北極星環境修復網訊:近年來，海洋和淡水體系中微塑料汙染和生態效應研究受到了極大的關注，眾多研究表明微塑料在水體環境中大量而廣泛存在，且在一定條件下可對水生生物的生存與健康造成較大威脅，這些研究為世界範圍內開展水汙染防治工作奠定了重要基礎。
眾所周知，土壤在維繫生物多樣性和保障食物生產中發揮著重要作用；同時，土壤也默默承載著更多的塑料垃圾。預測未來幾年將是土壤汙染研究的爆發期，土壤汙染將成為該領域的研究熱點。那麼，關於土壤汙染，我們已經獲得了哪些認知呢？這些認知又對今後的研究有什麼啟發呢？近日，來自於南京大學環境學院的谷成教授研究團隊，對微塑料在土壤中的汙染狀況和潛在生物效應研究進展進行了綜述。內容主要包括以下六個方面：
1）汙染來源
土壤中的微塑料主要來自於：汙泥/有機肥施用、農膜施用、大氣沉降、汙水灌溉、地表徑流和亂扔垃圾等（Bläsing and Amelung, 2018;駱永明等, 2018）。目前有新的證據表明汙泥施用可能是農用地汙染的重要來源（Zhang and Liu, 2018; Corradini et al., 2019）。
2）汙染特徵
微塑料在土壤中普遍存在，在露天農田土壤、果園土壤、蔬菜大棚土壤、洪泛平原土壤、森林土壤和工業園區土壤中均有檢出。檢出濃度較高的土壤是澳大利亞雪梨某工業區土壤，含量為0.03–6.7%。在我國，幾項基於農用地土壤的調查研究顯示，多數土壤樣品中的微塑料含量≤ 320 particles kg−1，但在有汙泥農用/汙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，形態以纖維狀為主，其次為碎片狀等。
目前還缺乏大尺度、長期跟蹤的實地調研，以了解微塑料汙染態勢及地域分布特徵。在這之前首先要解決兩個問題是：①完善微塑料分離提取和鑑定方法，以使得調研能更準確地反映實際汙染狀況；②微塑料含量表達形式的統一，以使得不同時空的研究能夠進行有效對比，以重量計量可能比以個數計量更具優勢（Zhang et al., 2019）。
3）微生物效應
已有的少量研究主要關注的是微塑料對土壤微生物活性、抗性基因豐度的影響。微塑料汙染可能導致微生物總體（酶）活性上調或下調，甚至可能影響土壤養分循環，推測與土壤結構改變和微生物群落組成改變有關（de Souza Machado et al., 2018），但還有待於進一步研究來證實。基於水體和沉積物體系的研究顯示微塑料會促進抗性基因的傳播（Arias-Andres et al. 2018;黃福義等, 2019），雖然目前還未有系統的土壤體系研究，但微塑料已被發現會阻礙土壤中抗生素和抗性基因的消減（Sun et al., 2018），表明微塑料可能會對抗性基因/抗性菌的分布產生重要影響。
4）動物效應
對土壤動物的研究，主要集中在線蟲、寡毛綱動物（如蚯蚓和線蚓）和跳蟲上。基於線蟲的研究顯示，微塑料的毒性效應受其尺寸影響，但並不是嚴格的線性關係-尺寸越小毒性越大，因為更小尺寸的可能也更容易排出體外。基於蚯蚓和線蚓的研究則顯示，微塑料的毒性受其濃度影響較大，一般表現為低濃度無明顯效應，高濃度有毒害作用。值得注意的是，在蚯蚓個體指標還沒有出明顯下降時，其組織和酶水平上可能已經產生了顯著變化。跳蟲是微塑料敏感物種，在微塑料濃度為0.1%時即表現出規避行為，且生長繁殖能力顯著降低（Zhu et al., 2018; Ju et al., 2019），因而在生態風險評價中可能具有較高的應用價值。
5）植物效應
關於植物效應，人們最為關注的兩個問題是：微塑料能否被植物吸收累積，以及微塑料對植物可能產生的影響。藉助於螢光標記的微塑料，前期研究發現小尺寸的微塑料（≤ 0.2 µm）能夠突破細胞壁或細胞膜障礙進入植物體內，並被運輸至地上部分，表明具有經食物鏈傳遞的風險（Bandmann et al. 2012;李連禎等，2019）。另有研究顯示，1%的微塑料汙染會對小麥生長造成不利影響（Qi et al., 2018），但由於實驗所用微塑料尺寸較大（> 50 µm），推測微塑料對植物生長的影響可能主要是由土壤環境條件改變導致的。
6）微塑料相關有機或無機汙染物的作用
受添加劑和表面吸附影響，微塑料可能攜帶多種有機或無機汙染物（Hong et al. 2017）。已有研究顯示有些塑料添加劑會顯著提高微塑料對海洋動物、汙泥消化菌群的毒性（Oliviero et al. 2019;Wei et al. 2019）。因此，微塑料相關汙染物在微塑料土壤生物效應中的作用不容忽視，未來可以重點關注含量較高和毒性較大的幾類汙染物，如增塑劑、阻燃劑和多環芳烴等。
結 語
總體上，土壤方面的探索才剛剛開始，很多問題都有待進行深入研究，以便得出更多實用的、普適性的結論。汙染分布方面，我們需要確認汙染程度、汙染類型等信息，同時，獲得微塑料中添加劑或表面吸附汙染物的信息將更加有助於其生態風險評估；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、微塑料物理化學特性和土壤類型等因素的影響；毒性機理方面，我們需要區分微塑料的物理作用和化學作用，自身作用與外源汙染物的作用，並闡明表觀毒性現象背後的分子機制。
由於篇幅限制，還有很多重要的問題在本文中沒有涉及到或沒有重點闡述，如微塑料對土壤已有汙染物生物有效性的影響，微塑料進一步分解成納米級別微塑料後其毒性變化等。後期我們將選取相關文章與大家分享。
原標題:關於土壤微塑料汙染，你知道多少？
投稿聯繫：0335-3030550 郵箱：huanbaowang#bjxmail.com（請將#換成@）
北極星環保網聲明：此資訊系轉載自北極星環保網合作媒體或網際網路其它網站，北極星環保網登載此文出於傳遞更多信息之目的，並不意味著贊同其觀點或證實其描述。文章內容僅供參考。