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.     

微塑料污染现状及其毒性效应和机制研究进展

微塑料(microplastics,MPs)作为一种新型的环境污染物近年来逐渐引起全世界的关注,除了对生态环境的影响,微塑料对生物体的毒性效应及其潜在的健康风险也日益成为环境领域的研究热点.本文基于已有研究,阐述微塑料的污染现况,总结微塑料进入机体的分布,归纳微塑料的生物毒性作用和机制,分析微塑料毒性效应的影响因素,并展望了未来的研究方向,为进一步开展微塑料的生物毒性效应、机制研究和健康风险评估提供科学线索和参考.     

微塑料在土壤-地下水中的环境行为及其生态毒性研究进展

微塑料已成为一类新型污染物遍布全球各个角落,由此产生的环境问题日趋严峻。第二届联合国环境大会上将微塑料污染列为环境与生态科学研究领域的第二大科学问题。目前大多数研究集中在海洋环境方面,有关土壤-地下水系统中微塑料的环境行为及生态毒性相关研究还较为薄弱。本文基于大量文献调研,较系统地回顾梳理了有关土壤-地下水中微塑料的来源、迁移归趋及其生态毒理效应的研究成果,并对未来研究做出评述和展望,旨在促进土壤-地下水系统中微塑料污染的相关研究。     

聚氯乙烯微塑料的原位光解老化及其对土壤微生物群落的影响

近年来,微塑料污染越来越受到大众和科研人员的关注.微塑料被报道在水体、土壤和大气中广泛分布,它们在环境中可能受到物理、化学或生物作用而发生老化现象.目前大部分关于微塑料老化的研究都是在水环境中进行的,同时,有关微塑料的老化研究主要采用离线技术进行表征,只能测定微塑料老化前后的结构变化,不能准确认识微塑料界面反应过程,因此,亟待开发微塑料老化过程的在线监测技术及研究其在非水相环境中的老化过程.研究污染物性质的目的 之一是为研究其环境影响提供理论依据,因此,本研究选择了聚氯乙烯(PVC)农业地膜在空气中老化后进入土壤的环境过程,搭建了单颗粒微塑料的显微-傅里叶变换红外光谱原位监测装置,从分子水平揭示了PVC微塑料的光化学转化过程,同时也探究了老化后PVC微塑料对土壤微生物群落所产生的影响.     

土壤微塑料污染管控对策研究

塑料污染是当前全球重大环境问题,也是社会关注的热点。大块塑料在环境中不断降解破碎产生的微塑料造成了更加广泛的环境污染,特别是土壤环境微塑料污染。在分析土壤微塑料污染防治所面临问题的基础上,提出我国土壤微塑料污染防控对策建议,包括制定土壤微塑料监测方法标准、将微塑料纳入土壤环境质量标准体系、提高废弃农膜和农药包装回收率、加强活性污泥资源化利用监管和提升科技支撑能力,尤其是推动源头治理,预防土壤微塑料污染。这些可为我国土壤微塑料污染防治提供思路。     

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...     

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。     

南海近岸珊瑚礁海域表层水体中微塑料的分布特征

海洋环境中的微塑料作为近年来备受国内外关注的一种新型污染物，具有颗粒小、难去除和分布广等特性，并且易携带有毒有害物质，易被生物吸收，因此海洋微塑料成为影响珊瑚礁生态系统健康的重要因素.研究近岸珊瑚礁海域水体中微塑料的污染分布特征有助于了解陆源污染对近岸珊瑚礁生态系统的影响，为珊瑚礁海域生态环境保护提供基础数据.为探究中国南海近岸珊瑚礁海域(文昌和徐闻海域)表层水体中微塑料的分布特征，本研究采用拖网法(0.33 mm)在该海域设置10个站位并收集表层水体中的微塑料样品，经过微塑料鉴定及数据统计分析后，得出以下结论：(1)南海近岸珊瑚礁海域表层水体微塑料的平均丰度为(1.186±1.370) n·m^-3，高于外海珊瑚礁海域；与国内外其他近岸海域相比，其丰度处于中等水平.(2)粒径0.1—3.0 mm范围内的微塑料数量检出最多，占总数的82.1%；文昌珊瑚礁海域微塑料的主要成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯，主要颜色为白色，形状以纤维为主；徐闻珊瑚礁海域主要成分为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯，主要颜色为白色和透明，形状分布相对均匀，以片状和泡沫状为主.(3)南海近岸珊瑚礁海域表层水...     

