微塑料污染是一个普遍存在且日益严重的问题。微塑料(小于5 mm的塑料)对环境的污染已成为全球性挑战,因其可能对生物群和人类健康构成威胁。陆地作为塑料生产的源头,同时也是重要的汇集区。越来越多的研究表明微塑料在土壤中普遍存在。然而,当前的研究主要集中在水生环境中,而关于陆生生态系统中塑料的来源,迁移和生态风险知之甚少。针对土壤微塑料研究的最新进展与存在的问题,中国科学院西北生态环境资源研究院康世昌研究员团队及其合作者,全面评估了土壤中微塑料的分布及其对生态系统的影响,并展望了未来的研究工作。
微塑料在全球土壤基质中普遍存在(图1),然而,复杂基质中提取固体颗粒的固有的技术难度和分析技术不一致性限制了土壤微塑料研究的发展。特别是在非洲、南美和大洋洲,微塑料在土壤环境中的赋存和分布研究仍然非常少。针对分析技术的不一致性,在综合评述现有分析技术的基础上,提出了土壤微塑料建议分析方案(图2)。微塑料的形态特征直接关系到其环境行为和效应。研究发现,由PE和PP组成的纤维状和碎片状的小粒径微塑料在土壤环境中最为常见(图3)。对比水生环境(河流、海洋)与土壤环境中的微塑料特征发现,水生环境和土壤环境中的微塑料存在一定的相似性,表明陆地环境与水生环境微塑料的来源存在一定的相似性,且二者存在微塑料的交换。
土壤既是微塑料的“源”同时也是微塑料的“汇”。数量巨大但又不易察觉的微塑料源源不断地向土壤输送微塑,导致土壤中的微塑料积累。塑料垃圾、农用地膜残留、污泥和有机肥的施用、大气沉降和灌溉都会造成土壤微塑料污染(图4)。汇总现有的研究成果还发现,微塑料可以通过影响土壤pH值、土壤结构、土壤肥力和养分、土壤微生物和持水能力等生物物理性质影响土壤的健康和功能。作为土壤中的小颗粒,微塑料可以被植物吸收,对植物的发芽、生长产生一定的影响,但其影响与微塑料的粒径、形状和聚合物类型密切相关。此外,微塑料在土壤生物中的食物链的传输已得到证实,微塑料中的有毒添加剂和表面富集的污染物都是微塑料生态风险的关键因素。研究还发现,土壤环境中微塑料的排放估算和预测、微塑料-“碳”储存,土壤微塑料分布影响因素、迁移机制,以及富集过程需进一步探索。
本研究加深了土壤环境中微塑料的认识,为土壤微塑料回收,控制和减少提供有益参考。研究成果以Microplastics in soil: A review on methods, occurrence, sources, and potential risk发表于环境科学TOP期刊Science of the Total Environment。中国科学院大学博士生杨玲为论文第一作者,中国科学院西北生态环境资源研究院张玉兰副研究员为论文通讯作者。该成果得到得到了国家自然科学基金(42071082),第二次青藏高原综合考察研究项目(2019QZKK0605),国家重点研发项目(2020YFA0608503)),西部之光以及冰冻圈国家重点实验室自主课题(SKLCS-ZZ-2020)等联合资助。
文章链接
全球土壤微塑料研究点分布和污染浓度
土壤微塑料建议分析方案
土壤微塑料形状、颜色、粒径及化学组分特征总结
土壤微塑料的来源
责任编辑:张婧睿
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
国科大研究生导师张玉兰团队在土壤微塑料研究取得新进展
本站小编 Free考研考试/2021-12-25
相关话题/土壤 环境 污染 技术 中国科学院
国科大研究生导师罗二仓和余国瑶研究团队在新型热声发电技术研究上取得新进展
外燃式发动机具有不受热源种类限制的特点,可以利用太阳能、生物质燃烧热、工业余热、核热等热源,因此近年来备受关注。热声发动机作为一种外燃式发动机,具有结构简单、可靠性高、使用寿命长、环境友好等突出优点。热声发动机可以将外部热量转化为声功输出,产生的声功可用来驱动声电转换装置从而构成热声发电系统。目前应 ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25西北生态环境资源研究院面向卫星遥感观测的高光谱分辨率积雪反射率建模取得进展
积雪表面光谱反射率在地球气候系统中占有重要地位。传统的陆面模型参数化方案仅能模拟宽波段的积雪表面反照率,却无法准确地模拟高光谱分辨率的积雪表面光谱反射率,而高光谱分辨率或窄波段的积雪光谱反射率却是目前大多数卫星传感器的主要观测数据。因此,陆面模型模拟与卫星遥感观测之间存在明显差距,发展能模拟超高光谱 ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25国科大硕士生导师叶红学科组在城市三维紧凑形态对城市热环境的驱动机制方面取得进展
