土壤生态系统中微塑料的研究现状与进展

微塑料(Microplastics,MPs)作为一种新型污染物,给土壤生态系统带来了一系列负面影响.但是当前对微塑料的研究主要集中于水体生态系统,对于土壤生态系统的研究甚少.因此,通过详述土壤中微塑料的来源、分类、分离检测、分布特征以及微塑料给土壤生态系统带来的危害等问题,总结其对土壤微生物和农作物的影响机制.并且针对...     

大辽河流域土壤中微塑料的丰度与分布研究

微塑料在海洋生态系统中的分布特征已有不少研究,但人类活动强度较大的流域土壤中微塑料的污染研究仍存在较大空白。以大辽河流域为研究对象,采集附近8个土壤样品,采用密度浮选法,结合体视显微镜及显微红外光谱(μ-FTIR),进行了大辽河流域土壤中微塑料的组成及分布特征研究。结果表明,土壤中微塑料颜色以白、蓝和绿色为主(88.03%),形状以碎片、薄膜和泡沫为主(总占比为96.32%),土壤中粒径为500～1 000μm的微塑料最多(41.10%),其次依次为1 000～2 000μm(26.38%)、100～500μm(19.33%)和2 000～5 000μm(11.66%)。粒径为0～100μm的微塑料和>5 000μm的塑料碎片所占比例最小(均小于1.00%)。薄膜类和碎片类微塑料的主要成分分别是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),颗粒类和泡沫类的主要成分是聚苯乙烯(PS),纤维类微塑料的主要成分是聚酰胺(PA)。土壤中微塑料平均丰度为(273.33±327.65)个·kg~(-1)。总体上,该研究区域土壤中微塑料的污染程度处于中等偏低水平。     

大气环境中微塑料污染及其分析技术的研究进展

微塑料污染物（直径小于5 mm的塑料碎片）对生态环境的潜在影响已成为人们关注的热点问题之一.现有的研究微塑料的文献大多集中在水生环境,尤以海洋环境中的微塑料研究居多.有关大气环境系统中微塑料污染近几年才受到关注.本文综述了近年来有关大气微塑料研究的最新进展,概括了大气微塑料的来源及分类.此外,归纳了目前常用于大气环境中微塑料的采集方法,并进一步列举了不同采集方法可适用的提取、分析方法,指出不同方法的优缺点.最后,在总结国内外研究进展的基础上,对我国大气环境微塑料研究提出建议：(1)为使研究结果具有可对比性,大气环境微塑料的丰度单位需统一;(2)大气微塑料远距离传输的转化和降解过程需要进一步的研究;(3)微塑料在正常环境下的暴露对人体的危害需要更深入的了解.     

土壤中微塑料污染现状与检测技术研究进展

微塑料一般是指粒径小于5 mm的塑料碎片,作为一种新污染物已经成为全球环境领域的研究热点.土壤作为环境中微塑料的最大储库,土壤中微塑料的污染逐渐引起重视并取得了一定的研究进展.本文系统了梳理了国内外土壤中微塑料的污染现状和污染特征,介绍了土壤中微塑料检测技术研究进展,重点探讨各类样品采集、前处理和和定性定量方法的优缺点以及对土壤中微塑料检测的适用性,分析了土壤中微塑料检测技术研究面临的主要挑战,提出未来土壤中微塑料污染调查与检测技术的研究方向,以期为科学开展土壤中微塑料污染风险治理与管控提供技术支撑.     

土壤中微塑料对重金属吸附作用的研究进展

微塑料可以改变土壤的物理性质,影响土壤功能,吸附重金属形成复合污染物。通过研究归纳土壤中微塑料吸附重金属的吸附机制,并分析了微塑料对重金属吸附能力的影响因素。微塑料对重金属的吸附机制主要是微塑料的表面性质、络合作用、官能团和分子作用力等多种机制并存。影响微塑料吸附重金属能力的因素主要有土壤中重金属性质、微塑料本身性质、土壤环境的pH和盐度、温度及滞留时间等。同时,分析土壤环境中微塑料吸附重金属的吸附机制及其相关影响因素,并展望土壤中微塑料—重金属复合污染物的联合效应,及实际环境条件的复杂特性等,从而为探索土壤中微塑料—重金属的复合污染机理提供参考,以及为农田土壤中风险防控和治理提供依据。     

