综述我国土壤环境中微塑料污染现状

2021-11-30李俊

皮革制作与环保科技 2021年11期

李俊

（南京大学环境规划设计研究院集团股份公司，江苏南京 210093）

塑料和塑料制品因成本和价格低、质量轻、电绝缘性、耐腐蚀、耐用性强等特点，广泛运用于工业、农业、交通、建材、家电等领域。塑料的低回收利用率导致大量废弃塑料进入不同环境中，经过长期的物理破碎、化学分解、生物降解作用转化为微塑料。微塑料因其疏水性强、化学结构稳定、不易降解，可在环境中长时间存在，并且可被生物摄食并通过食物链累积、传递，对生态环境和人类健康造成危害。

1 生态环境中微塑料的定义和分类

1.1 微塑料的定义

2004年，英国学者首次提出“微塑料”这一概念。2008年，美国国家海洋和大气管理局将微塑料定义为粒径小于5 mm的塑料颗粒。尽管这一定义被广泛接受，但其表述仍不够科学严谨，所以关于微塑料更严格的定义一直都存在争论。有学者提出将粒径尺寸1 um～5 mm的微塑料归为微塑料，粒径尺寸小于1 000 nm的微塑料归为纳塑料。

1.2 微塑料的分类

微塑料可分为初生微塑料和次生微塑料两大类。初生微塑料的来源主要包括人类生活和工业制造涉及的工业原料产生粒径较小的微塑料颗粒，如个人护理品、洗涤剂、药物等。次生微塑料本质上是经过物理、化学和生物等作用过程破碎所形成尺寸更小的原生微塑料，因其粒径小更容易被环境中的动植物和微生物摄食，进而威胁生态环境健康。

2 我国土壤环境中微塑料污染现状分布特征

目前多项研究指出微塑料广泛存在于土壤环境，但关于我国土壤微塑料分布特征的报道还较为缺乏。周倩等[1]在河北省曹妃甸围填海区潮滩土壤中分离到碎片、颗粒、纤维和薄膜四类微塑料，丰度达到317个/500 g，平均粒径为1.56±0.63 mm，其中小于1 mm的微塑料占49.8%。Chen等[2]报道了武汉郊区菜地的微塑料的丰度范围为320～12 560个/kg，其中70%微塑料粒径小于0.2 mm。Liu等[3]报道，在上海城郊蔬菜大棚土壤中，微塑料在表层土壤（0～3 cm）和较深层土壤（3～6 cm）中的丰度分别是78.00±12.91和62.50±12.97 个/ kg，粒径小于1 mm的微塑料分别占48.79%和59.81%。

3 我国土壤环境中微塑料的来源

3.1 农用薄膜和地膜

薄膜和地膜主要以PE、PVC为主，因其能够提高温度和水分利用率，进而显著提高农产品质量和产量，被广泛用于农业生产活动。然而农作物收获后农用薄膜和地膜的低回收率导致大量废旧薄膜长期存在于农田中，经过破碎、化学分解和生物降解成微塑料影响土壤环境。浙江杭州湾某使用过薄膜的农田中，土壤微塑料丰度（571个/kg）明显高于未曾使用薄膜的土壤（263个/kg）[4]，表明塑料薄膜和地膜的大量使用是我国农用地土壤中微塑料的重要来源之一。

3.2 土壤改良剂

3.2.1 有机肥

有机肥是目前农业生产中不可或缺的肥料，畜禽动物粪便、城市生活垃圾等有机废弃物经过堆肥、发酵后加工而成的有机肥通常被施用到农田。然而大多数城市生活垃圾受到了塑料的污染，有机肥料的生产过程中伴随着塑料存在。我国是有机肥生产和使用大国，有机肥的年生产量达2 500万吨，因此微塑料通过有机肥进入土壤中的途径值得警惕。

3.2.2 污水污泥

已有学者研究发现污水处理过程可以有效去除污水中微塑料，但去除的微塑料并没有得到真正的降解，而是积累在污泥中。污水处理产生的污泥通常会被处置后进入土壤中，尤其是作为肥料施加到农田中而导致土壤环境中微塑料的积累，并且土壤中微塑料的含量随污泥施加量逐渐增加，连续施用污泥的土壤中微塑料丰度显著高于未施用污泥的土壤。常用的污泥预处理方法难以高效去除污泥中的微塑料，因此，污水污泥的土地利用是农用地土壤中微塑料的重要来源。

3.3 农田灌溉用水

灌溉用水是农业种植过程中十分重要的资源，我国的灌溉用水主要是地表水、地下水和处理后的污水，部分地区农田使用污水灌溉以改善水资源短缺的问题。地表水灌溉、径流或渗透也是土壤中微塑料的来源途径[5]。由于污水处理厂的污水经过处理后仍有微塑料，污水灌溉能够将微塑料携带进入土壤。

3.4 大气沉降

在风力作用下，密度较小的塑料颗粒和微塑料颗粒能够在空气中传输。大气环境中的微塑料可能会通过沉降进入水体和陆地。周倩等[5]首次报道了我国滨海城市大气环境中4种微塑料类型（纤维、碎片、薄膜和泡沫），大气微塑料的年沉降通量为1.46×105个/（m2a），95%以上为纤维状，达1.38×105个/（m2a）。虽有研究证实大气沉降是土壤微塑料的主要来源之一，但大气沉降中微塑料的分布、迁移特征及影响因素等方向研究还十分有限，需进一步加强大气环境中微塑料的污染特征、沉降规律等方面的研究。