浙江大学徐建明团队CREST：土壤环境中的微塑料——赋存、风险、相互作用及归趋

导 读

浙江大学徐建明团队在Critical Reviews in Environmental Science and Technology（CREST，《环境科技评论》）期刊发表题为“土壤环境中的微塑料：赋存、风险、相互作用及归趋（Microplastics in the soil environment: Occurrence, risks, interactions and fate ）”的重磅综述。尽管微塑料污染问题源于我们对海洋环境的关注，但研究表明每年释放到陆地环境中的塑料废弃物是海洋环境中的4–23倍。土壤环境可能作为微塑料更重要的汇而受到学界的广泛关注。本研究系统综述了微塑料在土壤环境中的赋存、吸附、迁移和生态风险等，并展望了土壤微塑料未来的研究方向。
图1  图文摘要——微塑料在土壤中的环境过程与生态风险

主要内容

微塑料在土壤中的赋存与积累：微塑料在各种类型土壤中检出，包括农地土壤、温室土壤、花园土壤、工业土壤、滨海土壤、河滩土壤等，微塑料类型以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）为主。除微塑料（< 5 mm）外，本文也综述了中塑料（5 mm – 25 mm）和大塑料（> 25 mm）的污染现状。

微塑料对土壤生态系统造成潜在的负面影响：微塑料会影响土壤的物理性质（团聚体、水分循环等）和化学性质（C、N、P转化等），且引起土壤中的邻苯二甲酸酯污染。土壤微生物及酶活性也会受到微塑料污染的影响。微塑料还会影响土壤动物（微型、中型和大型动物）的生存与功能以及多种陆地植物的生长。

微塑料对有机/无机污染物的吸附：微塑料会吸附多种有机和无机污染物，特别是疏水性有机物。有机污染物在微塑料上的吸附亲和性与有机物的疏水性存在显著相关性（图2）。除此之外，微塑料性质（结晶度及玻璃化温度）和溶液化学条件等也会影响微塑料的吸附行为。

图2 有机污染物在微塑料上的分配参数与辛醇-水分配系数的线性相关性

微塑料及其吸附污染物在土壤中的迁移：微塑料（特别是纳塑料，<100 nm）向下迁移可能进入地下水，而土壤动物可促进微塑料的在土壤中的横向及纵向迁移。微塑料吸附的污染物可以随着微塑料在土壤中迁移或通过被摄食而进入动物体内。

展望与总结

微塑料污染对土壤生态系统造成潜在的环境风险。未来的研究可从以下几个方面展开：

1. 继续开展微塑料在土壤环境中的污染现状调查。推荐使用质量浓度单位表示微塑料的污染状况，且鼓励提供更多环境微塑料样品的化学表征；

2. 通过选用不同土壤、微塑料和土壤生物开展更多场景下微塑料对土壤生态系统的影响。阐明土壤中功能微生物对微塑料污染的响应；探究微塑料对土壤生物的影响机理（物理损伤、生化反应或营养稀释）；

3. 研究污染物在存有微塑料的土壤中的相对分布。由于微塑料对其他污染物的吸附作用，其可能改变污染物在土壤中的相对分布。微塑料的环境老化过程也可能影响其在土壤中的吸附和迁移行为；

4. 研究微塑料对污染物的生物有效性的影响。通过吸附作用，微塑料可能降低有机污染物和重金属的生物有效性，进而影响污染物的生物转化和降解过程；

5. 微生物可定殖在微塑料表面形成“塑料际(plastiphere)”或生物膜，其在土壤中的环境行为及潜在的毒性效应还有待开展；

6. 迁移实验应考虑更多的微塑料类型及更为实际的土壤条件，如选取PE和PP微塑料及在土柱中开展实验。另外，微塑料（特别是纳塑料）与土壤胶体及天然纳米颗粒的聚沉与共迁移行为也亟待研究。

文章及作者简介

第一作者：

许佰乐，博士，研究方向为土水环境中微塑料与有机污染物的相互作用，以第一/通讯作者在Crit Rev Environ Sci Technol，J Hazard Mater，Environ Pollut等期刊上发表论文7篇，其中1篇为高被引论文。目前在德国柏林自由大学从事博士后研究。

通讯作者：

徐建明，浙江大学求是特聘教授，博士生导师，长期从事土壤化学与生物化学、土壤污染控制与修复、土壤养分循环与微生物生态等领域的研究工作，已在The ISME Journal、Microbiome、Nature Food、Global Change Biology、Research、Soil Biology & Biochemistry、Environmental Microbiology、Environmental Science & Technology 等国际学术刊物发表论文340余篇，主编中英文著作8部。

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供稿：浙江大学徐建明团队

编排：白鹤子（CREST期刊推广员）

环境科技评论CREST

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