微塑料对土壤-植物系统的生态效应

近年来,塑料污染已经成为全球性环境问题.陆地生态系统中的微塑料污染受到越来越多的重视,尤其是农业生态系统.由于降解性差,微塑料在土壤中的累积可能会对土壤生态系统造成不利影响,并通过食物链等威胁人畜健康.本文介绍了微塑料在土壤环境中的来源、分布和迁移,重点阐述了微塑料对土壤-植物系统的直接和间接生态效应.证据显示微塑料可...     

微塑料污染对土壤环境质量和微生物生态学特性的影响研究进展

微塑料这一新兴污染物已成为全球性普遍关注的重要环境问题,近年来,土壤微塑料污染也越来越受到重视。本文从土壤环境质量和微生物生态学特性的角度,综述了近几年国内外土壤微塑料污染的相关研究进展,主要包括以下几个方面:（1）微塑料对土壤物理性质和养分有效性的影响;（2）微塑料对土壤污染物的吸附和解吸作用;（3）微塑料对土壤酶活性、微生物群落结构和抗生素抗性基因的影响;（4）“微塑料圈”中微生物的群落结构及其与土壤中微生物的生态位分异特征。最后针对土壤微塑料的重点研究方向提出展望,为今后土壤微塑料污染的研究提供了科学思路。     

土壤环境中微塑料污染：来源、过程及风险

土壤环境中微塑料污染问题已成为全球关注的环境问题。相对于水环境,土壤环境中微塑料的研究明显滞后与缺乏。本文系统综述了土壤环境中微塑料的研究进展与未来需求。详细介绍了国内外土壤中微塑料的丰度和分布、微塑料的来源和进入途径;重点分析了微塑料在土壤中的积累、迁移、风化和降解过程,以及与金属和有机污染物的相互作用及其环境效应;阐述了微塑料对土壤中的动物、植物、微生物及土壤质量的影响与生态风险,探讨了土壤中微塑料的暴露途径与潜在的人体健康风险;并展望了土壤环境中微塑料研究的未来方向与重点。以期为全面了解土壤环境微塑料研究的现在与未来提供资讯信息和科学指导。     

土壤环境中微塑料的研究进展

微塑料是一类广泛存在于环境中的塑料颗粒,近年来,微塑料对环境的污染引起了国内外学者的广泛关注。关于微塑料对水环境造成的负面影响有较多报道,但微塑料在陆地环境特别是土壤中的存在和影响的系统性研究鲜有报道。本文从土壤微塑料的来源和分布、分析方法、对生态系统的影响、生态环境效应及管控措施等方面进行了系统综述,并针对今后土壤微塑料的研究提出了相关对策。主要包括以下几个方面:1)土壤微塑料的主要来源包括农用塑料薄膜残留、污泥的土地利用、有机肥施用、地表径流、污水灌溉和大气沉降; 2)总结了土壤中微塑料的分离、提取、鉴定及分析方法的优缺点,但目前仍没有标准化的检测和定量技术; 3)微塑料会影响土壤的结构和理化性质,对植物和动物的生长造成威胁,并改变微生物群落的多样性;4)微塑料表面可附着污染物,对环境造成物理和化学污染,可释放内源性有毒物质,并导致复合污染效应;5)微塑料污染的防控措施主要包括3个方面:研发生物降解塑料产品、从源头控制微塑料的输入以及加强世界各国合作。提出今后微塑料的研究应建立统一的定量分析标准方法,发展更准确的可追溯分析技术,加强对土壤中微塑料污染的科学研究。本研究不仅有助于了解微塑料在土壤中的环境行为,为进一步探索土壤微塑料提供思路,而且可为土壤中微塑料的生态风险评估及污染防治提供理论依据和参考。     

