土壤微塑料和農(nóng)藥污染及其對(duì)土壤動(dòng)物毒性效應(yīng)的研究進(jìn)展

薛穎昊，黃宏坤，靳拓，陳思，徐湘博，李少華*，寶哲，居學(xué)海，習(xí)斌

（1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站，北京100125；2.深圳大學(xué)生命與海洋科學(xué)學(xué)院，深圳大學(xué)海洋生物資源與生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 深圳518061；3.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，CERN綜合研究中心，北京100101）

塑料因其耐用性、可塑性和成本低等特點(diǎn)，被人們廣泛應(yīng)用于日常生產(chǎn)生活中。2018年，全球塑料產(chǎn)品產(chǎn)量已達(dá)3.59億t[1]；但是，塑料垃圾的不當(dāng)處理則會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。截至2015年，全球已累計(jì)產(chǎn)生超過(guò)60億t的塑料垃圾，其中約有80%被填埋或排放到環(huán)境中[2]。在物理、化學(xué)和生物等因素的作用下，塑料垃圾可進(jìn)一步分解成細(xì)小碎片，而小于5 mm的塑料碎片統(tǒng)稱為微塑料（Microplastics）[3?4]。此外，具有特定尺寸的塑料微珠（個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和牙膏中的微珠）也是微塑料的重要來(lái)源[5]。與較大的塑料顆粒相比，微塑料更易轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散，從而導(dǎo)致大量的微塑料顆粒分布在土壤、海洋和空氣中。近年來(lái)，微塑料污染引起了全球公眾和科學(xué)界的廣泛關(guān)注。目前，人們?cè)陉懙?、海洋和大氣中發(fā)現(xiàn)了大量的微塑料，并且在無(wú)脊椎動(dòng)物、魚類和鳥(niǎo)類等生物體內(nèi)也有發(fā)現(xiàn)[6?10]。更重要的是，人類也可以通過(guò)呼吸和食物鏈攝入微塑料[11]。研究表明，微塑料可能會(huì)引起生物體氧化應(yīng)激、細(xì)胞毒性和慢性炎癥，增加罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)[12?13]。

農(nóng)藥是一種特殊的化合物，用于殺死包括昆蟲(chóng)和嚙齒動(dòng)物在內(nèi)的各種害蟲(chóng)以及雜草，可用來(lái)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。全球連年不斷的蟲(chóng)害經(jīng)常破壞農(nóng)作物，給農(nóng)民帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，造成了農(nóng)藥需求的成倍增長(zhǎng)[14]。但是，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中只有0.1%的農(nóng)藥達(dá)到了施藥目標(biāo)，剩下的農(nóng)藥則會(huì)造成環(huán)境污染[15?16]。根據(jù)《斯德哥爾摩公約》，有機(jī)氯農(nóng)藥（如滴滴涕）已被歸類為持久性有機(jī)污染物。農(nóng)藥的活性物質(zhì)會(huì)造成土壤環(huán)境污染、影響土壤微生物的生存、擾亂植物根系微生物群落和破壞土壤酶活性[17?18]。不僅如此，農(nóng)藥被認(rèn)為是對(duì)人類健康具有潛在危害的化學(xué)品。個(gè)人短時(shí)間內(nèi)接觸大量農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致皮膚灼傷、水皰、皮疹、失明、腹痛腹瀉和嘔吐等[19]；而長(zhǎng)期接觸農(nóng)藥則會(huì)導(dǎo)致癌癥、出生缺陷、生殖異常、神經(jīng)毒性甚至死亡[20]。由于農(nóng)藥的持久性和生物不可降解性，它們已成為生態(tài)系統(tǒng)的重要威脅之一。

研究表明，微塑料可吸附土壤中的農(nóng)藥和其他有害化學(xué)物質(zhì)[21]，并起到濃縮的作用。被吸附的污染物可能會(huì)通過(guò)生物體的誤食而進(jìn)入食物鏈[22]。近年來(lái)，人們開(kāi)始關(guān)注土壤中農(nóng)藥與微塑料之間的相互作用、相關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程以及二者對(duì)生物的毒性作用。本文綜述了微塑料和農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的影響、微塑料對(duì)農(nóng)藥的吸附作用以及對(duì)土壤動(dòng)物的生態(tài)毒理效應(yīng)，對(duì)評(píng)估微塑料和農(nóng)藥對(duì)土壤生態(tài)安全的影響具有重要意義。

