Microplastics in Estuaries

收集当地河口微塑料的基线数据有助于预测大湾区的未来

Wednesday, June 19, 2024

UNH研究技术员Grant McKown ' 21G使用蝠鲼拖网在西布鲁克黑水河浅滩取样, NH.
UNH生命科学与农业学院的硕硕生Creightanya Brewley和Hanna Mogensen在汉普顿-西布鲁克河口过滤蝠鲼拖网水样本进行微塑料分析.
从大海湾河口的水样本中提取的浓缩微塑料的假彩色图像.
研究生Taja Sims-Harper和本科生Kennedy McGrath正在安装分离微塑料的设备.
在汉普顿-西布鲁克河口，永利app新版本官网地址校友汉娜·莫根森23G(站立)在本科生和道尔研究员凯拉·托西尔的帮助下收集沼泽沉积物样本.

Key Research Finding

In northern New England estuaries, 微塑料最有可能积聚在水流较弱的地区, 水下植被和有限的海底侵蚀.

Nicknamed 'nurseries of the sea,' 河口为许多动物提供了重要的筑巢和繁殖地, 帮助清洁和过滤海水，并支持新英格兰北部贝类养殖业的发展. 它们也越来越多地开始在淡水和咸水流域之间的微塑料运动中发挥核心作用, 对植物的恢复力有潜在的影响, 依赖健康河口生态系统的动物和经济. 要确定微塑料对新英格兰河口的影响程度，首先需要了解这些微小颗粒是如何在整个水体中移动和积聚的——这是永利app新版本官网地址科学家的主要研究目标.

Researchers working on this issue include 新罕布什尔州农业实验站 scientist Bonnie Brown生物科学系教授兼系主任 Gregg Moore他是海岸恢复和恢复力的副教授 UNH生命科学与农业学院 (COLSA). 他们正在调查微塑料在该地区一些最重要的河口环境中的积累情况:新罕布什尔州 Great Bay, the Hampton-Seabrook estuary and New England’s largest salt marsh, the Great Marsh in Massachusetts. 他们希望他们收集的数据有助于开发预测模型，可以指出微塑料浓度最高的地点和时间, 可能会为休闲和商业渔民以及海鲜养殖户提供指导，告诉他们微塑料浓度高的地区.

“我们的数据被用于确定微塑料来源的模型中, 如果它们定居在哪里，它们需要多长时间才能离开生态系统,” explained Brown. “了解微塑料的类型和位置使我们能够评估河口微塑料在新罕布什尔州和马萨诸塞州北部河口构成的现实风险水平，并帮助资源使用者和管理者, including aquaculturists, fishers and recreationalists, 它们都依赖于这些河口环境, 了解微塑料的起源和命运.”

虽然永利app新版本官网地址它们对人类和动物健康影响的研究尚处于起步阶段, 微塑料——小于0.04英寸(大约中等大小的沙粒或更小)——代表潜在的严重威胁. In freshwater and saltwater habitats, 它们对渔业和水产养殖业的影响尤其严重. For example, 在对密歇根湖支流中发现的11种不同鱼类的研究中发现的, 85%被研究的鱼含有微塑料. 以便更好地了解微塑料风险最高的地方, Brown, 摩尔和他们两个实验室的研究人员最近发表了一项研究，研究了微塑料在三个河口环境中的分布, offering a model for the sources, 通过分水岭的运动和粒子的最终位置. Their paper was published in 水新兴污染物和纳米塑料.

A series of four maps, from left to the right, 展示了三个研究过的河口的地点，然后展示了大海湾河口的采样地点, the Hampton-Seabrook estuary, and the Great Marsh estuary. — From rom left to the right, a map showing the sites of the three estuaries studied; three maps showing sampled sites at Great Bay estuary, the Hampton-Seabrook estuary, and the Great Marsh estuary. Click map for larger version.