土壤中微塑料迁移及其对有机污染物的影响研究进展

塑料的广泛使用所引发的全球性环境问题不容小觑。陆地生态系统作为微塑料的主要汇集地,是污染控制的关键。本文针对土壤环境中微塑料及其对共存有机污染物迁移的影响进行综述。土壤微塑料赋存研究发现全球土壤,尤其我国农田土壤存在不同程度的微塑料污染。微塑料的赋存,在一定程度上影响土壤理化性质及陆地生态系统的微生物群落特征。环境因素、土壤理化特征、微塑料自身特性以及生物作用等不同程度地影响微塑料在土壤环境中的迁移。微塑料可通过疏水作用、静电力、π-π键等与土壤中的共存有机污染物发生相互作用,进而影响两者在土壤环境中的迁移、共迁移、环境归趋及环境毒性。未来针对土壤中微塑料的研究方向应更多关注土壤中微塑料的精准检测与标准化、土壤中微塑料迁移模型研究、微塑料老化对其环境行为的影响研究以及微塑料与共存污染物相互作用的影响研究。     

有机废物堆肥中的微塑料污染:来源、相互作用及展望

微塑料作为新型污染物,近年来受到高度关注。堆肥作为一种广泛使用的有机废物处理技术,对微塑料具有一定的降解作用。目前,关于堆肥中微塑料污染的研究少之又少,但微塑料隐藏在堆肥中并随堆肥进入土壤环境的危害已初见端倪。一方面,微塑料改变堆肥微环境,影响微生物多样性,降低堆肥品质;另一方面,在堆肥过程中,微塑料降解释放内源性有毒物质,且其表面可吸附重金属和有机污染物等,可能导致复合污染效应。从堆肥产品中微塑料的污染情况、对堆肥的影响、堆肥对微塑料的降解作用与改良方法等方面进行了系统综述,结合不同种类微塑料在堆肥中的降解情况,提出目前可生物降解塑料存在的问题,展望堆肥中微塑料研究的未来发展方向。     

陕北石油污染土壤原位生物修复技术试验研究

为修复陕北石油开采区土壤中石油污染物,采用优化原位微生物菌群辅以物理和化学方法与微地质环境相结合的微生态技术,在试验区均匀加入了3%的优化菌群制剂,调控了土壤温度、含水量、氧和营养物质等,进行了土壤中石油污染物的降解与修复试验研究.试验结果显示,在试验区土壤中人为添加石油平均含量在2 121.5 mg/kg时,经过11～32 d原位微生态修复技术的修复,土壤中的石油含量降解率可达69.52%～88.11%,而对照区土壤中石油含量变化不大,降解率<20%,说明在自然条件下土壤中石油降解是缓慢的.这个试验验证了地质微生态修复技术在陕北黄土区土壤石油污染修复的有效性,探索了推广应用的可行性.     

农田土壤-植物系统持久性有机污染物的界面过程与自修复——以多氯联苯为例

土壤-植物系统是地球陆地表层生态系统中非常重要的亚系统,对保障粮食安全与人体健康发挥着关键作用。持久性有机污染物是土壤环境中难降解、长残留的毒害污染物。这类有机污染物在土壤组分、土壤微生物和植物的共同作用下,发生着一系列的物理化学与生物学的界面过程,导致其或者生物有效性的降低和毒性的下降,或者快速降解,进而减少在食物链中传递的风险,达到自然条件下土壤污染净化,实现自修复。以多氯联苯为例,综述了农田土壤-植物系统中持久性有机污染物的土壤组分界面过程、根际界面过程和植物体微界面过程研究进展,提出了发挥土壤-植物系统降解净化作用,实现持久性有机污染物自修复的新思路。参30。     

石油污染土壤的生态风险评价和生物修复 Ⅱ.石油污染土壤的理化性质和微生物生态变化研究

采用常规土壤理化分析、微生物培养法以及碳素利用法(Biolog)和发光细菌生物毒性测定等新兴微生态研究方法,研究了石油污染引起的土壤理化性质和微生物功能多样性等微生态的变化。结果表明,石油污染使土壤有机质含量增加,pH降低,而对全磷、全钾、速效钾、全氮和水解氮无显著影响。平板计数显示石油污染对土壤中的细菌总量没有显著影响,但由于石油污染物的刺激作用导致污染土壤中总烃降解菌数以及芳烃降解菌数增加了几个数量级。Biolog的研究也表明,石油污染导致土壤微生物Gini指数、McIn-tosh指数和McIntosh均匀度等多样性指数增加,说明石油污染刺激了土壤中微生物的生长,使土壤中微生物多样性增加。而生物毒性试验表明,石油污染土壤对发光细菌具有毒性,其EC50为1 950μg ml-1。     