1 微塑料對(duì)土壤環(huán)境的污染

1.1 土壤微塑料污染現(xiàn)狀

由于中國(guó)是全球最大的塑料生產(chǎn)國(guó)，世界上絕大多數(shù)土壤微塑料檢測(cè)研究主要在中國(guó)開(kāi)展（表1）。在毗鄰渤海和黃海的中國(guó)沿海地區(qū)土壤中，微塑料豐度較高，達(dá)到1.3～14 712.5個(gè)·kg?1[23]。在黃土高原，微塑料在不同類型的土壤（農(nóng)業(yè)土、果園土和溫室土）中均有檢出[24]；上海郊區(qū)稻魚共培生態(tài)系統(tǒng)和菜園中微塑料濃度分別為10.3～2.2個(gè)·kg?1和78.0～12.9個(gè)·kg?1[25?26]；而在云南，微塑料在滇池周邊區(qū)域的土壤中 高 達(dá)7 100～42 960個(gè)·kg?1，平均約18 760個(gè)·kg?1[27]。世界上其他地區(qū)的土壤也有被微塑料污染的報(bào)道。在澳大利亞悉尼工業(yè)區(qū)，當(dāng)?shù)赝寥乐械奈⑺芰蠞舛仍?00～67 500 mg·kg?1之間[28]；瑞士洪泛區(qū)90%的土壤中存在微塑料污染[29]。在智利，施用污泥的農(nóng)業(yè)土壤中存在大量微塑料污染，約為0.6～10.4個(gè)·g?1，研究發(fā)現(xiàn)土壤微塑料濃度主要取決于污泥的施用量[30]。

微塑料一旦進(jìn)入土壤，其在地表徑流、農(nóng)業(yè)耕作、農(nóng)作物收獲和生物擾動(dòng)的作用下很容易擴(kuò)散[31]。微塑料密度通常小于土壤顆粒，從而可改變土壤容重[32]。微塑料與土壤基質(zhì)結(jié)合會(huì)改變土壤孔隙度，影響土壤水分動(dòng)力學(xué)和土壤聚集性。研究發(fā)現(xiàn)，聚乙烯（PE）微塑料污染會(huì)增大土壤的比表面積，加速土壤水分蒸發(fā)[33]；在盆栽和田間試驗(yàn)中，將超細(xì)聚酯纖維加入黏性土中會(huì)顯著增加大團(tuán)聚體（＞2 mm）的數(shù)量和孔隙（＞30μm）的體積[34]。微塑料還會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)的完整性，導(dǎo)致土壤表面干燥龜裂。Liu等[35]研究了微塑料對(duì)土壤溶解性有機(jī)質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)在中國(guó)黃土土壤中加入聚丙烯（PP）微塑料（28%m/m）顯著提高了其溶解性有機(jī)碳、氮和磷的水平，表明微塑料的積累可能會(huì)影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程。然而，微塑料參與這些土壤生態(tài)循環(huán)過(guò)程的潛在機(jī)制尚未闡明。

1.2 微塑料對(duì)土壤動(dòng)物的毒性效應(yīng)

