微塑料是具有聚合物结构的微尺度颗粒，一般尺寸范围为1 µm至5 mm^[1-2]。海洋塑料污染是最突出的海洋环境问题之一，近年来成为国际研究热点^[3]。目前有关海洋微塑料研究主要集中在理化性质和环境影响等方面^[4]，对其迁移分布特征的数值模拟研究尚不丰富。

海洋微塑料的迁移输运非常复杂，包括漂浮、悬浮、沉降和再悬浮等过程。计算海洋水动力场并耦合粒子追踪模型，进而模拟漂浮粒子的运动轨迹、分布情况并预测可能的积聚区是目前研究海洋微塑料迁移过程的主流方法之一。Howell等^[5]和Maximenko等^[6]提出，海洋中漂浮塑料的运输过程主要取决于动力条件，如风和地转环流。现有的海洋微塑料迁移模型大多假定微塑料漂浮在海表面不下沉或标定沉速，主要关注风、浪、流作用下微塑料的水平漂移过程，并未直接体现其沉降和再悬浮的完整过程。

Eriksen等^[7]和Cózar等^[8]发现，海洋表层观测到的微塑料浓度与预期浓度之间存在差异。Kukulka等^[9]指出，中等以上强度的风能增强微塑料的垂向混合，使海表面拖网监测的微塑料浓度偏低，此类现象促进了对微塑料垂向分布的研究。Law等^[10]指出，海洋整个水体中普遍存在塑料碎片。Zhang等^[11]研究发现，长江口附近海域的漂浮微塑料和悬浮微塑料呈现不同的迁移特征，且与风流作用以及污染源位置高度相关。因此，仅考虑海面漂浮微塑料的建模过于保守，合理地描述垂向输运过程对探究海洋微塑料的迁移分布机制具有重要意义。

青岛胶州湾为半封闭海湾，是鱼、虾、贝生长的优良海域。经历了大规模的人工围填海后，胶州湾水交换能力不断减弱^[12]。胶州湾接收了来自沿岸入海河流和多个污水处理厂的生活污水和工业污水，以及港区、航道和养殖区的大量污染物，生态环境受人类影响较大。胶州湾已有大量的生物、化学和生态系统调查成果，为微塑料污染研究打下了良好基础^[13-16]。目前胶州湾微塑料污染研究主要涉及微塑料海水表层浓度和沉积分布情况^[17]、浮游动物摄入情况^[18]、鱼类和贝类摄入情况^[19-20]等。微塑料是有害污染物的载体，会严重影响海洋生态的可持续发展和海洋经济。微塑料会吸附有机污染物、重金属或致病微生物，所以经过食物链最终富集到人体的微塑料会危害人体健康^[21-22]。因此，基于已有的胶州湾微塑料实测数据^[17]，结合微塑料三维数值模型探讨胶州湾微塑料输运迁移规律，可为预测胶州湾微塑料分布并进行有效治理提供理论支撑。

本文使用MIKE3建立胶州湾三维水动力数值模型，耦合ABM模块和ECO Lab Xenobiotics异源物质模块，分别研究风、流共同作用下胶州湾漂浮微塑料和悬浮微塑料的迁移规律，并分析了胶州湾岸线演变对微塑料分布的影响。

1   材料与方法

1.1   模型简介

MIKE3作为三维水动力和水环境软件，被广泛应用于解决海湾和沿海地区的水生态问题。该模型基于三维不可压缩雷诺平均的N-S方程，服从Boussinesq和静水压的假设，满足连续性方程和动量方程。ECO Lab是MIKE中的生态数值模拟模块，其中的异源物质模块（Xenobiotics）可用于描述和模拟悬浮物的沉降、对流扩散、沉积和再悬浮过程，可以在简化的海洋悬浮微塑料物理运输过程（悬浮−沉降−沉积−再悬浮）^[23]的基础上，将原有的通用悬浮物运动公式模板修改率定为符合现有海洋悬浮微塑料输运过程的公式模板。ABM模块可以在水环境动力学模型中搭建基于介质的模型，即将拉格朗日粒子运动模型与基于过程的ECO Lab框架结合。

1.2   研究区域岸线和水深

根据史经昊^[12]的研究，20世纪30年代以后，胶州湾岸线在人类影响下变化剧烈，水动力条件发生了显著改变。1966－1986年，胶州湾东北、西北侧盐田养殖区进一步向海延伸，在此期间独立的黄岛因为填海造陆与陆地接壤；1986－2005年，胶州湾岸线普遍向海推进并总体趋向平直，黄岛开发区沿岸变化较大；2005年以后，变化主要为黄岛前湾和海西湾的填海造陆；2018年以后，胶州湾禁止围填海，岸线基本不变。因此，胶州湾岸线在人工干预下剧烈变化的关键时间节点为1966年、1986年、2005年和2018年。