植物和微生物修复石油污染土壤的研究进展

阐述了植物和微生物降解环境中石油污染物及PAHs的重要作用和最新进展。国内外大量实验室研究表明,不同植物和微生物(细菌、真菌和放线菌)联合修复石油污染土壤均得到了较为理想的效果,在某种程度上微生物菌群要优于单一菌株;土壤中植物根系与微生物形成根际效应对污染物的降解起到了促进作用;生物表面活性剂较合成表面活性剂具有更好的生态适宜性和石油污染土壤修复能力;土壤中多组分污染物共同修复虽处于起步阶段,其作用机理也有待进一步研究,但是,发展前景值得期待。目前该领域的研究仍存在一些问题有待解决:植物–微生物菌群降解石油污染物过程中,微生物菌群间协同和竞争机制及试验结果的可重复性尚需证实;实验室研究与大田环境条件的差异,使得目前的研究成果尚需田间试验的验证和支持;根据土壤类型和气候特点,研究极端(高含盐量;氮、磷等营养元素缺乏;低温)条件下的石油高效降解菌株/群,制备有效的便于大田应用的固体菌肥意义重大;同时在确定石油污染物对环境致害的限值的基础上,建立石油污染土壤评价体系也势在必行。     

南淝河中微塑料的分布特征及来源

[目的] 研究流经城市河流中微塑料的污染情况,探索水体微塑料来源,旨在为微塑料污染防控积累基础资料,并为控制和治理提供科学依据。[方法] 于2019年3月份采集安徽省合肥市南淝河水和沉积物样,通过密度浮选、体式显微镜与傅里叶红外光谱仪等研究了微塑料的分布特征及其来源规律。[结果] 南淝河水和沉积物样品中普遍存在发泡、纤维、颗粒和碎片4类的微塑料颗粒,丰度分布规律基本一致,均集中在河流中游、人口密集段,表明河流中微塑料残留受人为影响较大。在水与沉积物中,微塑料粒径分布都表现出随着微塑料粒径增大,含量随之减少的规律;纤维类微塑料占比最大,泡沫类微塑料占比最少,表明其主要来源于人们的日常活动与污水处理厂的排放。按颜色分,彩色与透明比例大,黑色与白色占比较少。水样中碎片类高于颗粒类,沉积物中相反。傅里叶红外光谱仪分析表明,颗粒类和纤维类微塑料为聚乙烯,碎片类为聚丙烯,发泡类为聚苯乙烯。[结论] 微塑料普遍存在河流水体与沉积物中,污染状况处于一个较高水平,主要来源于人们的日常活动与污水处理厂的排放。     

农田中的(微)塑料污染:来源、迁移、环境生态效应及防治措施

近年来,继海洋中的微塑料污染受到广泛关注后,土壤微塑料的环境风险逐渐受到重视,有关微塑料对土壤生态环境影响的研究取得了积极进展.本文总结了迄今为止的有关农田土壤中(微)塑料的研究成果和进展,阐明了当前国内外农田微塑料污染现状;详细论述了农田土壤中(微)塑料的来源以及不同源对农田微塑料污染的潜在贡献;对农田微塑料污染现有...     

分析技术在土壤微塑料研究中的应用现状

微塑料污染已成为环境领域研究的热点问题。受采样、前处理和分析技术的限制,现有研究中检测到的微塑料尺寸普遍较大。定量分析技术不够成熟,文献数据之间的可比性较差。复杂组分和表面附着物导致土壤微塑料的分析检测存在更大的挑战。为更好地掌握研究现状与发展趋势,本文从光谱分析、热分析、显微分析等角度分类,对土壤微塑料研究中的分析技术进行了解析、对比和总结。光谱分析对微塑料进行定性和数量统计,常见的有傅里叶变换红外光谱法和拉曼光谱法。热分析用于组分鉴定和质量分析,具体分为裂解气质联用和热重波谱联用。显微分析则对形貌和尺寸进行表征,包括光学显微镜和电子显微镜两种。提出微塑料分析技术越来越丰富,但是针对土壤微塑料的分析是一项复杂的工作。分析技术的标准化是评价和治理微塑料污染的关键;现有的土壤微塑料检测方法各有利弊。组合或联用技术的使用有望更高效、精准地实现对土壤微塑料定性定量分析;应从需要解决的科学问题出发,根据研究目的合理选择分析技术;部分分析技术在土壤微塑料的实际测定有待于进一步的探索与验证。     