环境中微/纳米塑料的污染现状、分析方法、毒性评价及健康效应研究进展

微塑料是粒径小于5 mm的塑料颗粒,纳米塑料是粒径小于1 μm的塑料颗粒.微/纳米塑料广泛存在于各种环境介质中,由于其粒径小、比表面积大,很容易被直接吸入、经口食入或皮肤浸入至体内,造成毒害作用,危害健康.本文主要总结了环境中微/纳米塑料在水、大气、土壤和食品中的污染现状,阐述了其对生物体可能产生的毒性效应,探讨了其对...     

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...     

微塑料对陆生植物生长发育和根际环境影响研究进展

由于农业活动、大气沉降和地表径流等原因,土壤已成为微塑料重要聚集地。微塑料在土壤中积累会影响陆生植物生长发育,并威胁陆地生态系统及食物链安全。因此,研究微塑料对陆生植物生长发育影响具有重要意义。该文在综述微塑料对陆生植物生长发育和根际环境影响等方面研究进展的基础上,提出加强相关研究的展望和建议。微塑料能吸附在植物表面,并通过根尖进入植物体内,影响种子萌发和根系发育,诱导氧化应激反应,改变光合作用强度,产生细胞毒性和遗传毒性,影响植物新陈代谢和营养吸收等。微塑料的植物毒性受到微塑料特征(浓度、大小、形状、电荷和成分等)以及不同植物及其生长阶段的影响。同时,微塑料还能改变植物根际土壤特性和微生物群落,间接影响植物生长。最后,总结了微塑料对陆生植物生长发育和根际环境影响,并对未来土壤-植物系统中微塑料相关研究进行展望,为土壤及陆地生态系统微塑料污染风险防控和治理提供科学依据和技术支撑。     

海洋中微塑料的环境行为和生态影响

微塑料一般指直径小于5 mm的微小型塑料颗粒或碎片，海洋中常见的微塑料类型主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由于形状、颜色多变，分子量大，结构稳定，粒径范围与浮游植物相近，海洋中的微塑料很容易被对浮游植物、浮游动物和其他海洋动物等产生影响。微塑料还可以为病毒、细菌提供附着载体，影响浮游植物分布，进入海洋生物消化道或进一步转移到组织中对机体产生毒性效应，甚至通过捕食作用沿食物链传递，对高等动物及人类健康造成威胁。此外，微塑料可以作为海水中痕量化学物质的吸附载体，对生物产生联合毒性。根据目前对微塑料的研究进展情况，未来应加强对海洋微塑料分离、鉴定技术的研发以及海洋微塑料的生物毒性效应和生物传递效应机制等问题的研究。     

海洋中微塑料的环境行为和生态影响

微塑料一般指直径小于5 mm的微小型塑料颗粒或碎片,海洋中常见的微塑料类型主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由于形状、颜色多变,分子量大,结构稳定,粒径范围与浮游植物相近,海洋中的微塑料很容易对浮游植物、浮游动物和其他海洋动物等产生影响。微塑料还可以为病毒、细菌提供附着载体,影响浮游植物分布,进入海洋生物消化道或进一步转移到组织中对机体产生毒性效应,甚至通过捕食作用沿食物链传递,对高等动物及人类健康造成威胁。此外,微塑料可以作为海水中痕量化学物质的吸附载体,对生物产生联合毒性。根据目前对微塑料的研究进展情况,未来应加强对海洋微塑料分离、鉴定技术的研发以及海洋微塑料的生物毒性效应和生物传递效应机制等问题的研究。     

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。     

土壤环境中抗生素抗性基因污染研究进展和热点分析

近年来,土壤环境中抗生素抗性基因(ARGs)污染引起广泛关注。以Web of Science核心数据库和万方数据库文献资料为数据源进行文献计量学分析,从年发文量变化、不同国家贡献及研究主题演变(基于关键词)等方面对土壤环境中ARGs污染相关研究进行剖析,以此探讨国内外该领域的研究现状、热点和发展。结果表明,土壤中ARGs污染相关研究的发文数量快速增长。我国文献在发文数量、论文被引频次方面具有重要影响,表明我国在该领域有较强的国际学术影响力。关键词聚类分析表明该领域的研究方向主要集中在以下5个方面：(1)土壤中携带ARGs的微生物及其环境行为;(2)土壤环境中ARGs的来源和持久性;(3)土壤环境中ARGs的传播和消减方法;(4)土壤中共存物质对ARGs丰度和迁移行为的影响;(5)农业生产活动对土壤环境中ARGs污染的影响。同时,在介绍ARGs常用检测方法以及土壤环境中ARGs污染来源和分布的基础上,剖析影响ARGs在土壤中传播的多种因素,探讨土壤环境中ARGs的消减方法,并指出当前研究尚存的不足之处以及今后的研究方向。该文可为未来土壤环境中ARGs污染领域的研究和风险管控提供参考。     

