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微塑料通過長期的農用地膜殘留、有機肥和污泥的施用、地表水灌溉和大氣沉降等方式進入土壤環(huán)境。在我國上海城郊淺表層(0~3 cm)和深表層(3~6cm)土壤中，分別發(fā)現(xiàn)粒徑為20~5 mm的微塑料豐度達到78.00個·kg-1土和62.50個·kg-1土，而粒徑為5~2cm的塑料豐度達到6.75個·kg-1土和3.25個·kg-1土，且有48.79% 和59.81% 的塑料粒徑小于1 mm。在滇池周邊的農田和河岸森林土壤中也發(fā)現(xiàn)微塑料豐度達7100~42 960個·kg-1土(平均18 760個·kg-1土)，且95% 的微塑料粒徑在0.05~1 mm 之間。在歐洲農田中，污泥施用使得土壤中微塑料顆粒達到1000~4000個·kg-1土。在澳大利亞悉尼工業(yè)區(qū)土壤中微塑料含量高達0.03%~6.7%。這些進入土壤中的微塑料，在長期的風化作用、紫外照射及其與土壤中其他組分的相互作用下，表面逐步老化、粗糙，顆?；蛩槠呀?，粒徑變小，比表面積增大，吸附位點增加，表面官能團增多，疏水性增強，辛醇/水分配系數(shù)升高，在土壤pH、鹽度、有機質和離子交換等復雜因素的調控下，對土壤中重金屬和多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、農藥、抗生素等有機污染物的吸附能力顯著增強，從而改變土壤的理化性質，影響土壤生態(tài)系統(tǒng)健康。
微塑料進入土壤可以影響土壤的結構及其他物理性質。de Souza Machado 等研究發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境相關濃度下，微塑料可以影響土壤容重、水力特征以及團聚體的變化。此外，不同微塑料的影響存在較大差異，如聚酯顯著降低土壤水穩(wěn)性團聚體，而聚乙烯則可以顯著提高土壤水穩(wěn)性團聚體的量。一項云南的野外調查研究發(fā)現(xiàn)，70%以上的微塑料顆粒和土壤團聚體相結合，特別是和微團聚體結合。但是目前還缺乏有關塑料污染與土壤團聚體相互作用的長期和原位研究，因此尚無法判斷塑料污染對土壤水分運移和水土保持的影響。
微塑料對重金屬的吸附
近年來，一些研究已經證明：微塑料進入土壤環(huán)境會與重金屬發(fā)生地球化學作用。耕地、林地是農用地膜使用和施肥灌溉的主要區(qū)域，Hodson等研究了高密度聚乙烯對農林用地土壤中Zn2+的吸附行為，他們發(fā)現(xiàn)，在含有更加豐富的有機質林地土壤中，高密度聚乙烯對Zn2+的吸附能力更強，且吸附行為符合Langmuir 和Freundlich 方程。土壤中微塑料的老化對其吸附重金屬也有顯著的影響，Nicole等將高密度聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯(微米級的再生塑料顆粒)暴露在人工老化條件(2000 h;光氧化和熱氧化)下模擬它們在戶外的老化過程后，用柱滲濾試驗研究發(fā)現(xiàn)了微塑料老化不僅明顯增加了其對TOC、Cl、Ca、Cu、Zn的吸附，而且也減弱了重金屬的解吸和釋放作用，表明老化的微塑料對重金屬具備更強的固定能力。Turner等利用新鮮和老化的微塑料小球吸附痕量金屬的研究也表明，金屬對老化塑料具備更強的親和力。此外，土壤中的官能團吸附到微塑料表面，可能對其吸附重金屬有一定影響，Kim 等對官能團包被的聚苯乙烯吸附Ni的研究表明，官能團改變微塑料和重金屬表面的疏水性，從而影響其對重金屬的吸附。因此，微塑料一旦進入土壤且被風化老化，在土壤復雜環(huán)境的影響下，其將成為重金屬的有效載體固定在土壤環(huán)境中，可能損害土壤生態(tài)系統(tǒng)健康。
微塑料對有機污染物的吸附
多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、殺蟲劑、除草劑和抗生素等有機污染物是影響土壤生態(tài)系統(tǒng)健康的另一類重要因素。近年來，學者們普遍認為微塑料在環(huán)境中扮演著污染物遷移載體的角色。Heskett等對太平洋、大西洋、印度洋和加勒比海區(qū)域的孤島微塑料吸附有機污染物的研究發(fā)現(xiàn)，即使是不同環(huán)境背景濃度的PCBs、DDTs、HCHs也可被微塑料吸附。污染物的疏水性直接影響其在微塑料表面的吸附，Hüffer等研究了4種微塑料(PE、PA、PS和PVC)對7種脂肪族和芳香族有機物的吸附作用，他們發(fā)現(xiàn)PE的吸附主要在于固液相的分配平衡，而PA、PS 和PVC 對有機污染物的吸附以表面吸附為主導，并發(fā)現(xiàn)微塑料的吸附能力與污染物的疏水性緊密相關，揭示了疏水作用是影響微塑料吸附性的主要因素。Sven 等在pH=4、7、10的條件下，用兩種微塑料顆粒(聚乙烯和聚苯乙烯)吸附19種不同的污染物(農藥、藥品和個人護理產品)，結果也證明相比于中性物質，疏水化合物更易于吸附到塑料顆粒。環(huán)境中微塑料的老化風化對有機污染物的吸附也有很重要的影響，Zhang等將環(huán)境中風化老化的發(fā)泡聚苯乙烯作為吸附劑對土霉素的吸附進行研究發(fā)現(xiàn)，相比于新鮮塑料，環(huán)境中發(fā)泡微塑料對抗生素的吸附能力更易受pH的影響，有機質的存在影響抗生素與微塑料之間的靜電作用，并且能夠調控兩者的吸附。此外，氫鍵和多 陽離子橋接、π-π作用對微塑料吸附抗生素具有重要的調控能力。綜上，土壤中的有機污染物會被微塑料所吸附，并且復雜的土壤環(huán)境條件對微塑料的吸附具有很強的調控能力。
微塑料對微生物的吸附
微生物對土壤生態(tài)系統(tǒng)健康至關重要。隨著研究的逐步深入，人們開始擔憂微塑料可能成為致病菌等有害微生物的運輸載體，影響土壤生態(tài)系統(tǒng)健康。已有研究表明，微塑料可為微生物提供吸附位點，使其長期吸附在微塑料表面，形成生物膜，影響土壤微生物的生態(tài)功能。而且，伴隨微塑料的遷移，微生物會擴散到其他生態(tài)系統(tǒng)，改變生態(tài)系統(tǒng)的菌群和功能。Oberbeckmann等研究了不同環(huán)境條件(包括營養(yǎng)水平)對聚苯乙烯、聚乙烯表面細菌群落的組成和特異性的影響，發(fā)現(xiàn)雖然大部分致病菌沒有被微塑料吸附，但表明了污水處理廠中微塑料是抗生素抗性基因水平轉移的載體。但總體來說，目前關于土壤中微塑料對微生物的吸附和微生物在微塑料表面生長的研究還很少，有待進一步拓展和深入。
資料來源：中塑在線
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