本文收集了胶州湾上述4个年份的海图（水深和岸线），参照各年的遥感影像对岸线进行了修正。由于时间跨度大，胶州湾海图的投影不同，所以将收集到的海图投影统一转换为UTM51投影。由于不同时期海图使用的潮汐数据时间间隔和长度不同，深度基准的位置也不同，因此需要统一深度基准。因为平均海平面相对稳定，所以根据海图中基准与海平面的相互关系对所有深度基准进行了校正。

1.3   模型建立与验证

1.3.1   胶州湾三维水动力模型

本文主要计算区域为胶州湾及其附近海域，2018年具体地形、水深如图1所示。经过网格尺寸敏感性分析后，将各时期胶州湾网格的数量均控制在30000～40000，湾内网格最小分辨率为200 m左右，在该尺度下计算时间合理。由于胶州湾入口狭窄，湾内的波浪通常较弱，故不考虑波浪影响。模型设置干、湿边界，规定干水深临界值为0.005 m，湿水深临界值为0.1 m，淹没水深临界值为0.05 m。底床糙率采用粗糙高度，根据水深线性插值，插值范围为0.01～0.05 m。通过设置点源以流量的方式考虑大沽河等8条典型入海河流的径流影响。使用MIKE Global Tide Model预测生成开边界潮位。风场数据使用国家海洋科学数据中心提供的小麦岛站观测数据。

图  1  胶州湾简况

Fig.  1  Overview of Jiaozhou bay

下载: 全尺寸图片 幻灯片

胶州湾水动力模型已经在Xu等^[24]的前期工作中得到了验证，模拟潮位与实测数据基本一致，体现了胶州湾正规半日潮的特征；流速和流向的模拟值与实测值也吻合较好，说明搭建的胶州湾水动力模型可以较好地模拟胶州湾水动力过程。

1.3.2   胶州湾漂浮微塑料模型

基于胶州湾水动力模型，使用MIKE3 ECO Lab ABM模块在投放点于模型模拟时间2012年10月低潮和高潮两个典型时刻投放单个粒子，追踪其25 h的轨迹。由于表面风和流是漂浮微塑料粒子水平迁移的主要驱动力，参照Critchell等^[25]使用风拖曳系数描述漂浮物体扩散模型的风阻方面的研究，本文设置风拖曳系数为0.01，风漂移角为28°，并且设定漂浮微塑料密度小于海水密度，规定沉速为−1 m/s，即漂浮微塑料始终漂浮于海面之上。

将模拟轨迹与冯依蕾等^[26]的浮标实验结果进行对比，结果如图2所示。低潮时刻释放，粒子先随涨潮流向湾北运动，再随落潮流向湾口运动；高潮时刻释放反之。可见本文的漂浮微塑料粒子追踪模型具有较好的模拟精度。

图  2  模拟轨迹与浮标实验轨迹对比

Fig.  2  Comparison of trajectories between simulation and buoy experiments

下载: 全尺寸图片 幻灯片

1.3.3   胶州湾悬浮微塑料模型

悬浮微塑料经历了大气沉降−水平扩散−垂向输运（悬浮−沉降−沉积−再悬浮）等复杂的物理过程^[23]。本文将水动力模块与ECO Lab Xenobiotics异源物质模块相结合，编写悬浮微塑料三维输运公式模拟其迁移分布，并与实测资料^[17]进行对比验证。异源物质模块中对悬浮物的运动过程表达式见表1。将胶州湾微塑料污染源设定为胶州湾多条典型入海河流和河流下游的污水处理厂，每条河流和河流下游对应的污水处理厂合并为一个污染源。模型中微塑料源强采用郑依璠^[17]研究中的实测值（入海河流河口的微塑料浓度）作为参考，微塑料表层浓度采用其在胶州湾15个采样点的实测值验证。根据实测结果，选取胶州湾占主导数量的微塑料——平均半径15 μm、成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的纤维状微塑料进行研究。