土壤中微塑料的来源与其生态毒理效应研究进展

微塑料作为一种新兴的污染物,近年来由于其对环境的污染逐渐加剧而受到了学者的广泛关注.当前对微塑料的研究多集中于水环境中,而对土壤环境中微塑料的研究相对较少,由于其难以降解,会长期存在于土壤环境中,进而对土壤理化性质和物质循环、动植物以及微生物等造成严重的毒理效应.本文评述了土壤中微塑料的来源与其生态毒理效应,土壤中微塑料的来源主要有农用塑料薄膜的广泛使用、农业灌溉用水、污泥堆肥及施用、垃圾填埋和大气沉降.进而阐述了微塑料由于自身的颗粒效应、所含添加剂以及吸附土壤中其它污染物产生的复合污染,对土壤生态环境造成显著的毒理效应.微塑料进入土壤环境后会影响土壤的理化性质和物质循环,使土壤结构发生改变、土壤透气性和酶活性降低.还会影响土壤动植物生长发育以及微生物群落结构,使土壤动物产生肠道损伤、免疫反应、神经毒性、繁殖率降低,死亡率增加以及肠道内微生物群落结构改变等;影响植物种子发芽率、含水量、生殖过程、光合色素、酶活性以及植物生物量和外在特征等;改变微生物原有的群落结构,抑制微生物活性、降低微生物多样性,并使其繁殖发育受到影响.最后,在总结了国内外对微塑料生态毒理效应研究的基础上,对今后的研究...     

土壤中微塑料复合污染研究进展与展望

微塑料污染作为新型的生态环境问题,是全球共同面临的严峻挑战,其对生态系统的威胁及潜在风险已成为当前环境领域的研究热点。自然界中的微塑料与多种污染物共存所产生的复合污染,比微塑料单一污染造成的后果更严重,因此,对微塑料复合污染的内在机制研究及所采取的防控对策将更加复杂。该文按照土壤环境中与微塑料产生复合污染的污染物的不同来源,将微塑料复合污染划分为两种类型：污染物来自土壤环境中的重金属、持久性有机污染物和抗生素等,称为外源性复合污染;污染物来自微塑料自身所释放的有毒添加剂等,则称为内源性复合污染。综述了土壤中微塑料复合污染的3种主要路径：一是微塑料与土壤环境中常见的主要污染物,如重金属、持久性有机污染物、抗生素等发生吸附作用;二是微塑料与土壤微生物等形成生物膜;三是微塑料与自身释放的有毒添加剂形成共同污染。同时,分析了微塑料与以上不同污染物和自身释放的添加剂共同作用的过程、相关影响因素,以及微塑料复合污染所引发的生态毒性效应。在此基础上,对土壤微塑料复合污染研究一些未来发展方向进行了展望。该文旨在为深入探究土壤中微塑料复合污染的互作机理、风险评估和综合治理提供参考。     

农田土壤微塑料污染及其对植物的影响研究进展

微塑料(microplastics, MPs)是一种新型环境污染物,不仅危害海洋生态系统,也广泛存在于陆地生态系统,可以通过土壤进入植物体,进而危害人类健康。该文系统综述了农田环境中MPs的研究进展及未来方向。详细介绍了国内外土壤中MPs的形态、来源、积累过程及MPs对土壤结构和功能的影响;重点阐述了MPs对生物、植物的生态影响以及MPs和金属镉复合污染对植物的影响;并展望了农田环境中的MPs研究的未来方向及重点,以期为全面了解农田中MPs研究现状及未来研究提供信息和科学指导。     

微/纳塑料对土壤动物的毒性作用：进展与展望

微/纳塑料(MNPs)作为一种新型污染物,在土壤中分布广泛。MNPs能作用于土壤动物而引发生态毒性风险,该文综述了这方面研究的新进展。蚯蚓、线虫和跳虫等常见土壤动物能摄食MNPs,并通过消化和排泄影响MNPs在土壤中分布。MNPs可在个体、组织器官和分子水平上引发土壤动物的毒性效应,如生长发育、运动行为、生殖和神经毒性。MNPs毒性作用与肠道损伤、机体代谢改变、氧化应激和相关基因表达异常等机制相关,并在不同类型和不同尺寸MNPs之间具有差异性。MNPs毒性还与添加剂释放和负载的其他污染物相关联。另外,土壤动物还会作为食物或通过食物链将MNPs传递给人体,引发健康风险。最后,对未来重点研究方向进行了展望。     

