地表径流汇入河流。
这一研究表明,全球河流微塑料污染既集中在少数地区,也集中在雨季和极端降雨等少数关键时段。未来污染治理可重点关注全球南方国家高排放流域、主要河流,以及雨季和极端降雨事件前后的污染拦截与管理,而不应仅依据全年平均排放水平配置治理资源。
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aeb4487
《中国科学报》 (2026-09-15 第1版 要闻)