關(guān)于土壤微塑料污染 你知道多少？

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:近年來，海洋和淡水體系中微塑料污染和生態(tài)效應(yīng)研究受到了極大的關(guān)注，眾多研究表明微塑料在水體環(huán)境中大量而廣泛存在，且在一定條件下可對(duì)水生生物的生存與健康造成較大威脅，這些研究為世界范圍內(nèi)開展水污染防治工作奠定了重要基礎(chǔ)。

眾所周知，土壤在維系生物多樣性和保障食物生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用；同時(shí)，土壤也默默承載著更多的塑料垃圾。預(yù)測(cè)未來幾年將是土壤污染研究的爆發(fā)期，土壤污染將成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。那么，關(guān)于土壤污染，我們已經(jīng)獲得了哪些認(rèn)知呢？這些認(rèn)知又對(duì)今后的研究有什么啟發(fā)呢？近日，來自于南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院的谷成教授研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)微塑料在土壤中的污染狀況和潛在生物效應(yīng)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。內(nèi)容主要包括以下六個(gè)方面：

1）污染來源

土壤中的微塑料主要來自于：污泥/有機(jī)肥施用、農(nóng)膜施用、大氣沉降、污水灌溉、地表徑流和亂扔垃圾等（Bläsing and Amelung, 2018;駱永明等, 2018）。目前有新的證據(jù)表明污泥施用可能是農(nóng)用地污染的重要來源（Zhang and Liu, 2018; Corradini et al., 2019）。

2）污染特征

微塑料在土壤中普遍存在，在露天農(nóng)田土壤、果園土壤、蔬菜大棚土壤、洪泛平原土壤、森林土壤和工業(yè)園區(qū)土壤中均有檢出。檢出濃度較高的土壤是澳大利亞悉尼某工業(yè)區(qū)土壤，含量為0.03–6.7%。在我國，幾項(xiàng)基于農(nóng)用地土壤的調(diào)查研究顯示，多數(shù)土壤樣品中的微塑料含量≤ 320 particles kg−1，但在有污泥農(nóng)用/污水灌溉歷史的土壤中，微塑料含量較高，> 7000 particles kg−1。總體上，微塑料類型以PE和PP為主，尺寸以<1mm為主，形態(tài)以纖維狀為主，其次為碎片狀等。

目前還缺乏大尺度、長(zhǎng)期跟蹤的實(shí)地調(diào)研，以了解微塑料污染態(tài)勢(shì)及地域分布特征。在這之前首先要解決兩個(gè)問題是：①完善微塑料分離提取和鑒定方法，以使得調(diào)研能更準(zhǔn)確地反映實(shí)際污染狀況；②微塑料含量表達(dá)形式的統(tǒng)一，以使得不同時(shí)空的研究能夠進(jìn)行有效對(duì)比，以重量計(jì)量可能比以個(gè)數(shù)計(jì)量更具優(yōu)勢(shì)（Zhang et al., 2019）。

3）微生物效應(yīng)

已有的少量研究主要關(guān)注的是微塑料對(duì)土壤微生物活性、抗性基因豐度的影響。微塑料污染可能導(dǎo)致微生物總體（酶）活性上調(diào)或下調(diào)，甚至可能影響土壤養(yǎng)分循環(huán)，推測(cè)與土壤結(jié)構(gòu)改變和微生物群落組成改變有關(guān)（de Souza Machado et al., 2018），但還有待于進(jìn)一步研究來證實(shí)?；谒w和沉積物體系的研究顯示微塑料會(huì)促進(jìn)抗性基因的傳播（Arias-Andres et al. 2018;黃福義等, 2019），雖然目前還未有系統(tǒng)的土壤體系研究，但微塑料已被發(fā)現(xiàn)會(huì)阻礙土壤中抗生素和抗性基因的消減（Sun et al., 2018），表明微塑料可能會(huì)對(duì)抗性基因/抗性菌的分布產(chǎn)生重要影響。

4）動(dòng)物效應(yīng)

