綜述我國(guó)土壤環(huán)境中微塑料污染現(xiàn)狀

李 俊

（南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份公司，江蘇 南京 210093）

塑料和塑料制品因成本和價(jià)格低、質(zhì)量輕、電絕緣性、耐腐蝕、耐用性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、建材、家電等領(lǐng)域。塑料的低回收利用率導(dǎo)致大量廢棄塑料進(jìn)入不同環(huán)境中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的物理破碎、化學(xué)分解、生物降解作用轉(zhuǎn)化為微塑料。微塑料因其疏水性強(qiáng)、化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易降解，可在環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間存在，并且可被生物攝食并通過(guò)食物鏈累積、傳遞，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成危害。

1 生態(tài)環(huán)境中微塑料的定義和分類

1.1 微塑料的定義

2004年，英國(guó)學(xué)者首次提出“微塑料”這一概念。2008年，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局將微塑料定義為粒徑小于5 mm的塑料顆粒。盡管這一定義被廣泛接受，但其表述仍不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，所以關(guān)于微塑料更嚴(yán)格的定義一直都存在爭(zhēng)論。有學(xué)者提出將粒徑尺寸1 um～5 mm的微塑料歸為微塑料，粒徑尺寸小于1 000 nm的微塑料歸為納塑料。

1.2 微塑料的分類

微塑料可分為初生微塑料和次生微塑料兩大類。初生微塑料的來(lái)源主要包括人類生活和工業(yè)制造涉及的工業(yè)原料產(chǎn)生粒徑較小的微塑料顆粒，如個(gè)人護(hù)理品、洗滌劑、藥物等。次生微塑料本質(zhì)上是經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)和生物等作用過(guò)程破碎所形成尺寸更小的原生微塑料，因其粒徑小更容易被環(huán)境中的動(dòng)植物和微生物攝食，進(jìn)而威脅生態(tài)環(huán)境健康。

2 我國(guó)土壤環(huán)境中微塑料污染現(xiàn)狀分布特征

目前多項(xiàng)研究指出微塑料廣泛存在于土壤環(huán)境，但關(guān)于我國(guó)土壤微塑料分布特征的報(bào)道還較為缺乏。周倩等[1]在河北省曹妃甸圍填海區(qū)潮灘土壤中分離到碎片、顆粒、纖維和薄膜四類微塑料，豐度達(dá)到317個(gè)/500 g，平均粒徑為1.56±0.63 mm，其中小于1 mm的微塑料占49.8%。Chen等[2]報(bào)道了武漢郊區(qū)菜地的微塑料的豐度范圍為320～12 560個(gè)/kg，其中70%微塑料粒徑小于0.2 mm。Liu等[3]報(bào)道，在上海城郊蔬菜大棚土壤中，微塑料在表層土壤（0～3 cm）和較深層土壤（3～6 cm）中的豐度分別是78.00±12.91和62.50±12.97 個(gè)/ kg，粒徑小于1 mm的微塑料分別占48.79%和59.81%。

3 我國(guó)土壤環(huán)境中微塑料的來(lái)源

3.1 農(nóng)用薄膜和地膜

薄膜和地膜主要以PE、PVC為主，因其能夠提高溫度和水分利用率，進(jìn)而顯著提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。然而農(nóng)作物收獲后農(nóng)用薄膜和地膜的低回收率導(dǎo)致大量廢舊薄膜長(zhǎng)期存在于農(nóng)田中，經(jīng)過(guò)破碎、化學(xué)分解和生物降解成微塑料影響土壤環(huán)境。浙江杭州灣某使用過(guò)薄膜的農(nóng)田中，土壤微塑料豐度（571個(gè)/kg）明顯高于未曾使用薄膜的土壤（263個(gè)/kg）[4]，表明塑料薄膜和地膜的大量使用是我國(guó)農(nóng)用地土壤中微塑料的重要來(lái)源之一。