微塑料對(duì)土壤動(dòng)物的毒性影響見(jiàn)表2。微塑料暴露對(duì)鼠婦（Porcellio scaber）的攝食率、排便率、體質(zhì)量、死亡率和能量存儲(chǔ)等生物指標(biāo)均無(wú)顯著影響[37]；但暴露于5 mg·m?2的微塑料2 d后，秀麗隱桿線蟲(chóng)（Caenorhabditiselegans）的存活率、體長(zhǎng)和繁殖被顯著抑制[38]。蚯蚓作為土壤食物鏈中的主要?jiǎng)游镏?，在土壤肥力、新陳代謝和維持土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能等方面發(fā)揮著重要作用。PE在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用廣泛，導(dǎo)致形成的PE微塑料在土壤中占主導(dǎo)地位[39]。研究表明，低密度聚乙烯（LDPE）微塑料會(huì)引起蚯蚓（Eisenia fetida）體壁損傷和氧化應(yīng)激反應(yīng)[40]；聚苯乙烯（PS）微塑料在腸道積累會(huì)引起蚯蚓腸細(xì)胞變化和DNA損傷[41]。Prendergast?Miller等[42]發(fā)現(xiàn)，暴露和攝入聚酯纖維（Polyester）對(duì)正蚓（Lumbricusterrestris）沒(méi)有致死性，但蛀洞量降低，與生物應(yīng)激標(biāo)志物有關(guān)的金屬硫蛋白?2（mt?2）的表達(dá)增加了24.3倍，熱休克蛋白（hsp70）的表達(dá)降低。

表2 微塑料對(duì)土壤動(dòng)物的毒性效應(yīng)Table 2 Toxicological effects of microplastics on soil animals

由于土壤特性與土壤生物體的行為直接相關(guān)，因此確定生物體行為與土壤污染物之間的關(guān)系有助于了解其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。Zhu等[36]報(bào)道，當(dāng)存在捕食關(guān)系時(shí)，微節(jié)肢動(dòng)物對(duì)土壤中微塑料的運(yùn)輸和分布能力顯著增強(qiáng)。彈尾蟲(chóng)對(duì)化學(xué)物質(zhì)高度敏感，是常用于評(píng)估生態(tài)毒性的模式生物之一[43]。Kim等[44]觀察到土壤微塑料污染會(huì)干擾彈尾蟲(chóng)（Folsomia candida）的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步研究表明，彈尾蟲(chóng)可攝入尺寸小于（66.0±10.9）μm的微塑料；與對(duì)照組相比，攝入小于該尺寸的微塑料導(dǎo)致彈尾蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)速度和距離顯著降低了74%±38%[45]。Ju等[46]發(fā)現(xiàn)，暴露于0.5%和1%（m/m）濃度微塑料下的彈尾蟲(chóng)表現(xiàn)出躲避行為，躲避率分別為59%和69%；與對(duì)照組相比，1%濃度微塑料使其繁殖率降低了70.2%；微塑料顯著降低了彈尾蟲(chóng)腸道微生物多樣性，具有明顯的毒性作用。

2 農(nóng)藥對(duì)土壤環(huán)境的影響

2.1 農(nóng)藥對(duì)土壤健康的影響

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過(guò)度使用農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致土壤環(huán)境的污染，并且農(nóng)藥會(huì)隨著地表徑流、土壤滲透、地下徑流等方式進(jìn)入地表水，污染水環(huán)境（圖1）。土壤微生物與土壤有機(jī)碳含量密切相關(guān)，能及時(shí)反映或預(yù)示土壤的變化，常作為土壤質(zhì)量的生物指示指標(biāo)[48]。農(nóng)藥會(huì)影響土壤中微生物的多樣性和活性，引起微生物基因突變，產(chǎn)生耐藥性。在大多數(shù)情況下，施用農(nóng)藥會(huì)殺死部分種類微生物，隨后具有耐藥性的微生物會(huì)占據(jù)死亡微生物的生態(tài)位，進(jìn)而改變微生物群落結(jié)構(gòu)[49]。Chen等[50]研究發(fā)現(xiàn)，苯菌靈、克菌丹和百菌清等殺真菌劑能夠破壞土壤中某些真菌的活性，導(dǎo)致細(xì)菌活性泛濫；類似地，在使用戊菌隆、二氰蒽醌或咪鮮胺等殺菌劑后，土壤中非病原性腐生真菌的數(shù)量明顯減少[49]。White等[51]發(fā)現(xiàn)，向土壤中加入百菌清殺真菌劑后，土壤中某些除草劑的穩(wěn)定性反而提高，如莫多草和異丙隆的穩(wěn)定性分別提高了2倍和4倍，表明某些農(nóng)藥的混合使用不會(huì)影響其他農(nóng)藥的藥效和特征。農(nóng)藥還會(huì)引起細(xì)菌代謝紊亂，導(dǎo)致土壤酶活性降低，破壞氮循環(huán)和平衡[52]。少數(shù)種類細(xì)菌，如Arthrobacter sp.、Achromobacter sp.和Streptomyces sp.，可以降解并利用農(nóng)藥來(lái)促進(jìn)生長(zhǎng)、維持活性，這說(shuō)明土壤微生物可進(jìn)化出獨(dú)特機(jī)制以適應(yīng)被農(nóng)藥污染的新環(huán)境[53]。然而，目前生活在土壤中的大多數(shù)微生物物種尚未得到充分研究，人們對(duì)它們?cè)谕寥郎鷳B(tài)系統(tǒng)中的作用和功能知之甚少，農(nóng)藥影響土壤微生物活性的研究依然不足。