生物炭对设施土壤中聚氯乙烯微塑料植物毒性的影响研究

聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)微塑料广泛分布于设施土壤中,具有较强的植物毒性,对农作物生长发育构成严重威胁,因此,亟需采取措施降低土壤微塑料的植物毒性。生物炭具有较强的吸附能力,能有效钝化土壤污染物,被广泛应用于污染土壤修复。此外,生物炭在改土增产方面表现出巨大潜力。为了探究生物炭对土壤中PVC微塑料植物毒性的影响,对比分析了单一PVC微塑料暴露以及PVC微塑料和不同浓度生物炭复合暴露条件下生菜的生长指标和生理生化指标。结果表明,单一PVC微塑料暴露下生菜叶片叶绿素含量较对照组显著增加(P<0.01),然而,生菜地下部和地上部生物量却分别降低23.54%和12.04%。这可能是因为PVC微塑料附着在生菜根系表面,诱导根部过氧化氢(H₂O₂)积累并产生氧化损伤,从而影响根系的正常生理功能。向PVC微塑料污染土壤中添加质量分数w为0.5%～2.5%的生物炭,降低了生菜根部和叶片丙二醛(MDA)含量,并使得生菜生物量较单一PVC微塑料处理组有所增加。但是,高浓度(w=5.0%)生物炭加剧了生菜根部的氧化损伤,其对生...     

聚苯乙烯微塑料对土壤吸附泰乐菌素的影响过程和机制

以聚苯乙烯(PS)微粒和泰乐菌素(TYL)为研究对象,选取我国不同地区、不同性质农田土壤,通过吸附动力学和热力学试验研究微塑料添加对土壤吸附TYL的影响。结果表明,添加PS条件下4种土壤吸附TYL的能力显著提高,其中,PS对黏质土壤吸附TYL能力的提高作用大于壤土;土壤中w=1%的PS没有明显改变4种土壤对TYL的吸附过程,吸附过程能较好地用准二级动力学模型(R²>0.97)拟合,通过颗粒内扩散模型判断原土壤和含PS土壤对TYL的吸附过程分为外部扩散、颗粒内扩散和吸附平衡3个阶段。土壤对TYL的吸附等温线可以用Freundlich和Langmuir方程进行较好的拟合(R²>0.97)。添加PS后土壤吸附TYL的能力随pH值和离子强度的增加均有一定程度减弱,且达到显著性差异,其吸附机制为以疏水作用和静电作用为主导的多相吸附。     

环境中微塑料检测技术研究进展

微塑料是一类全球性的新型环境污染物,其对环境和食物链的影响已经引起研究者的高度重视。微塑料的结构特点使得对其的准确检测变得十分困难,可靠的检测方法是微塑料环境行为研究的关键。该文从微塑料研究现状、样品前处理方法和检测方法等方面综述环境中微塑料的研究进展,分析各种方法的利弊,并展望未来微塑料检测技术的发展方向,以期为未来环境中微塑料研究提供参考。     

生物和非生物因素对蚯蚓驱动土壤中微塑料垂向迁移的影响研究

微塑料作为一种新污染物,其污染已成为全球广泛关注的热点环境问题。农田土壤中微塑料污染对食物链和陆生生态系统构成了潜在威胁。本文通过中宇宙试验装置,模拟了农田土壤中不同生物因素(跳虫、蚯蚓密度、植物根系)和非生物因素(微塑料的类型和老化、暴露时间、淹水)的变化,探索了上述变化对蚯蚓驱动土壤中微塑料垂向迁移的影响。结果表明,微塑料的垂向迁移量随土壤深度的增加而减少;跳虫的存在和蚯蚓密度的增大对土壤中微塑料垂向迁移产生积极影响;植物根系的生长则倾向于将微塑料保留在表层土壤,从而减少蚯蚓对微塑料的垂向迁移;不同微塑料类型对其在土壤中的垂向迁移影响由大到小依次为聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);短期老化未影响蚯蚓垂向迁移土壤中微塑料;随着暴露时间的增加,更多的微塑料垂向迁移到深层土壤中;淹水可促进土壤中微塑料的垂向迁移。该研究揭示了蚯蚓驱动土壤中微塑料的垂向迁移规律与影响因素,为认识农田土壤中微塑料的迁移规律提供了科学依据。     

