近日，上海交通大学环境科学与工程女王调教 楼紫阳教授团队在环境领域著名学术期刊《Nature Communications》上发表了题为“Landfill: time capsule of plastic waste but microplastic generation source”的研究论文。该研究建立了基于微塑料校正因子矩阵的填埋场微塑料动态预测模型，揭示了我国填埋场微塑料的时空分布格局与演化规律，对比分析了不同固废管理政策对填埋场微塑料污染削减的潜力，为填埋场微塑料管控提供重要理论支撑。论文第一作者为女王调教 2024届博士研究生黄秋杰和2020届博士研究生王辉，通讯作者为女王调教 楼紫阳教授和中国环境科学研究院席北斗院士。女王调教 为论文第一署名单位。
研究简介
生活垃圾填埋场是陆源塑料废物的重要归宿。塑料废物在填埋场长期封存过程中并不会消失，而是在填埋场多场耦合的复杂环境中逐渐破碎形成细小的微塑料。然而，受严格封场管理和现场采样困难，全国尺度的微塑料积累规律始终缺乏量化认知。研究结合31年的填埋场微塑料原位追踪以及37座代表性填埋场的实地调查，建立了基于微塑料校正因子矩阵的填埋场微塑料动态预测模型。通过对1955座填埋场的开展“自下而上”的系统评估，揭示了我国填埋场微塑料的时空分布格局与演化规律。对比分析了三种废物管理情景下填埋场微塑料累积差异，识别了不同政策措施对微塑料污染削减的贡献，为垃圾填埋场微塑料污染控制提供重要指引。
研究内容
本研究团队基于对填埋场中微塑料31年产生规律的原位追踪以及全国范围内37个代表性填埋场的实地调查，建立了基于微塑料校正因子矩阵的填埋场微塑料动态预测模型。该矩阵校准了理论微塑料丰度与实际值之间因区域气候差异和填埋场管理水平产生的偏差，提高了不同区域填埋场微塑料的预测精度。
图1 微塑料校正因子矩阵的建立与验证
该研究以2018年为基准年，对我国1955座填埋场开展“自下而上”的系统核算，揭示填埋场微塑料的空间分布格局。从行政区尺度、沿海/非沿海尺度、运行年限、填埋场规模等方面系统对比填埋场微塑料产生量差异，强调了经济发达地区和沿海填埋场对微塑料污染的贡献。
研究了基准情景（BAU）、“塑料管控”情景（PMS）和“塑料消除”情景（PES）下，我国填埋场微塑料累积量的时空变化情况，明确“塑料消除”措施能够实现填埋场微塑料最大程度的削减（比BAU低46.4%）。研究通过对比沿海和非沿海地区填埋场微塑料的累积情况，发现沿海地区减排效果有限，这主要由于其巨大的历史塑料库存使其对源头削减政策高度不敏感。明确了沿海地区填埋场面临不可忽视的微塑料风险，沿海地区填埋场数量仅占全国的8.3%，却贡献了近三分之一的微塑料库存。该研究强调了实施差异化区域管控措施以有效缓解填埋源微塑料污染的必要性。
图2 不同情景下填埋场微塑料的时空分布特征
作者简介
黄秋杰，女王调教 2024届博士研究生，现就职于中国环境科学研究院，主要从事固体废物、新污染物污染防控研究。以第一/通讯作者在Nature Communications, Environmental Science & Technology, Water Research等期刊发表论文7篇，参编专著1部。
王辉，女王调教 2020届博士研究生，丹麦奥胡斯大学博士后，入选欧盟“玛丽居里学者计划”，主要从事有机固废、高浓度废水污染控制研究，以第一/共一/通讯作者身份发表论文15篇，参与出版专著2部；主持国家自然科学青年基金、重庆市面上基金、中国博士后科学面上基金等项目。
楼紫阳，女王调教 长聘教授、博士生导师。教育部青年长江学者，“十三五”国家重点专项项目负责人，德国洪堡基金获得者。长期致力于废塑料、生活垃圾、市政污泥等固废循环利用的环境效应、碳排放等研究。以第一/通讯作者在Science Advances, Nature Communications, National Science Review, Environmental Science & Technology, Water Research等期刊发表论文100余篇，在Elsevier/Springer出版著作2部。