土壤酶主要由土壤微生物、植物根系和土壤動(dòng)物分泌并合成，可提供有關(guān)土壤健康和生物群落功能的有用信息，是反映土壤健康的另一個(gè)生物指標(biāo)[54?55]。研究發(fā)現(xiàn)，固定在蒙脫石上的磷酸酯酶比游離磷酸酶、有機(jī)磷酸酶和有機(jī)?礦物?復(fù)合磷酸酶受到農(nóng)藥（西維因和莠去津）的影響更小，說(shuō)明某些土壤可以保護(hù)酶免受農(nóng)藥的抑制作用[56]。Dilly等[57]研究表明，特定化合物的存在可以誘導(dǎo)或抑制酶的活性，而不會(huì)改變微生物的生物量。一些殺蟲(chóng)劑，如喹硫磷、久效磷和氯氰菊酯，在單次或聯(lián)合劑量的最高濃度下會(huì)降低脫氫酶的活性，而在較低的濃度下則會(huì)刺激其活性[58]；氟樂(lè)靈、狄氏劑和西馬津的使用會(huì)降低土壤中脫氫酶的活性[59]，而二嗪農(nóng)則會(huì)刺激其活性[60]。類似地，使用草甘膦后，土壤中脲酶活性增加，而磷酸酶的作用則受到抑制[53]。Cycoń等[61]認(rèn)為，造成不同農(nóng)藥與土壤酶活性之間的差異可能與土壤性質(zhì)和微生物組成有關(guān)。

2.2 農(nóng)藥對(duì)土壤動(dòng)物的毒性效應(yīng)

蚯蚓是土壤生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵物種，在環(huán)境中與土壤固相和水相自然接觸，因此經(jīng)常能接觸到農(nóng)藥，可用于評(píng)估農(nóng)藥的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[62]。農(nóng)藥被證明對(duì)蚯蚓具有神經(jīng)毒性、氧化應(yīng)激、引起組織病變、減少腸道菌群，甚至死亡（表3）[63?65]。Rico等[64]發(fā)現(xiàn)，多菌靈對(duì)蚯蚓具有較高毒性（LC50=2 mg·kg?1），樂(lè)果對(duì)蚯蚓表現(xiàn)出中度急性毒性（LC50=28 mg·kg?1），而敵百蟲(chóng)、戊唑醇和咪鮮胺的毒性最低（LC50＞100 mg·kg?1）。蚯蚓在暴露期間，其生物利用度和生物積累受土壤和農(nóng)藥性質(zhì)的影響，比如黏土含有較多的吸附位，與農(nóng)藥結(jié)合后導(dǎo)致蚯蚓額外攝入更多農(nóng)藥[66]。目前，自然界土壤中常含有多種農(nóng)藥污染物，由于存在復(fù)雜的協(xié)同和拮抗反應(yīng)，單從作用方式評(píng)估農(nóng)藥的綜合毒性效應(yīng)較為困難[67]。