微塑料对农田土壤理化性质、土壤微生物群落结构与功能的影响

微塑料作为一种新污染物普遍存在于各类环境介质中,土壤环境中的微塑料污染已受到全球的广泛关注。该研究围绕农田土壤中微塑料污染这一主题,在总结分析国内外最新研究进展的基础上,综述了微塑料对农田土壤理化性质、土壤微生物生物量以及微生物群落结构与功能的影响。通过农业活动等途径进入农田土壤的微塑料会在非生物和生物作用下发生风化和降解,并对土壤理化性质、养分循环和污染物相互作用产生影响,进而影响微生物生物量、微生物群落结构与多样性、土壤酶活性,以及碳、氮循环和污染物降解等土壤生物地球化学过程,且微塑料对上述指标的影响与微塑料自身性质、土壤类型和暴露条件等多种因素有关。最后,对未来土壤微塑料的研究方向做了展望,以期为后续研究提供参考和思路。     

气候因子作用下土壤中微/纳塑料的污染特征及生态效应研究进展

塑料制品的广泛使用导致陆地生态系统积累大量塑料垃圾,其风化破碎后形成微/纳塑料残存于环境中,对土壤生态系统造成威胁。目前全球气候变化导致高温、干旱、强降雨等特殊天气发生愈加频繁,直接影响土壤生态环境。温度、降水等气候环境因子对土壤中微/纳塑料的赋存状态、迁移转化和生态毒性等能够产生不同程度的影响。该文综述了不同气候因子对土壤中微/纳塑料污染与迁移的影响以及各气候因子与微/纳塑料两者的联合效应,发现升温、干旱、冻融与洪涝现象均能在一定程度上提高土壤微/纳塑料丰度,加速微/纳塑料的老化;两者联合效应体现于土壤性质、养分循环和植物生长等方面;其中升温与干旱联合微/纳塑料对土壤碳氮循环存在显著影响。未来研究重点应从不同气候因子对土壤微/纳塑料的老化特征与环境行为的影响,以及对土壤中关键生物地球化学循环过程的影响机制等方面深入开展。     

环境样品中微塑料及其结合污染物鉴别分析研究进展

微塑料作为一种新型污染物,具有难以被彻底降解、在环境中分布广泛、易结合疏水性有机污染物和重金属等特性,已成为国内外学者研究的热点问题.近年来,微塑料在海水、淡水、沉积物、土壤和大气等环境介质中不断被报道,且数量不断增加,甚至在人口稀少的偏远地区均有微塑料的检出.微塑料尺寸较小极易被生物误食,微塑料及其结合的污染物对生态环境产生潜在风险.开展微塑料及其结合污染物鉴别分析技术是研究微塑料环境行为、生态毒理效应及风险防控的基础.本文梳理了微塑料的相关研究,总结和比较分析了不同介质(水体、土壤/沉积物、生物体、大气)中微塑料的采样、分离提取、定性(物理形态表征和化学组分鉴定)、定量(数量丰度和质量浓度)以及结合污染物的检测分析技术和方法,为相关领域的研究提供了方法学的参考.     

土壤中微/纳塑料的生物健康效应和食物链传递风险

微/纳塑料污染已成为亟待解决的全球性环境问题。微/纳塑料进入土壤后会长期累积在土壤中,并对土壤生态系统健康产生不良影响。该文从土壤生物健康效应和食物链传递风险角度综述了近年来国内外土壤微/纳塑料调查研究进展,分类介绍了土壤中微/纳塑料对植物、动物和微生物的影响及在陆地生物和食物链中的传递,并展望了土壤中微/纳塑料的未来研究方向。该文指出,微/纳塑料广泛存在于不同功能的土壤中,可以被植物吸收和动物摄食,通过食物链传递进入人体。未来需要加强土壤中微/纳塑料污染过程与生物健康效应研究,加强对微/纳塑料在土壤生态系统和食物链中传递的风险评估,为土壤中微/纳塑料的监测、管控和治理提供科学指导和技术方法参考。