表  1  悬浮物参数设置

Tab.  1  Parameter settings for suspended solids

定义	表达式	单位	参数说明
$ MPSS $	$ dMPSS/dt = prss - sessv + ressv $	mg/L	MPSS：悬浮物质量密度，prss：单位体积大气沉降率，sessv：单位体积沉降率，ressv：单位体积再悬浮率
$ MPSED $	$ dMPSED/dt = sessa - ressa $	g/m2	MPSED：沉积物质量密度，sessa：单位面积沉降率，ressa：单位面积再悬浮率
$ rhograin $	$ dds \times 1000/\left( {1 - pors} \right) $	g/m3	rhograin：沉积物颗粒密度，dds：沉积物干密度，pors：沉积物孔隙率
$ porw $	$ 1 - MPSS/rhograin $	m3 H2O/m3 Bulk	$ porw $：单位体积含水率
$ bssmx $	$ IFporw > porsTHEN{\text{ }}1{\text{ }}ELSE{\text{ }}0 $	on/off	bssmx：悬浮物是否达到最大值
$ dzs $	$ MPSED/\left( {dds \times 1000} \right) $	m	dzs：沉积物层厚，dds：沉积物干密度
$ cspd2 $	$ cspd \times depth/\left( {depth - dzs} \right) $	m/s	cspd2：沉积物堆积后调整流速，cspd：当前流速，depth：总水深
$ bresu $	$ IFcspd2 > ucritTHEN{\text{ }}1{\text{ }}ELSE{\text{ }}0 $	on/off	bresu：是否再悬浮，ucrit：临界悬浮速度
$ prss $	$ IFbsmmx = = 1{\text{ }}THENparpro/dzELSE{\text{ }}0 $	g DW/（m3·d）	parpro：大气微塑料沉降率，dz：垂向划分层高
$ sessa $	$ \begin{gathered} IFbresu = = 0{\text{ }}THEN \\ vsm \times 86400 \times MAX\left( {0,MPSS} \right)ELSE{\text{ }}0 \\ \end{gathered} $	g DW/（m2·d）	vsm：沉降速度
$ sessv $	$ sessa/dz $	g DW/（m3·d）
$ ressa $	$ \begin{gathered} IFbsmmx \times bresu = = 1THENMIN \\ \left[ {resrat,MAX\left( {0,MPSED \times {{10}^{ - 4}}} \right)/dt \times 86400} \right] \\ ELSE{\text{ }}0 \\ \end{gathered} $	g DW/（m2·d）	resrat：最高再悬浮率
$ ressv $	$ ressa/dz $	g DW/（m3·d）
注：（1）根据本文选定研究的微塑料类型，结合郑依璠[17]研究中关于纤维状微塑料重量的计算公式，可将微塑料的质量密度（MPSS）单位mg/L转换为数量浓度items/m3，下文悬浮微塑料浓度单位统一使用items/m3；（2）根据胶州湾地质资料，胶州湾表层沉积物为淤泥质软土，平均天然孔隙比为1.57，平均天然重度为17.9 kN/m3，平均天然含水量为57.8%，因此取沉积物孔隙率（pors）为0.61，沉积物干密度（dds）为1160 kg/m3；（3）结合模型率定临界悬浮速度（ucrit）为0.35 m/s；（4）根据田媛等[27]的研究，在确定了大气微塑料沉降数量级后，取大气微塑料沉降率（parpro）为2.7×10−4 g DW/（m2·d）；（5）根据本文选定的微塑料研究对象和Waldschläger等[28]建立的纤维状微塑料沉降速度经验公式，取沉降速度（vsm）为0.01 m/s；（6）根据目前胶州湾的微塑料实测情况，微塑料含量尚未饱和，因此最高再悬浮率（resrat）取保守大值1000 g DW/（m2·d）；（7）其他参数由模型实时计算给出

下载: 导出CSV 

| 显示表格

图3给出了模型运行稳定后B2、D2和E1采样点悬浮微塑料浓度随时间的变化，可见各采样点表层悬浮微塑料浓度随潮流强弱上下波动，中心值较稳定，这是涨落潮以及大小潮造成的，因此通过对比实测值和模拟平均值来验证模型。

图  3  B2、D2、E1采样点表层悬浮微塑料浓度随时间的变化

Fig.  3  Times series of surface concentration of suspended microplastics at B2, D2 and E1 sample points

