微塑料由于广泛存在、持久性以及潜在的生态风险,属新型污染物研究热点。微塑料在多介质中的分布特点,丰度水平和积累规律对于理解微塑料的环境行为、迁移方向以及评估其生态风险具有价值,也是指导微塑料污染管控的理论依据。相比于大洋环境,内陆至河口系统与微塑料污染来源密切关联,受人类活动影响显著。由此研究选取有相似流域结构的长江中下游及飞利浦湾流域内有区域代表性的湖泊、河流、河口、湿地以及街道。基于显微镜检查和光谱学仪器确证方法,研究道路积灰、水体、沉积物和水生生物样品中微塑料的丰度水平,形态特征以及化学组成。通过系统性归纳和多元分析:一、描述微塑料在不同流域中各类环境介质内的分布与污染特征;二、建立外部因素,包括人类活动和自然条件对微塑料污染的影响与贡献;三、归纳微塑料在多环境介质(侧重水生生态系统)中的迁移规律;四、提出微塑料的特征污染模式以及实用的微塑料生物监测方案。首先于体现大气沉降和非点源污染的街道积灰开始。其距人类活动最近且易于受气候改变如降雨、径流等影响,但作为潜在污染来源,常被忽视。选取飞利普湾及其上游流域的典型街道,于降水总量不同的两个季节采集积灰。两季节微塑料在积灰中的平均丰度为20.6至529.3 items/kg。其中纤维(70.8%),小于1 mm的个体(41.9%),聚酯和聚丙烯(合计26.3%)占微塑料主体。不同采样点间随采样季节变化,微塑料的丰度、形态和组成差异不显著。结合飞利浦湾及其上游的实际人类活动与气象资料进行多元统计分析表明城镇化程度与降水显著影响街道积灰中微塑料的积累。即人为来源的微塑料在干燥季节积累,随降水过程冲刷和径流携带迁移。但尚不明确引发显著微塑料迁移的降水量阈值。积灰监测是对微塑料经大气或者城市非点源扩散污染水平初筛的经济高效手段,研究证明积灰本身是微塑料经由非点源进入环境的重要场所。为探索微塑料自污染源进入水体后的污染特征,选取多个长江中下游典型河湖,其中太湖做为局部重点,开展野外调查。漂浮微塑料丰度范围为0.5-25.8 items/L,峰值出现在营养盐指数较高的太湖东北部湖区,且处于目前湖泊报道的最高位。在大流域尺度上,丰度呈向下游积累趋势,局部为近岸高,湖心低的空间特征。漂浮微塑料以纤维(69.4%),小于1 mm的个体(86.0%)为主,化学组成以聚酯和半聚合物类(合计60.3%)为主。为探索漂浮微塑料沉降,于同区域开展了沉积物微塑料污染调查,其丰度范围为5.0-234.6 items/kg,为世界背景下中等水平。空间分布特征与水体类似,低值位于上游地区的鄱阳湖,峰值于太湖东北部湖区,空间特点与沉积物粒径分布无关。沉积物微塑料化学组成以聚酯类、半聚合物类、聚丙烯为主(合计54.3%)。形态以纤维(75.2%)和小于1 mm尺寸的个体(79.9%)为主,纤维比例以及微塑料的平均尺寸均低于漂浮微塑料。区域背景信息表明污染物输入与湖面流场是促进漂浮微塑料迁移和沉积物中微塑料积累的主因。为定量外部因素对微塑料自内陆向河口迁移的过程积累的贡献水平,于飞利浦湾流域土地利用水平和地形特点各异的多重水环境系统中开展水体-沉积物微塑料污染的平行研究。微塑料丰度结果低于长江中下游研究结果,范围分别为0.06-2.5 items/L和0.9-298.1 items/kg,且关联显著。纤维(80.4%)和小于1 mm的个体(44.5%)为常见微塑料形态,主要聚合物组成为聚酯类、聚乙烯和聚丙烯(合计47.8%)。微塑料平均尺寸(1.3 mm)较长江中下游研究结果(0.8 mm)更高。沉积物中微塑料的破碎化程度和多样性(形态,化学组成)均高于水体,表明沉积物为水体中微塑料的汇。微塑料丰度与采样点海拔高程显著负相关,提示微塑料向下游明确积累。参考土地利用类型,微塑料丰度,形态等多因子进行残差分析表明:商业,工业及交通运输业土地利用类型与强度显著关联微塑料丰度,聚合物多样性和破碎化程度。因此微塑料在滨海热点区域的积累来源于由水力输运和特定人为源排放的叠加贡献。综上,提出微塑料在滨海城市的特征污染模式:上游污染物的积累与自身作为污染源排放的叠加污染模式。相比于上述非生物介质,生物介质作为微塑料迁移中的临时载体,对于解释微塑料环境行为及风险评估具有意义。于同研究区域开展了双壳类(河蚬Corbicula fluminea),鱼类(食蚊鱼Gambusia holbrooki、近岸经济鱼类)体内微塑料污染调查,其中鱼类研究还进行了分器官分析。河蚬体内微塑料的丰度范围为0.2-5.3 items/ind.(0.2-12.5 items/g),食蚊鱼鱼体及鱼头部微塑料丰度范围分别为0.18-1.13 items/ind.(0.52-4.4 items/g)以及未检出-0.28 items/ind.(未检出-12.5 items/g),检出率分别为3.3%-38.3%和未检出-13.3%。近岸经济鱼类样品中22%-100%的鱼体肠胃可以检出微塑料,22%-89%的鱼体鳃部中可以检出微塑料,丰度分别为0.3-5.3 items/ind.(0.1-8.8 items/g)和0.3-2.6 items/ind.(0.1-5.2items/g),海鲈鱼的肝脏及肌肉组织中未发现微塑料。生物体样品中的微塑料以纤维(74.5%-96.4%)及小于1 mm的个体(40.1%-87.1%)为主,最常见的聚合物为聚酯类(25.8%-37.1%)。生物体内微塑料残余与区域污染关系密切,其中太湖东北部湖区,长江下游及墨尔本北部湿地生物体样本中微塑料含量高于同区域平均值。生物对微塑料的摄入依赖于微塑料形态特征,摄入途径以及生物生理参数,即尺寸、栖息习惯和性别。通过建立生物体内微塑料与环境中微塑料的定量关系,指出使用鱼类胃肠道监测鱼类对微塑料的摄入概率,或者河蚬软组织监测沉积物中微塑料的污染特征。对比微塑料污染特征在不同流域与环境介质中的协同与差异,提出微塑料在环境中的横向和纵向迁移的概念,并评估该过程中的主要影响制约因素。微塑料的横向迁移以向下游以及人类活动密集区域集中为特点。该过程中,地形、气象因素和持续的污染源排放影响迁移路径,是促进污染积累的主导因素。微塑料的纵向迁移主要表现为其在不同环境介质中的浓度差,尺寸差和成分差。在纵向迁移中,微塑料的形态尺寸和化学组成影响其沉降和迁移程度以及生物可利用性,进而改变微塑料自临时载体向汇运动的过程。定性和定量剥离影响微塑料横向与纵向迁移的因素应是今后科学管理微塑料自陆源入海的重点。