由于物種、代謝、個(gè)體和其他特性等差異，不同生物體對(duì)農(nóng)藥的敏感性大不相同。Jegede等[68]報(bào)道，在螨類試驗(yàn)中，28℃時(shí)樂(lè)果和毒死蜱對(duì)螨蟲(chóng)繁殖率的毒性作用比20℃時(shí)減少104～105（EC5028℃=1.42 mg·kg?1和2.52 mg·kg?1，EC5020℃=6.18 mg·kg?1和10.09 mg·kg?1）；在彈尾蟲(chóng)試驗(yàn)中，26℃時(shí)樂(lè)果和毒死蜱對(duì)彈尾蟲(chóng)繁殖率的毒性作用低于20℃（EC5026℃=0.11 mg·kg?1和0.018 mg·kg?1，EC5020℃=0.29 mg·kg?1和0.031 mg·kg?1），而溴氰菊酯的情況則相反（EC5026℃=12.85 mg·kg?1，EC5020℃=2.77 mg·kg?1）；說(shuō)明不同溫度下暴露于相同濃度的農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致生物體不同的毒性反應(yīng)[69]。Alves等[70]通過(guò)模擬農(nóng)藥環(huán)境預(yù)估濃度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)芬普尼和吡蟲(chóng)啉會(huì)顯著降低彈尾蟲(chóng)的繁殖率，而噻蟲(chóng)嗪、克菌丹、萎銹靈+福美雙則無(wú)影響。此外，農(nóng)藥還會(huì)誘導(dǎo)彈尾蟲(chóng)Cyp6、ABC和GABA基因表達(dá)，尤其是在低濃度下，基因表達(dá)先于生物反應(yīng)發(fā)生[71]，這說(shuō)明基因終點(diǎn)可作為農(nóng)藥毒性評(píng)估的新方法。

表3 農(nóng)藥對(duì)土壤動(dòng)物的毒性效應(yīng)Table 3 Toxicological effects of pesticides on soil animals

3 微塑料與農(nóng)藥的聯(lián)合作用

3.1 微塑料吸附農(nóng)藥研究進(jìn)展

農(nóng)業(yè)PE膜由于具有蓄水、保濕、改善土壤水熱條件和提高作物產(chǎn)量的功能，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用[72]。但這些塑料制品的回收率不到60%，除了分解形成微塑料，還會(huì)吸附農(nóng)藥，形成二次污染。農(nóng)藥緩慢吸附在地膜上的同時(shí)，地膜還提高了農(nóng)藥的穩(wěn)定性，使其不會(huì)自行降解[73?74]。相較于菲（Phenanthrene），滴滴涕對(duì)PE和聚氯乙烯（PVC）微塑料的親和力更高，表明微塑料易富集環(huán)境中有機(jī)氯農(nóng)藥，增加環(huán)境污染[75]。Wang等[76]研究了PE微塑料對(duì)多菌靈、敵百蟲(chóng)、除蟲(chóng)脲、馬拉硫磷和苯醚甲環(huán)唑的吸附能力；熱力學(xué)研究表明5種農(nóng)藥的吸附均為自發(fā)放熱的過(guò)程；所有農(nóng)藥主要通過(guò)疏水相互作用吸附在微塑料上，其吸附動(dòng)力學(xué)和等溫線分別與偽二級(jí)模型和Freundlich模型相符，說(shuō)明吸附過(guò)程除了吸附在微塑料表面外，還涉及到質(zhì)量傳遞和粒內(nèi)擴(kuò)散，吸附過(guò)程主要受物理和化學(xué)作用的控制；各農(nóng)藥在PE微塑料上的吸附量依次為除蟲(chóng)脲＞苯醚甲環(huán)唑＞馬拉硫磷＞多菌靈＞敵百蟲(chóng)。較高的溫度有利于微塑料對(duì)農(nóng)藥的吸附[77]。農(nóng)藥在微塑料上的吸附還取決于其辛醇/水分配系數(shù)，疏水性較強(qiáng)的農(nóng)藥通常吸附作用更顯著；微塑料的存在使農(nóng)藥在土壤中的殘留比例從4%提高到了15%，富集農(nóng)藥的微塑料會(huì)通過(guò)土壤系統(tǒng)遷移至地下水，造成水源污染[78]。