下载: 全尺寸图片 幻灯片

图4给出了各采样点30 d模拟的表层浓度平均值与实测值的对比。可以看出，各采样点悬浮微塑料的模拟基本符合实测情况，其中B3和C1采样点模拟值偏小的原因可能是所处位置为水产养殖区，且B3附近有休闲渔村和海鲜市场，污染源较多；C4模拟值偏小的原因可能是位于沧口水道，有往来船只的船源污染。D2和E1因为位置接近湾口，在潮周期内流速变化较大，导致悬浮微塑料浓度波动较大（图3）。在D2和E1处进行测量时，悬浮微塑料浓度可能处于较低水平，与模型结果相比（模型结果为月平均浓度值）较小（图4）。对比结果表明，本文的悬浮微塑料模型能较好地描述悬浮微塑料的迁移过程。

图  4  表层悬浮微塑料浓度模拟值与实测值对比

Fig.  4  Comparison between measured and simulated surface concentration of suspended microplastics

下载: 全尺寸图片 幻灯片

2   结果与讨论

2.1   胶州湾微塑料分布特征

2.1.1   胶州湾漂浮微塑料分布特征

使用经过验证结果较好的水动力数值模型和编写的漂浮、悬浮微塑料ECO Lab模板，对胶州湾微塑料分布特征进行研究。在海水表面漂浮的微塑料通常由风和流共同影响，风会引起海表流速的变化，此外还会对微塑料有直接的拖曳作用，使其在风漂移角转向的方向产生加速，因此在模型中设置漂浮微塑料表面风加速度参数（风拖曳系数为0.01，风漂移角为28°），同时考虑摩擦阻力，对胶州湾2018年9月漂浮微塑料的分布进行模拟，风场数据来源与上文相同。模型运行步长为15 min，参照Yin等^[29]的研究，在所有污染源释放漂浮微塑料粒子，每个步长连续释放1个粒子团，每个粒子团质量为1×10⁻⁶ g。在该排放量下胶州湾内的漂浮微塑料浓度分布层次较为分明，具有较好的指示性。使用漂浮微塑料粒子在海表面分布的质量浓度（μg/m²）来表征漂浮微塑料浓度。

胶州湾漂浮微塑料在30 d内的浓度分布（图5）表明，在初期受涨潮影响，漂浮微塑料在各个河口附近聚集，不易扩散到湾内。第6 d湾内漂浮微塑料分布（图5b）已初具规模，可明显看出多个污染源（如洋河、大沽河）排放的漂浮微塑料迁移路径。第18 d后（图5d－图5f）漂浮微塑料浓度稳定在0～1 μg/m²，且在沧口湾附近、前礁水道附近、黄岛前湾和海西湾始终存在高浓度漂浮微塑料聚集区。连续30 d的模拟结果表明，墨水河和白沙河位于胶州湾东北部，距离湾口较远，排放的漂浮微塑料受胶州湾涨、落潮周期较短的影响，大部分在沧口湾附近回荡，另外，排放的漂浮微塑料受红岛岸线阻挡，向湾口迁移受阻，仅部分能沿沧口水道向湾口迁移；镰湾河排放的漂浮微塑料由于黄岛前湾出口狭窄，向外迁移受阻；其余河口排放的漂浮微塑料均能较顺利地向胶州湾内部扩散，然后受涨、落潮和风向影响继续迁移。

图  5  胶州湾漂浮微塑料在第1 d、6 d、12 d、18 d、24 d、30 d的浓度分布

Fig.  5  Concentration distribution of floating microplastics in Jiaozhou bay on the 1^st, 6^th, 12^th, 18^th, 24^th and 30^th day

下载: 全尺寸图片 幻灯片

胶州湾漂浮微塑料浓度在风流共同作用下的周期性变化如图6所示。其中，图6a－图6c为漂浮微塑料在涨潮期间的浓度分布。在涨潮期间，已经迁移出湾口的部分漂浮微塑料随涨潮流方向返回湾内，并在黄岛前湾和海西湾产生聚集（图6b），胶州湾西侧的漂浮微塑料向西岸聚集（图6c），同时沧口湾附近聚集的漂浮微塑料向胶州湾东北角移动并形成高浓度片区。图6d－图6f为漂浮微塑料在落潮期间的浓度分布。落潮期间风向与潮流方向相同，加大了漂浮微塑料向湾口的扩散速度，漂浮微塑料整体向湾口方向迁移。胶州湾西侧的漂浮微塑料受岸线阻挡，不易从湾口输运到外海，沧口湾附近高浓度聚集的漂浮微塑料在往湾口输运的过程中大量聚集于沧口水道，少部分从团岛西侧沿岸迁移出湾口（图6f）。黄岛前湾和海西湾的漂浮微塑料由于岸线闭塞基本无法迁移出湾口。