3.2 土壤改良劑

3.2.1 有機(jī)肥

有機(jī)肥是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的肥料，畜禽動(dòng)物糞便、城市生活垃圾等有機(jī)廢棄物經(jīng)過(guò)堆肥、發(fā)酵后加工而成的有機(jī)肥通常被施用到農(nóng)田。然而大多數(shù)城市生活垃圾受到了塑料的污染，有機(jī)肥料的生產(chǎn)過(guò)程中伴隨著塑料存在。我國(guó)是有機(jī)肥生產(chǎn)和使用大國(guó)，有機(jī)肥的年生產(chǎn)量達(dá)2 500萬(wàn)噸，因此微塑料通過(guò)有機(jī)肥進(jìn)入土壤中的途徑值得警惕。

3.2.2 污水污泥

已有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)污水處理過(guò)程可以有效去除污水中微塑料，但去除的微塑料并沒有得到真正的降解，而是積累在污泥中。污水處理產(chǎn)生的污泥通常會(huì)被處置后進(jìn)入土壤中，尤其是作為肥料施加到農(nóng)田中而導(dǎo)致土壤環(huán)境中微塑料的積累，并且土壤中微塑料的含量隨污泥施加量逐漸增加，連續(xù)施用污泥的土壤中微塑料豐度顯著高于未施用污泥的土壤。常用的污泥預(yù)處理方法難以高效去除污泥中的微塑料，因此，污水污泥的土地利用是農(nóng)用地土壤中微塑料的重要來(lái)源。

3.3 農(nóng)田灌溉用水

灌溉用水是農(nóng)業(yè)種植過(guò)程中十分重要的資源，我國(guó)的灌溉用水主要是地表水、地下水和處理后的污水，部分地區(qū)農(nóng)田使用污水灌溉以改善水資源短缺的問(wèn)題。地表水灌溉、徑流或滲透也是土壤中微塑料的來(lái)源途徑[5]。由于污水處理廠的污水經(jīng)過(guò)處理后仍有微塑料，污水灌溉能夠?qū)⑽⑺芰蠑y帶進(jìn)入土壤。

3.4 大氣沉降

在風(fēng)力作用下，密度較小的塑料顆粒和微塑料顆粒能夠在空氣中傳輸。大氣環(huán)境中的微塑料可能會(huì)通過(guò)沉降進(jìn)入水體和陸地。周倩等[5]首次報(bào)道了我國(guó)濱海城市大氣環(huán)境中4種微塑料類型（纖維、碎片、薄膜和泡沫），大氣微塑料的年沉降通量為1.46×105個(gè)/（m2a），95%以上為纖維狀，達(dá)1.38×105個(gè)/（m2a）。雖有研究證實(shí)大氣沉降是土壤微塑料的主要來(lái)源之一，但大氣沉降中微塑料的分布、遷移特征及影響因素等方向研究還十分有限，需進(jìn)一步加強(qiáng)大氣環(huán)境中微塑料的污染特征、沉降規(guī)律等方面的研究。

4 結(jié)論

我國(guó)關(guān)于土壤環(huán)境微塑料污染的研究還比較缺乏，研究對(duì)象還不全面。土壤的復(fù)雜性和研究的滯后導(dǎo)致不同來(lái)源對(duì)土壤中微塑料的貢獻(xiàn)率尚不得而知。微塑料在土壤環(huán)境中的污染過(guò)程及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與微塑料的組成及性質(zhì)密切相關(guān)，因而也影響著微塑料在土壤環(huán)境中的生物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和人體健康風(fēng)險(xiǎn)。未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)以下研究：

（1）目前，微塑料在土壤中的積累與對(duì)土壤生產(chǎn)力和質(zhì)量的影響尚未知曉。土壤質(zhì)量直接關(guān)系到我國(guó)農(nóng)作物的食品安全，因此土壤中微塑料的污染現(xiàn)狀及潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)需開展進(jìn)一步調(diào)查研究。

（2）分析研究微塑料的環(huán)境效應(yīng)，精準(zhǔn)解析土壤中微塑料的來(lái)源，揭示土壤環(huán)境中微塑料積累、遷移和降解規(guī)律，為土壤中微塑料污染防治提供科學(xué)依據(jù)。

（3）加強(qiáng)微塑料污染防控技術(shù)和宏觀決策體系研究，加強(qiáng)土壤微塑料污染的相關(guān)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)研究和制定。