快速城市化进程使城市人口规模不断扩大,建设用地面积不断扩张。然而土地资源有限,认识和构建紧凑型城市形态并探究其环境影响效应,对城市可持续发展具有重要意义。目前城市二维紧凑形态的热环境效应已得到广泛研究,但鲜有研究探索能够反映城市真实状态的三维紧凑形态对热环境的影响。本研究利用2017-2018年厦门 ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25西北生态环境资源研究院膜下滴灌玉米氮素诊断及养分管理研究取得新进展
膜下滴灌技术可改善农田土壤水热条件并实现作物水、氮的精确供给,在寒区旱区农业生产中应用前景广泛。然而,土壤水、氮的精确供给不意味着高效供给。如何诊断膜下滴灌作物的养分状况,是****们一直专注的问题。 中国科学院西北生态环境资源研究院(简称西北研究院)科研团队通过临界氮稀释曲线模型(Critica ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25国科大博士生导师董毅研究开发饱和土极低相对湿度环境测试技术
土体在极低相对湿度环境下(RH<5%)的土水相互作用反映了很多粘土矿物本征的脱吸附特性,对深入理解和研究非饱和土脱吸附动力学和吸附水膜流动扩散有着极为重要的价值,对研究高致密岩土体在极端环境下的水分迁移有着重要的意义。 武汉岩土所董毅研究员,长期致力于包括非饱和土测试技术与理论在内的多相岩土介质力 ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25国科大博士生导师王克林团队在喀斯特植被恢复的土壤碳固定效应对区域水热梯度响应问题上取得进展
植被恢复是提升喀斯特脆弱生态系统土壤有机碳(SOC)固持的重要措施。由于SOC不同组分在形成途径和周转速率等方面存在差异,其对不同植被恢复策略和区域水热条件的响应可能也并不一致。研究SOC组分对区域不同水热条件下植被恢复策略的响应,有助于评估西南喀斯特生态恢复成效及预测未来气候变化背景下土壤固碳能力 ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25城市环境研究所在城市尺度二氧化碳排放网格制图的不确定性传播分析取得研究进展
城市在低碳发展中起着至关重要的作用,因为城市容纳了全球一半的人口,消耗了全球四分之三的能源,排出了全球四分之三的温室气体。了解人为活动产生的二氧化碳的时空分布对于减缓碳排放非常重要。从多个传感器源获取的地理空间数据集(如,遥感卫星,众包数据,基于位置服务的的数据与传感器数据)数量正在大幅增加,这使得 ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25上海光机所极紫外光刻光源掩模优化技术取得进展
近日,中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室在极紫外光刻的计算光刻技术研究方面取得进展,针对极紫外光刻提出了一种基于厚掩模模型和社会学习粒子群算法(sociallearningparticleswarmoptimization,SL-PSO)的光源掩模优化技术(Sourceandm ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25城市环境研究所基于多源数据构建城市空间功能紧凑度指数研究取得进展
过去几十年来,城市人口不断增加,城市建设用地迅速扩张,导致了城市蔓延的产生,引发了一些社会和环境问题。紧凑发展被证明是实现城市可持续发展的一种有效途径。众****对紧凑城市的概念、特征、作用、可行性及紧凑发展与可持续发展之间的关系等方面进行了研究,其中,如何度量城市紧凑度一直是难点和热点之一。空间形 ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25国科大博士生导师郑安民团队在合作参与分子筛限域环境中的非经典碳正离子化学研究中取得新进展
碳正离子作为重要的反应中间体,在催化反应中起到了重要的作用。其中,降冰片基碳正离子作为最著名的碳正离子,其存在形式(经典和非经典)的争议存在了近百年。直到2013年,Scholz等人(Science2013,341,62-64.)利用超强酸环境下在超低温40K下利用单晶X射线衍射观测到非经典碳正离子 ...中国科学院大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-25