图  6  涨、落潮期间漂浮微塑料的浓度分布

Fig.  6  Concentration distribution of floating microplastics during flood and ebb tide

下载: 全尺寸图片 幻灯片

2.1.2   胶州湾悬浮微塑料分布特征

由胶州湾涨、落潮期间悬浮微塑料的浓度分布（图7）可见，胶州湾内悬浮微塑料浓度为0～190 items/m³，大港区域高达200～600 items/m³。悬浮微塑料在湾内均有分布，且在湾口有多个聚集区，在黄岛前湾和大港累积了大量的悬浮微塑料。

图  7  涨、落潮期间悬浮微塑料的浓度分布

Fig.  7  Concentration distribution of suspended microplastics during flood and ebb tide

下载: 全尺寸图片 幻灯片

由悬浮微塑料质量密度微分表达式（表1）可见，当流速大于临界悬浮速度时沉积微塑料开始启动再悬浮，此时悬浮微塑料浓度升高。在涨、落潮时期，胶州湾湾口附近的流速远大于湾顶和胶州湾东北、西北两侧流速，会产生较明显的微塑料再悬浮过程，因此湾口附近悬浮微塑料浓度较高。但胶州湾的悬浮微塑料分布并不与流速完全正相关，在大港、中港和小港内部和其他内陷豁口处虽然流速较低，但是由于岸线闭塞，此处的悬浮微塑料不易迁移出去也会产生大量聚集，这与漂浮微塑料的规律相似。Ren等^[30]指出，余流特征是污染物净输运的指标，悬浮微塑料在胶州湾湾口及其附近外海存在明显的高浓度区，这与湾口附近存在多个欧拉余流涡旋^[24]的位置一致。

图7a－图7c、图7d－图7f分别显示了悬浮微塑料在涨潮、落潮期间的浓度分布。在涨潮期间大量悬浮微塑料向湾内迁移，胶州湾中部、西北沿岸附近、沧口水道、沧口湾和红岛之间以及各个污染源处的浓度相对较高。大港附近、黄岛前湾和海西湾湾内悬浮微塑料大量聚集。落潮期间胶州湾湾内悬浮微塑料随着落潮方向向湾口聚集，入海河道悬浮微塑料浓度较高，因为此处相比附近的浅滩水深更深，并且水动力较弱，从河口排放的悬浮微塑料不易向浅滩扩散；沧口水道靠近海泊河和李村河污染源，悬浮微塑料浓度也高于附近区域。大港附近、黄岛前湾和海西湾的水交换情况较差，悬浮微塑料浓度很高。胶州湾落潮期间悬浮微塑料浓度分布（图7f）可以较明显地显示出悬浮微塑料从河口向湾内的扩散路径，除镰湾河口的悬浮微塑料因岸线闭塞难以排出黄岛前湾外，其余污染源河口的悬浮微塑料均沿水道向胶州湾湾内输运。

2.1.3   胶州湾漂浮微塑料和悬浮微塑料分布特征比对

对比图6和图7可见，漂浮微塑料和悬浮微塑料的分布特征不尽相同。漂浮微塑料的主要聚集区为胶州湾东北部的沧口湾附近、西南部的前礁水道附近以及胶州湾东、西两侧岸线，而悬浮微塑料的主要聚集区为湾口附近以及大港、中港和小港。相比悬浮微塑料，漂浮微塑料受风的拖曳作用，更容易向胶州湾岸线附近迁移，而悬浮微塑料分布特征与欧拉余流分布有直接关联。在黄岛前湾、海西湾和一些内陷豁口处，由于岸线闭塞及由其导致的水交换变差等原因，此类区域成为漂浮微塑料和悬浮微塑料的共同高浓度聚集区。

2.2   岸线演变对胶州湾微塑料迁移的影响

2.2.1   胶州湾岸线演变数值模型设置

为了探讨岸线演变对胶州湾微塑料迁移的影响，设置了多个数值模型，分别模拟胶州湾1966年、1986年和2005年9月的漂浮微塑料和悬浮微塑料迁移分布情况。由于缺乏历史数据，本节基于现有的胶州湾微塑料排放量和排放位置条件进行计算。风场、潮位边界和模型参数设置与2018年的模型设置相同。此处设置多个数值模型的目的不是模拟之前年份的实际微塑料迁移分布，而是研究岸线演变及其引起的水动力变化对微塑料迁移的影响。

