什么是土壤微塑料污染?有什么危害?

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近年来,海洋和淡水体系中微塑料污染跟生态效应研究受到了极大的关注,众多研究表明微塑料在水体环境中少量而广泛地处,且在一定条件下可对水生生物的生存与健康造成较大威胁,什么研究为世界范围内开展水污染防治工作奠定了重要基础。

众所周知,土壤在维系生物多样性和保障食物生产中发挥着重要作用;一同,土壤也默默承载着更多的塑料垃圾。预测未来几年将是土壤污染研究的爆发期,土壤污染将成为该领域的研究热点。那末 ,关于土壤污染,或多或少人导致 获得了什么认知呢?什么认知又对今后的研究有什么启发呢?近日,来自于南京大学环境学院的谷成教授研究团队,对微塑料在土壤中的污染状况和潜在生物效应研究进展进行了综述。内容主要包括以下3个方面:

1)污染来源

土壤中的微塑料主要来自于:污泥/有机肥施用、农膜施用、大气沉降、污水灌溉、地表径流和乱扔垃圾等(Bl?sing and Amelung, 2018;骆永明等, 2018)。目前有新的证据表明污泥施用导致 是农用地污染的重要来源(Zhang and Liu, 2018; Corradini et al., 2019)。

2)污染社会形态

微塑料在土壤中普遍地处,在露天农田土壤、果园土壤、蔬菜大棚土壤、洪泛平原土壤、森林土壤和工业园区土壤中均有检出。检出浓度较高的土壤是澳大利亚悉尼某工业区土壤,含量为0.03–6.7%。在我国,几项基于农用地土壤的调查研究显示,多数土壤样品中的微塑料含量≤ 320 particles kg?1,但在有污泥农用/污水灌溉历史的土壤中,微塑料含量较高,> 7000 particles kg?1。总体上,微塑料类型以PE和PP为主,尺寸以<1mm为主,社会形态以纤维状为主,其次为碎片状等。

目前还不够大尺度、长期跟踪的实地调研,以了解微塑料污染态势及地域分布社会形态。在这以后 首好难处理另另一个 什么的问题是:①完善微塑料分离提取和鉴定方法,以使得调研能更准确地反映实际污染状况;②微塑料含量表达形式的统一,以使得不一同光的研究不不都上能 进行有效对比,以重量计量导致 比以个数计量更具优势(Zhang et al., 2019)。

3)微生物效应

已有的少量研究主要关注的是微塑料对土壤微生物活性、抗性基因丰度的影响。微塑料污染导致 导致 微生物总体(酶)活性上调或下调,甚至导致 影响土壤养分循环,推测与土壤社会形态改变和微生物群落组成改变有关(de Souza Machado et al., 2018),但还有待于进一步研究来证实。基于水体和沉积物体系的研究显示微塑料会有有助于于抗性基因的传播(Arias-Andres et al. 2018;黄福义等, 2019),实在目前还未有系统的土壤体系研究,但微塑料已被发现会阻碍土壤中抗生素和抗性基因的消减(Sun et al., 2018),表明微塑料导致 会对抗性基因/抗性菌的分布产生重要影响。

4)动物效应

对土壤动物的研究,主要集中在线虫、寡毛纲动物(如蚯蚓和线蚓)和跳虫上。基于线虫的研究显示,微塑料的毒性效应受其尺寸影响,但并有的是严格的线性关系-尺寸越小毒性越大,导致 更小尺寸的导致 也更容易排出体外。基于蚯蚓和线蚓的研究则显示,微塑料的毒性受其浓度影响较大,一般表现为低浓度无明显效应,高浓度有毒害作用。值得注意的是,在蚯蚓个体指标还那末 出明显下降时,其组织和酶水平上导致 导致 产生了显著变化。跳虫是微塑料敏感物种,在微塑料浓度为0.1%时即表现出规避行为,且生长繁殖能力显著降低(Zhu et al., 2018; Ju et al., 2019),因而在生态风险评价中导致 具有较高的应用价值。

5)植物效应

关于植物效应,或多或少人最为关注的另另一个 什么的问题是:微塑料还不都上能 被植物吸收每段,以及微塑料对植物导致 产生的影响。借有助于荧光标记的微塑料,前期研究发现小尺寸的微塑料(≤ 0.2 ?m)不不都上能 突破细胞壁或细胞膜障碍进入植物体内,并被运输至地上每段,表明具有经食物链传递的风险(Bandmann et al. 2012;李连祯等,2019)。另有研究显示,1%的微塑料污染会对小麦生长造成不利影响(Qi et al., 2018),但导致 实验所用微塑料尺寸较大(> 60 ?m),推测微塑料对植物生长的影响导致 主所以由土壤环境条件改变导致 的。

6)微塑料相关有机或无机污染物的作用

受加在剂和表层吸附影响,微塑料导致 携带多种有机或无机污染物(Hong et al. 2017)。已有研究显示或多或少塑料加在剂会显著提高微塑料对海洋动物、污泥消化菌群的毒性(Oliviero et al. 2019;Wei et al. 2019)。否则,微塑料相关污染物在微塑料土壤生物效应中的作用不容忽视,未来还不都上能 重点关注含量较高和毒性较大的几类污染物,如增塑剂、阻燃剂和多环芳烃等。

小结

总体上,土壤方面的探索才结束了了,所以有什么的问题有的是待进行深入研究,以便得出更多实用的、普适性的结论。污染分布方面,或多或少人需用确认污染程度、污染类型等信息,一同,获得微塑料中加在剂或表层吸附污染物的信息将更加有有助于于其生态风险评估;生物毒性方面,或多或少人需用搞清楚微塑料将如何影响土壤生物的丰度、多样性、组成和功能,以及微塑料剂量、微塑料物理化学社会形态和土壤类型等因素的影响;毒性机理方面,或多或少人需用区分微塑料的物理作用跟生学作用,自身作用与外源污染物的作用,并阐明表观毒性什么的问题背后的分子机制。