對(duì)土壤動(dòng)物的研究，主要集中在線蟲、寡毛綱動(dòng)物（如蚯蚓和線蚓）和跳蟲上。基于線蟲的研究顯示，微塑料的毒性效應(yīng)受其尺寸影響，但并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系-尺寸越小毒性越大，因?yàn)楦〕叽绲目赡芤哺菀着懦鲶w外?；隍球竞途€蚓的研究則顯示，微塑料的毒性受其濃度影響較大，一般表現(xiàn)為低濃度無明顯效應(yīng)，高濃度有毒害作用。值得注意的是，在蚯蚓個(gè)體指標(biāo)還沒有出明顯下降時(shí)，其組織和酶水平上可能已經(jīng)產(chǎn)生了顯著變化。跳蟲是微塑料敏感物種，在微塑料濃度為0.1%時(shí)即表現(xiàn)出規(guī)避行為，且生長(zhǎng)繁殖能力顯著降低（Zhu et al., 2018; Ju et al., 2019），因而在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中可能具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

5）植物效應(yīng)

關(guān)于植物效應(yīng)，人們最為關(guān)注的兩個(gè)問題是：微塑料能否被植物吸收累積，以及微塑料對(duì)植物可能產(chǎn)生的影響。借助于熒光標(biāo)記的微塑料，前期研究發(fā)現(xiàn)小尺寸的微塑料（≤ 0.2 µm）能夠突破細(xì)胞壁或細(xì)胞膜障礙進(jìn)入植物體內(nèi)，并被運(yùn)輸至地上部分，表明具有經(jīng)食物鏈傳遞的風(fēng)險(xiǎn)（Bandmann et al. 2012;李連禎等，2019）。另有研究顯示，1%的微塑料污染會(huì)對(duì)小麥生長(zhǎng)造成不利影響（Qi et al., 2018），但由于實(shí)驗(yàn)所用微塑料尺寸較大（> 50 µm），推測(cè)微塑料對(duì)植物生長(zhǎng)的影響可能主要是由土壤環(huán)境條件改變導(dǎo)致的。

6）微塑料相關(guān)有機(jī)或無機(jī)污染物的作用

受添加劑和表面吸附影響，微塑料可能攜帶多種有機(jī)或無機(jī)污染物（Hong et al. 2017）。已有研究顯示有些塑料添加劑會(huì)顯著提高微塑料對(duì)海洋動(dòng)物、污泥消化菌群的毒性（Oliviero et al. 2019;Wei et al. 2019）。因此，微塑料相關(guān)污染物在微塑料土壤生物效應(yīng)中的作用不容忽視，未來可以重點(diǎn)關(guān)注含量較高和毒性較大的幾類污染物，如增塑劑、阻燃劑和多環(huán)芳烴等。

結(jié) 語

總體上，土壤方面的探索才剛剛開始，很多問題都有待進(jìn)行深入研究，以便得出更多實(shí)用的、普適性的結(jié)論。污染分布方面，我們需要確認(rèn)污染程度、污染類型等信息，同時(shí)，獲得微塑料中添加劑或表面吸附污染物的信息將更加有助于其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；生物毒性方面，我們需要搞清楚微塑料將如何影響土壤生物的豐度、多樣性、組成和功能，以及微塑料劑量、微塑料物理化學(xué)特性和土壤類型等因素的影響；毒性機(jī)理方面，我們需要區(qū)分微塑料的物理作用和化學(xué)作用，自身作用與外源污染物的作用，并闡明表觀毒性現(xiàn)象背后的分子機(jī)制。

由于篇幅限制，還有很多重要的問題在本文中沒有涉及到或沒有重點(diǎn)闡述，如微塑料對(duì)土壤已有污染物生物有效性的影響，微塑料進(jìn)一步分解成納米級(jí)別微塑料后其毒性變化等。后期我們將選取相關(guān)文章與大家分享。

原標(biāo)題:關(guān)于土壤微塑料污染，你知道多少？