2.2.2   岸线演变对胶州湾漂浮微塑料迁移的影响

沿用上文的胶州湾污染源位置，在所有污染源每个步长释放质量为1×10⁻⁶ g的微塑料粒子，探究在漂浮微塑料污染源位置和源强保持不变时，胶州湾岸线演变对湾内漂浮微塑料迁移的影响。在1966年、1986年、2005年和2018年9月的岸线条件下，各模型运行1个月后的结果表明，1986年黄岛西侧围垦完成后（图8a－图8b），胶州湾西北部和前礁水道的漂浮微塑料受黄岛岸线的阻隔，向湾口迁移受阻，使得黄岛北侧前礁水道附近和胶州湾中部的漂浮微塑料开始聚集（图8c中Ⅰ区和Ⅱ区）。2005年，黄岛前湾和海西湾进一步围垦使得岸线闭塞（图8d），导致高浓度的漂浮微塑料较难输运出两湾湾口（图8c中Ⅲ区）。同时，红岛围垦使得胶州湾东北侧缩窄，加剧了此处漂浮微塑料的聚集。2018年黄岛前湾和海西湾海域面积继续缩小（图8e），进一步加剧了漂浮微塑料的聚集（图8c中Ⅲ区），胶州湾西侧海岸线向海推进，前礁水道附近的漂浮微塑料向胶州湾口迁移路径进一步受阻，使得此处浓度显著提高，最高可达0.98 μg/m²（图8c中Ⅰ区、图8e）。

图  8  1966年、1986年、2005年和2018年胶州湾漂浮微塑料的浓度分布和变化趋势

Fig.  8  Concentration distribution and trend changes of floating microplastics in Jiaozhou bay in 1966, 1986, 2005 and 2018

下载: 全尺寸图片 幻灯片

2.2.3   岸线演变对胶州湾悬浮微塑料迁移的影响

沿用上文胶州湾悬浮微塑料污染源设置，探究在悬浮微塑料污染源位置和源强保持不变时，胶州湾岸线演变对湾内悬浮微塑料迁移和分布的影响。各模型在1966年、1986年、2005年和2018年9月的岸线条件下运行1个月后的结果表明，随着1986年黄岛围垦并与陆地连接（图9a－图9b），以及2005－2018年黄岛前湾和海西湾围垦相继结束（图9c－图9d），黄岛前湾和海西湾水域面积进一步缩小。Xu等^[24]指出，2005年以后，胶州湾西南部大规模围垦导致胶州湾湾口束窄，湾口附近欧拉余流涡旋增强，且黄岛前湾形成了逆时针欧拉余流涡旋，黄岛前湾和海西湾在围垦后水交换能力明显变差，导致2005－2018年胶州湾湾口附近悬浮微塑料浓度变高，海西湾和黄岛前湾悬浮微塑料大量聚集（图9e）。大港附近由于岸线更加封闭，也逐渐富集悬浮微塑料，且近20年来较为显著，从2005年的50 items/m³左右增加到2018年的200 items/m³左右。1966年胶州湾尚有大面积潮滩，大部分位于湾顶和黄岛西部，流速较小，潮滩上的物质不易与水体交换，所以模拟结果中有悬浮微塑料聚集带（图9a）。

图  9  1966年、1986年、2005年和2018年胶州湾悬浮微塑料的浓度分布和部分变化趋势

Fig.  9  Concentration distribution and partial trend changes of suspended microplastics in Jiaozhou bay in 1966, 1986, 2005 and 2018

下载: 全尺寸图片 幻灯片

3   结 论

（1）本文基于MIKE3搭建了胶州湾水动力模型、漂浮微塑料模型和悬浮微塑料模型，对胶州湾微塑料迁移、分布特性进行了数值模拟研究。结果表明，胶州湾漂浮微塑料在胶州湾东北部沧口湾附近、西南前礁水道及附近沿岸、黄岛前湾和海西湾大量聚集且不易随涨、落潮迁移出湾外。

（2）胶州湾悬浮微塑料在流速较大区域一般浓度较高，湾口附近有多个高浓度聚集区。与漂浮微塑料相同，悬浮微塑料在黄岛前湾和海西湾也存在高浓度聚集区。

（3）在近50年人工围填海导致的岸线演变影响下，胶州湾中部和前礁水道的漂浮微塑料浓度升高；黄岛前湾和海西湾的水域面积不断减小，漂浮微塑料和悬浮微塑料在此持续富集；胶州湾湾口附近欧拉余流涡旋增强，悬浮微塑料浓度持续变高；大港附近由于岸线闭塞，悬浮微塑料浓度近年也显著变高。