微塑料输入与秸秆添加对潮土和黄棕壤氮淋溶的影响

为探究微塑料输入与秸秆添加对农田土壤氮淋溶的影响，以潮土和黄棕壤为研究对象，每种土壤各设置8个处理，包括对照（CK）、低量微塑料（PE1）、中量微塑料（PE2）、高量微塑料（PE3）、秸秆（S）、秸秆+低量微塑料（S+PE1）、秸秆+中量微塑料（S+PE2）、秸秆+高量微塑料（S+PE3），研究了添加秸秆与不添加秸秆条件下，不同微塑料输入量对土壤氮淋溶的影响。结果表明，仅添加微塑料条件下，与对照（CK）相比，潮土PE1、PE2、PE3处理总氮（TN）淋溶量均无显著差异，黄棕壤仅PE1处理显著增加了TN淋溶量。在添加秸秆（S）处理中，与对照（CK）相比，潮土添加秸秆后显著降低了硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）、TN淋溶量，分别降低了31.15%、13.45%、15.26%，黄棕壤添加秸秆后显著增加了TN淋溶量，增加了22.56%。添加秸秆处理相较于不添加秸秆处理，潮土各浓度微塑料输入下NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN的累计淋溶量呈降低趋势，而黄棕壤低量微塑料输入降低了TN淋溶量，高量微塑料输入增加了TN淋溶量。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析表明，在潮土中添加秸秆主要通过影响淋溶液pH和NO₃^--N淋溶量影响氮素淋溶，微塑料添加量对氮淋溶无显著影响；在黄棕壤中添加秸秆主要通过影响淋溶液NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶量影响氮淋溶，微塑料添加量主要通过影响淋溶液NH₄⁺-N淋溶量影响氮淋溶。研究结果可为农田土壤微塑料污染风险的管控及减少土壤氮素的淋失提供依据。     

大环内酯类抗生素在土壤中的迁移转化与毒性效应分析

抗生素已成为一种新型土壤环境污染源,为确切评估大环内酯类抗生素对土壤生态环境的影响,对该物质在土壤中的吸附、迁移、降解行为及毒理效应进行了综述,重点分析了大环内酯类抗生素在土壤中的降解过程,主要阐述了微生物与植物对大环内酯抗生素的生物降解作用,旨在为土壤污染防治与修复提供理论依据。     

酞酸酯在土壤中的环境行为与健康风险研究进展

酞酸酯(PAEs)又称邻苯二甲酸酯,是环境激素类有机化合物,作为增塑剂在塑料、树脂和橡胶制品中的添加量一般为20%~60%。土壤中PAEs的主要来源有农用化学品、污水灌溉和大气沉降。PAEs在土壤中有较强的富集作用,并能通过一系列的环境地球化学过程进入不同的环境介质,引起环境污染和人类健康风险。本文结合国内外土壤PAEs的相关研究成果,综述了我国土壤PAEs的污染现状,分析了PAEs在土壤-大气界面(挥发、沉降)、土壤-植物系统(植物吸收、植物修复)、土壤-水界面下的环境行为(吸附-解吸)及土壤PAEs污染的环境健康风险,并指出国内土壤PAEs研究中存在的不足。研究结果显示,我国土壤环境总体上已遭受不同程度的PAEs污染;同时,土壤PAEs通过不同界面之间的迁移转化过程,也面临较高的生态环境健康风险。提出今后土壤PAEs研究应以区域土壤污染与环境行为为重点,深入研究土壤PAEs的时空传输与演变规律、多介质迁移转化机制和风险削减与修复措施,为保障土壤生态环境与健康提供理论依据。