微塑料污染某种比残膜更可怕的土壤污染

近年来,微塑料污染逐渐成为国内外热点什么的问题。环境中大每段微塑料来源于塑料的破碎和降解,塑料垃圾的有效控制是处理微塑料污染的重要方法。

塑料是人类伟大的发明的重要基础材料,给或多或少人的生产跟生活带来了极大的便利。从20世纪5O年代结束了了,全球塑料年增长率平均保持在8.5%。到2016年,全球塑料产量达到了3.35亿吨。我国是世界塑料生产和使用大国,其中多种塑料产品。如聚氯乙烯(PVC)、氨基模塑料等产量导致 地处全球首位,且进一步增长的潜力仍然十分巨大。什么塑料使用以后 ,一每段导致 那末 得到及时有效的采集处理而进入环境,并在环境中地处破碎、腐化,给地表水、土壤和海洋等带来严重的环境污染。

近年来,国际上对塑料垃圾和微塑料环境危害的关注日益增多。海洋微塑料污染作为新型环境什么的问题受到全球重视。2014年,首届联合国环境大会上,海洋塑料垃圾污染被列为 “十大紧迫环境什么的问题之一”,并对微塑料进行特别关注。2015年召开的第二届联合国环境大会上,微塑料污染被列入环境跟生态科学研究领域的第二大科学什么的问题,成为与全球气候变化、臭氧耗竭等并列的重大全球环境什么的问题,由此也可见微塑料污染之严重。相对地,土壤特别是农用地微塑料污染尚未引起广泛关切。

微塑料,是指粒径很小的塑料颗粒以及纺织纤维。目前学术界对微塑料还没准确的定义,但通常认为粒径小于5mm的塑料颗粒为微塑料。粒径小于5毫米的塑料纤维、颗粒导致 薄膜即为微塑料,实际上所以有微塑料可达微米乃至纳米级,肉眼是不可见的,否则也被形象地比作海洋中的“PM2.5”。

有的研究者指出,陆地中地处的微塑料丰度导致 是海洋的 4-23倍,农地土壤 中每年输入的微塑料就远超过向全球海洋中的输入量。迄今,为数那末 来越多的几例调查数据显示,土壤中地处相高含量的微塑料污染。类似于 ,澳大利亚悉尼某工业区土壤调查表明,微塑料含量达到0.03%-6.7%;在瑞士的洪泛平原调查 也发现 ,90%的土壤样品中地处微塑料污染。我国是塑料垃圾的排放大国,仅沿海地区,估计每年排放塑料垃圾高达 l32-353万吨 ,排放量在全球居首位。目前,在国内实在对滨海潮滩土壤中微塑料的类型 、丰度及分布有调查研究,但对农田土壤中微塑料 污染状况的报道很少。

土壤中微塑料的来源主要3个方面:

(1)污泥的土地利用带入微塑料:国际上对污水处理厂 中微塑料的调查发现 ,约90%的微塑料在污水处理后积累到污泥中。

(2)有机肥长期施用积累导致 土壤微塑料污染:有机肥在农业生产中导致 成为不可或缺的肥料,在设施农业中施用量更大。相比于污泥,有机肥中微塑料及其通过农用输入到土壤中的数据较少。但德国波恩某有机肥加工厂的3个有机肥样 品,发现肉眼可见的塑料碎片 (粒径 >0.5mm )含量在 2.38-160 mg/kg;而在斯洛文尼亚 的调查中发现,有机肥中塑料含量更高,达到160 mg/kg。

(3)农用地膜残 留分解形成微塑料污染:我国农用保鲜纸使用量在 2015年达到 260 .310万吨,其中地膜使用量为145.10万吨,约占世界地膜使用总量 90%。地膜层厚小,一方面带来回收不易,买车人面易老化、碎片化严重;残留的地膜在土壤中更易形成微塑料污染,一同还易释放酞酸酯等增塑剂污染物;残留地膜会分解形成塑料碎片甚至微塑料。否则,地膜残留分解是农用地土壤中微塑料的又另另一个 重要来源。

(4)大气微塑料沉降进入地表土壤:土壤除了还不都上能 接纳来 自污泥、有机肥和地膜残留的微塑料,还还不都上能 接纳通过大气沉降进入的微塑料。

(5)地表径流、灌溉将微塑料带入土壤:流域 水灌溉、地表径流或渗透也是土壤中微塑料的来源。途径生活及工业污水的排放会通过地表径流或灌溉等方法进入土壤,造成土壤中微塑料的积累。

土壤中的微塑料在光照、高温氧化、物理侵蚀跟生物降解等作用下会 地处聚合物分子化学社会形态变化,包括聚合物分子链断裂、歧化、表层含氧官能 团 (如酯基

团、酮基团等 )的增加等。微塑料进入土壤后,在植物根系、生物和机械扰动作用下会地处迁移。土壤生态系统中微塑料暴露的生物积累与毒性效应研究以后 起步;但土壤中的微塑料也可通过食物链地处传递、富集,带来健康风险。

微塑料管控是近年来国际社会新经常出先的另另一个 热点。尽管我国原环境保护部(现生态环境部)发布的《环境保护综合名录(2017年)》将“加在塑料微珠的化妆品和

清洁用品” “塑料微珠加在剂”列入“高污染、高环境危险”产品名录 ,但《环境保护综合名录(2017年)》对塑料微珠并未做出限制使用的要求。否则或多或少人要重视土壤中微塑料污染,关注微塑料污染源头控制,增加公众的参与度。

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