摘要：系统评估了全球海洋塑料污染通过四种主要途径（摄入、缠绕、污染物吸附与添加剂浸出）对海洋生物造成的生态风险。研究整合了海洋塑料模型、多尺寸生物量数据、甲基汞（MeHg）和全氟辛烷磺酸（PFOS）分布数据集，首次在全球尺度上构建了塑料污染的多途径风险评价框架，并基

系统评估了全球海洋塑料污染通过四种主要途径（摄入、缠绕、污染物吸附与添加剂浸出）对海洋生物造成的生态风险。研究整合了海洋塑料模型、多尺寸生物量数据、甲基汞（MeHg）和全氟辛烷磺酸（PFOS）分布数据集，首次在全球尺度上构建了塑料污染的多途径风险评价框架，并基于未来排放情景预测了风险变化趋势。该研究为制定针对性减排政策和海洋保护措施提供了科学依据。

1 科学问题

当前海洋塑料污染风险评估存在三大局限：

分类单元覆盖范围窄；

地理范围有限；

暴露途径表征不完整。

此外，缺乏对不同体型生物、不同塑料类型及其与污染物协同效应的系统评估，也难以量化塑料作为“污染物载体”在海洋中的传播效应。

2 研究方案

模型构建：

使用南京大学海洋塑料模型（NJU-MP），基于MITgcm框架，模拟五种塑料（PE、PP、PVC、PS、ABS）在不同尺寸区间的排放、输运与沉降过程；

整合NEMO-PISCES-APECOSM模型提供的全球海洋生物量数据，涵盖20个体型等级（1 mm–1,759 mm）和三类生态群落（上层、中层和迁移性生物）；

采用PFOS和MeHg的模拟分布数据，计算塑料吸附污染物的负荷；

基于文献数据估算常见添加剂（BPA和PAEs）的浸出率与生态暴露风险。

风险量化方法：

摄入风险 = 生物量 × 可摄入尺寸范围内塑料浓度；

缠绕风险 = 大型塑料（>5 cm）浓度 × 易缠绕生物（>180 mm）生物量；

污染物吸附风险：基于分配系数（Kd）计算PFOS和MeHg在塑料表面的吸附量；

添加剂浸出风险：根据添加剂含量和浸出率计算BPA和PAEs的释放浓度。

情景预测：

设置高、中、低三种全球塑料排放情景，模拟至2060年海洋塑料浓度及相关风险变化。

3 结论

摄入风险：

高风险区集中于北太平洋和北大西洋中纬度海域、北印度洋；

生物体型与可摄入塑料尺寸呈正相关（比例约20:1）；

中层生物总摄入风险最高（风险指数176），其次为上层生物（108）和迁移性生物（50）。

缠绕风险：

沿海区域风险远高于开阔大洋（沿海风险指数18 vs. 开阔大洋0.039）；

热点区域包括鄂霍次克海、日本海、黄海、东海、东南亚沿海和孟加拉湾北部。

污染物吸附：

塑料对PFOS吸附最高出现在北大西洋和东亚/东南亚沿海（0.1–0.3 pg m⁻²）；

对MeHg吸附最高出现在北印度洋和西南大西洋（1–18 pg m⁻²）；

塑料可通过漂移运动（受风、流、密度影响）将污染物从近海输送至远洋。

添加剂浸出：

BPA和PAEs的浸出浓度在开阔大洋中分别为0.1–1 ng L⁻¹和~0.01 ng L⁻¹；

在近岸区域，塑料来源添加剂对总浓度的贡献可达1.3%–38%（BPA）和0.03%–0.8%（PAEs）。

未来情景分析：

若不采取减排措施（高排放情景），2060年海洋塑料浓度将为2018年的2.8倍，摄入风险上升360%；

在中、低排放情景下，风险可分别控制在170%和130%以内；

南半球风险因非洲和南美洲排放增加而持续上升。

4 不足与展望

本研究采用相对风险指数，未能量化实际终点（如死亡或疾病发生率）；

不同风险途径的评价方法不一，难以直接比较；

缺乏海洋塑料特异性剂量-效应关系数据；

建议未来研究：

建立统一风险框架，整合死亡率与发病率数据；

拓展高风险区域实地观测，验证模型输出；

引入实验室动力学参数，降低不确定性；

评估塑料-污染物复合体的生理生态效应。

本文通过多模型耦合与情景预测，首次实现了全球海洋塑料污染的多途径风险图谱绘制，为全球塑料条约谈判与区域治理提供了关键科学支撑。

文章来源：生态环境科学

来源：新浪财经