微塑料與化學(xué)物質(zhì)之間的相互作用不僅受到化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)和溶液化學(xué)性質(zhì)的影響，還受到微塑料理化性質(zhì)的影響[79?80]。因此，可降解微塑料和不可降解微塑料對(duì)農(nóng)藥的吸附特性可能存在較大差異。Gong等[81]報(bào)道了不可降解微塑料（PE、PS、PVC、PP）和生物可降解微塑料（聚乳酸PLA、聚丁二酸丁二醇酯PBS）對(duì)芬普尼的吸附行為，結(jié)果表明，PLA和PBS的吸附速率遠(yuǎn)高于PE、PP、PVC和PS，芬普尼在微塑料上的吸附量依次為PBS＞PLA＞PP＞PE＞PS＞PVC；等溫線結(jié)果表明，芬普尼在PE、PS、PVC和PP上的吸附符合Langmuir模型，而Freundlich模型則是PLA和PBS的最適模型。殺菌劑在PBS上的吸附不受環(huán)境因素（鹽度、pH值和溶解有機(jī)質(zhì)）的影響，但這些因素顯著降低了其在PE和PVC上的吸附，說(shuō)明可降解微塑料在不同環(huán)境下吸附農(nóng)藥的相對(duì)穩(wěn)定性更高[82]。Li等[83]發(fā)現(xiàn)丙硫菌唑能促進(jìn)塑料降解，與PE相比，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇-己二酸丁二醇共聚酯（PBAT）降解速度更快，丙硫菌唑還影響了土壤中微塑料對(duì)重金屬的吸附/釋放特性。

3.2 微塑料吸附農(nóng)藥的機(jī)理

吸附過(guò)程與被吸附物和吸附劑的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，其機(jī)理取決于兩者之間的相互作用，可以由特定的相互作用所主導(dǎo)，也可以是不同相互作用的聯(lián)合結(jié)果。其中，疏水和靜電相互作用是許多化學(xué)污染物吸附的主要機(jī)制[86?88]。疏水相互作用涉及非極性（或微極性）分子對(duì)非極性微塑料表面的吸引力，是控制微塑料吸附疏水性有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的主要機(jī)制之一[89?91]。靜電相互作用則是由帶相反電荷的分子相互吸引或帶相似電荷分子相互排斥引起的。通常，微塑料零點(diǎn)電荷的pH值低于周圍環(huán)境pH值，導(dǎo)致微塑料表面帶負(fù)電[92?94]。那么，微塑料表面的負(fù)電荷（例如PE、PP、PS、PVC）可能會(huì)吸引帶正電荷的物質(zhì)[95]。但是，對(duì)于主要以陰離子形式存在的化學(xué)物質(zhì)，微塑料表面的靜電排斥力則會(huì)降低吸附作用[96]。因此，是否發(fā)生靜電相吸或排斥，取決于介質(zhì)的pH值、聚合物的零點(diǎn)電荷和農(nóng)藥成分的酸解離常數(shù)等因素。

氫鍵是一種以氫離子為媒介的特殊弱靜電相互作用。當(dāng)涉及到質(zhì)子給體和質(zhì)子受體之間的相互作用時(shí)，氫鍵會(huì)影響聚合物的吸附[92]。范德華力是分子之間發(fā)生的弱相互作用，與共價(jià)鍵或離子鍵無(wú)關(guān)；而π?π相互作用是芳香族分子之間的相互吸引；范德華力和π?π相互作用都有可能會(huì)促進(jìn)化學(xué)物質(zhì)在微塑料表面的吸附。PE和PVC屬于脂肪族聚合物，會(huì)產(chǎn)生范德華力；而PS是芳香族聚合物，會(huì)發(fā)生π?π相互作用[97?98]。由于π?π相互作用力更強(qiáng)，與PE、聚酰胺（PA）和PVC相比，PS對(duì)芳香族化合物的吸附值更高[91]。

3.3 微塑料與農(nóng)藥對(duì)土壤動(dòng)物的聯(lián)合毒性效應(yīng)