微塑料的人群暴露途径及其健康危害

微塑料污染是近几年来出现的新环境问题,但目前对人群的微塑料暴露途径及其可能的健康危害并不清楚.本文基于现有微塑料研究的相关文献,重点分析了人类通过食物摄取、饮水以及空气接触的微塑料暴露途径,估算了中国人通过海鲜和食盐可能摄取的微塑料量,并对微塑料的多种潜在生理毒性进行了综述.进一步提出了今后需要系统研究微塑料的人体暴露途径、探索自然环境微塑料浓度下的人体健康风险、关注微塑料对人体肠道微生物的影响等优先研究方向,为正确评价微塑料的人体健康风险提供了理论依据.     

不同类别粪便堆肥中微塑料赋存特征及区域差异

土壤中微塑料污染问题越来越受到公众关注。施用畜禽粪便堆肥被认为是土壤中微塑料积累的重要途径。但是,对粪便堆肥中微塑料污染程度的了解仍然处于起步阶段。该研究调查了来自中国4个省份的商品化鸡粪、牛粪、羊粪和猪粪堆肥中微塑料的赋存特征。通过筛分和Fenton试剂消解提取粪便堆肥中的微塑料,进一步分析其颜色、粒径、形状、聚合物种类和丰度。结果表明：粪便堆肥中透明、黑色、红色和蓝色微塑料含量较高;粪便堆肥中微塑料形状为纤维、碎片、薄膜和颗粒,以纤维为主;在粒径上以<1 mm的微塑料为主(27.6%～69.5%),粪便堆肥中微塑料的聚合物种类以聚酯(PES)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)为主(87.8%～97.0%);微塑料丰度为(2 054.8±493.9)～(9 131.0±600.7)个·kg^-1。该研究证实了粪便堆肥是农用地土壤微塑料的重要来源,其对中国农田土壤微塑料的年贡献量可高达1.1×10¹⁴个。研究结果为揭示粪便堆肥中微塑料污染特征和区域分布差异以及农田土壤中微塑料的溯源提供了基础数据和科学依据。     

微塑料在哺乳动物的暴露途径、毒性效应和毒性机制浅述

微塑料广泛存在于大气、土壤和水体环境中,其对人体的危害正受到广泛关注.本文阐述了当前对微塑料在哺乳动物的暴露途径、毒性作用和毒性机制的认识.空气-呼吸系统、食物/饮水-消化系统以及洗漱/护肤产品-皮肤等都是目前最常见的微塑料人体暴露途径,其中消化系统暴露是最主要的方式.目前的研究显示肠道、肝脏和肾脏是主要的微塑料富集部...     

环境中微(纳米)塑料的来源及毒理学研究进展

微(纳米)塑料是环境中分布广泛的微小颗粒污染物,不同环境介质中微(纳米)塑料的污染状况及其对生物体的毒害效应受到越来越多研究者的关注.本文系统的综述了环境中微(纳米)塑料的来源和微(纳米)塑料对海洋生物的毒性效应,从转运吸收和毒性评价两个方面重点论述了微(纳米)塑料对人体健康潜在的影响,并介绍了由微(纳米)塑料带来的典型污染物毒性效应.研究结果表明,陆地环境中微纳米塑料的来源主要包括污泥的使用、农业上使用的塑料制品、被微纳米塑料污染的灌溉水以及大气沉降,海洋环境中微纳米塑料的来源主要包括陆源的输入、滨海旅游业、船舶运输业、海上养殖捕捞业以及大气沉降;微(纳米)塑料可被很多海洋生物摄取、并在生物体中积累,且可通过食物链层层富集到更高等的生物体中,从而对生物体正常的新陈代谢及繁殖造成影响;微(纳米)塑料的对人体的毒性,与其表面性质、尺寸大小息息相关,通常情况下,尺寸较小的纳米塑料颗粒更容易进入并积累到细胞和组织,而表面带正面的纳米塑料颗粒对细胞生理活动有较为明显的影响;微(纳米)塑料添加剂及表面吸附的污染物在生物体内的释放,对生物体造成的伤害远远超过微(纳米)塑料本身的影响.本研究结果将为系统地和进一步地开展微(纳米)塑料的风险评估及全面深入地研究其毒理学效应提供支持.     

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。