研究结果表明，微塑料会在水流较弱的地区积聚, 水下植被和有限的海底侵蚀. 研究人员还确定汉普顿-西布鲁克河口, the smallest estuary sampled, 微塑料的数量是否明显高于其他两个河口, 可能是由于较大的河口环境中的水被迅速冲刷. Another important outcome, according to Taja Sims-Harper, a doctoral student in COLSA’s marine biology program正在建立一个基线，用于比较河口环境中微塑料的水平.

“With this information, 我们在水生生物资源中吸收和消除微塑料的实验中可以使用实际数量的微塑料,” Sims-Harper added. “Additionally, 尽管我们使用了多种不同的抽样方法(每种方法都有其局限性), 我们的一系列研究为新英格兰河口微塑料的存在和类型提供了一个非常一致的基线.”

根据摩尔的说法，自然的沿海栖息地经常会捕获和保留微塑料. However, 目前还不清楚有多少塑料残留在这些栖息地中, nor what their potential impact could be.

“就像原生沼泽草缓冲海岸能量以捕获潮汐水中悬浮沉积物一样, 这种机制也能捕获悬浮的微塑料,” he said. “While perhaps unintentional, 这种自然过程可能会帮助大多数人掩埋微塑料, but not all, biological processes.”

However, 目前尚不清楚这些栖息地中还有多少塑料，也不清楚它们的潜在影响.

“More importantly, 我们不知道这些塑料会如何影响其中的生物或更多的非生物生态系统成分，如水或土壤,” Moore added. “We need to determine which estuaries, and which habitats within them, capture the most microplastics.”

这项最新的研究补充了Brown和Moore之前的建模合作 Tom Lippmann地球科学和海洋工程教授 UNH工程与物理科学学院大海湾底部沉积物中的微塑料.

Their 2021 study 表明更多的微塑料积聚在水流和河床剪切应力(一种各种力的测量)的区域, including water flow, friction and gravity, 这对海底沉积物运输的影响较弱, 比如在鳗草草地和河口边缘. 使用布朗在河口的新微塑料基线测量, 研究发现，河口水域和沉积物中的微塑料变化可归因于几个因素, such as the number of tributaries, plastic types, density of nearby human populations, storms, water depth, tides and precipitation. 随着对微塑料的研究越来越多, 建模预测将变得更加准确，并应能更好地了解微塑料如何影响这些不可替代的生态系统.

New Hampshire’s Great Bay Estuary is 该国28个“国家级重要河口”之一, according to the EPA. This 2,000多英亩的河口为许多鱼类和野生动物提供了重要的栖息地，并以其钓鱼和徒步旅行的机会吸引了旅游业. In recent years, 大湾河口已成为重要的贝类养殖和恢复地, 科学家和保护机构共同努力，恢复了数百英亩的牡蛎礁, 帮助改善水质和启动本地牡蛎生长. 河口及其支流的健康状况紧密相连，大海湾也不例外. Multiple rivers drain into Great Bay, including the Lamprey, Winnicut, Squamscott, and Oyster rivers, creating a watershed spread across 1,在新罕布夏州东南部，000平方英里的地方，将在该流域生活和工作的每个人与大海湾河口的健康联系起来.

Also studied, 汉普顿-西布鲁克河口是新罕布什尔州最大的盐沼，大沼泽河口是新英格兰最大的河口, 绵延整个马萨诸塞州北岸. 这两个河口都是候鸟重要的繁殖栖息地. Protecting these habitats—for plant and animal species that exclusively rely on estuaries; for human use; and for fisheries and aquaculture industries—is a key goal of University of New Hampshire researchers.

本材料是基于NH农业实验站通过联合资助的工作美国农业部国家粮食和农业研究所 (根据哈奇奖编号1023564)和新罕布什尔州. Additional support came from the 联合国大学海洋科学与海洋工程学院; New Hampshire Sea Grant根据美国国家海洋和大气管理局颁发的. NA18OAR4170090; and the Merrimack Valley Planning Commission.