農(nóng)業(yè)地膜和農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)中的廣泛使用，必然導(dǎo)致這兩種殘留物在農(nóng)業(yè)土壤中長(zhǎng)期共存[99?100]。因此，有必要研究微塑料和農(nóng)藥對(duì)土壤動(dòng)物的復(fù)合影響。研究表明，蚯蚓會(huì)通過(guò)掘洞將微塑料從土壤表面轉(zhuǎn)運(yùn)至深層土中[101]。Yang等[102]研究了蚯蚓對(duì)LDPE微塑料/草甘膦在土壤中轉(zhuǎn)移的影響，在與地表相連接的蚯蚓洞中檢測(cè)到較高濃度的草甘膦，表明蚯蚓可作為載體將污染物從地上轉(zhuǎn)移到地下；微塑料和草甘膦的聯(lián)合作用影響了洞穴體積和蚯蚓活性，減少了向坑道內(nèi)引入污染物的數(shù)量。Cheng等[103]發(fā)現(xiàn)，相比單獨(dú)暴露于莠去津或LDPE微塑料，聯(lián)合暴露導(dǎo)致蚯蚓產(chǎn)生更大的氧化應(yīng)激反應(yīng)，同時(shí)引起Hsp70、ANN、TCTP和CRT基因的表達(dá)異常，這表明微塑料有增強(qiáng)莠去津在生物體內(nèi)毒性的潛力。生物積累分析表明，微塑料顯著增加了毒氟磷在蚯蚓體內(nèi)的生物積累，暴露14 d后可觀察到氧化損傷；代謝組學(xué)結(jié)果表明，微塑料與毒氟磷的聯(lián)合暴露顯著改變了蚯蚓體內(nèi)14種代謝產(chǎn)物和2種代謝途徑的相對(duì)豐度，但微塑料增強(qiáng)毒氟磷在蚯蚓體內(nèi)積累和毒性機(jī)理尚不清楚[104]。目前，微塑料與農(nóng)藥對(duì)土壤動(dòng)物聯(lián)合毒性效應(yīng)的研究仍處于起步階段；微塑料吸附農(nóng)藥以及微塑料是否會(huì)增強(qiáng)土壤中農(nóng)藥毒性、微塑料吸附農(nóng)藥后對(duì)土壤動(dòng)物的聯(lián)合毒性等相關(guān)研究仍然匱乏。

4 存在問(wèn)題和展望

目前，微塑料聯(lián)合污染物的研究主要集中在海洋和陸地水環(huán)境污染方面，主要涉及多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和金屬對(duì)水生生物的復(fù)合影響。然而，與污染物單一毒性相比，微塑料是否會(huì)增強(qiáng)水生環(huán)境中污染物毒性仍存在爭(zhēng)議。土壤是一個(gè)包含多種介質(zhì)的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，其介質(zhì)特性對(duì)微塑料吸附農(nóng)藥的影響有待進(jìn)一步研究。微塑料和農(nóng)藥都有可能會(huì)對(duì)生物行為產(chǎn)生影響，但有關(guān)微塑料聯(lián)合農(nóng)藥對(duì)土壤動(dòng)物的研究依然有限，關(guān)于這方面的研究仍需加強(qiáng)。同時(shí)，評(píng)估微塑料吸附農(nóng)藥的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不僅需要測(cè)定不同類型塑料的實(shí)際吸附能力，還需要研究不同環(huán)境因素（如溫度、pH值、鹽度、溶解有機(jī)物以及其他共存離子）對(duì)吸附過(guò)程的影響，這些因素會(huì)通過(guò)改變微塑料的表面特性或農(nóng)藥的理化性質(zhì)進(jìn)而干擾吸附作用。為解決地膜殘留引起的農(nóng)田“白色污染”問(wèn)題，全生物可降解地膜替代技術(shù)已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新趨勢(shì)。而大多數(shù)研究涉及的是不可降解塑料（如PE、PVC、PP、PS）對(duì)農(nóng)藥的吸附行為，農(nóng)藥和生物可降解微塑料之間的相互作用以及環(huán)境因素的影響仍不清楚。由于生物可降解微塑料和常規(guī)微塑料的結(jié)構(gòu)不同，環(huán)境因素對(duì)其吸附行為的影響很可能存在差異，需對(duì)它們的吸附行為進(jìn)行系統(tǒng)比較。