微塑料（小于5 mm的塑料）對環(huán)境的污染已成為全球性挑戰(zhàn)，可能對生物群和人類健康構(gòu)成威脅。陸地是塑料生產(chǎn)的源頭，也是重要的匯集區(qū)。越來越多的研究表明微塑料在土壤中普遍存在。然而，當(dāng)前研究主要集中在水生環(huán)境中，關(guān)于陸生生態(tài)系統(tǒng)中塑料的來源、遷移和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)知之甚少。中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院研究員康世昌團(tuán)隊(duì)及其合作者，全面評估了土壤中微塑料的分布及其對生態(tài)系統(tǒng)的影響，并展望了未來的研究工作。

微塑料在全球土壤基質(zhì)中普遍存在（圖1），然而，復(fù)雜基質(zhì)中提取固體顆粒的固有技術(shù)難度和分析技術(shù)不一致性限制了土壤微塑料研究的發(fā)展。特別是在非洲、南美和大洋洲，微塑料在土壤環(huán)境中的賦存和分布研究較少。針對分析技術(shù)的不一致性，在綜合評述現(xiàn)有分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究提出了土壤微塑料建議分析方案（圖2）。微塑料的形態(tài)特征直接關(guān)系到其環(huán)境行為和效應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)，由PE和PP的纖維狀和碎片狀的小粒徑微塑料在土壤環(huán)境中最為常見（圖3）。對比水生環(huán)境（河流、海洋）與土壤環(huán)境中的微塑料特征發(fā)現(xiàn)，水生環(huán)境和土壤環(huán)境中的微塑料存在一定相似性，表明陸地環(huán)境與水生環(huán)境微塑料的來源存在一定相似性，且二者存在微塑料的交換。

土壤既是微塑料的“源”，也是微塑料的“匯”。數(shù)量巨大但又不易察覺的微塑料源源不斷地向土壤輸送微塑，導(dǎo)致土壤中的微塑料積累。塑料垃圾、農(nóng)用地膜殘留、污泥和有機(jī)肥的施用、大氣沉降和灌溉均會造成土壤微塑料污染（圖4）。匯總現(xiàn)有的研究成果還發(fā)現(xiàn)，微塑料可以通過影響土壤pH值、土壤結(jié)構(gòu)、土壤肥力和養(yǎng)分、土壤微生物和持水能力等生物物理性質(zhì)影響土壤的健康和功能。作為土壤中的小顆粒，微塑料可以被植物吸收，對植物的發(fā)芽、生長產(chǎn)生一定影響，但其影響與微塑料的粒徑、形狀和聚合物類型密切相關(guān)。此外，微塑料在土壤生物中的食物鏈的傳輸已得到證實(shí)，微塑料中的有毒添加劑和表面富集的污染物均為微塑料生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素。此外，土壤環(huán)境中微塑料的排放估算和預(yù)測、微塑料-“碳”儲存，土壤微塑料分布影響因素、遷移機(jī)制，以及富集過程需進(jìn)一步探索。

該研究深化了對土壤環(huán)境中微塑料的認(rèn)識，為土壤微塑料回收、控制和減少提供有益參考。相關(guān)研究成果以Microplastics in soil: A review on methods, occurrence, sources, and potential risk為題，發(fā)表在Science of the Total Environment上。西北研究院博士生楊玲為論文第一作者，副研究員張玉蘭為論文通訊作者。研究成果得到國家自然科學(xué)基金、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、西部之光以及冰凍圈國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題等的聯(lián)合資助。

圖1．全球土壤微塑料研究點(diǎn)分布和污染濃度

圖2．土壤微塑料建議分析方案

圖3．土壤微塑料形狀、顏色、粒徑及化學(xué)組分特征總結(jié)

圖4．土壤微塑料的來源