土壤中微塑料來源提取鑒定

李燕盧楠

(1.陜西地建土地工程技術研究院有限責任公司，陜西 西安 710021；2.陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西 西安 710075;3.自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室，陜西 西安 710021；4.陜西省土地整治工程技術研究中心，陜西 西安 710075)

微塑料、抗生素、全氟化合物和環境內分泌物等為國際關注的主要新污染物。其中，微塑料是指粒徑小于5mm的塑料纖維、碎片、顆粒等廣泛存在于環境中的小顆粒塑料，具有穩定的化學性質、可塑性強，是環境污染治理不可忽視的污染物[1]。目前，生產生活中使用大量的塑料及其制品，但回收率相對低，進入環境中的塑料通過物理、化學、生物以及生化作用不斷破碎、降解，從而污染水土環境質量、植被生長和微生物繁殖等，并通過大氣和食物鏈最終影響人體健康[2]。當前微塑料環境行為研究多關注水體環境，土壤環境中微塑料研究相對較少，但塑料的產生和排放大多在陸地進行，因此各界需關注土壤微塑料污染問題[3]。本文在微塑料有關最新研究的基礎上，總結了微塑料在土壤環境中的豐度與分布、來源與途徑以及較常用的提取分離與鑒定表征技術方法，并對未來研究進行了展望，并從塑料廢棄廢物管理的角度提出農田中微塑料污染防治策略。

1 土壤中微塑料豐度及來源

1.1 土壤中微塑料的豐度

土壤類型、質地和利用的多樣性使其環境性質復雜多樣，相對于湖庫、河流、海灣海洋等水體，有關土壤環境中微塑料研究明顯較少。我國東部海岸帶土壤中微塑料豐度為1.3～14712.5ind·kg-1，其中60%以上的微塑料粒徑<1mm；杭州灣農田土壤微塑料豐度為262.7～571.2ind·kg-1(未覆膜-覆膜)；黃河三角洲地區濕地土壤中微塑料豐度為80～4640ind·kg-1[4]。上海典型的農田微塑料平均豐度為16.1±3.5ind·kg-1，顯著低于大棚土壤表層(0～3cm)土壤微塑料豐度78.0±12.9ind·kg-1，同樣也高于養魚的稻田土壤微塑料豐度4.5±1.2ind·kg-1，而粒徑>1mm的占比最大。滇池流域受農業生產活動影響，農田土壤中微塑料豐度為7100～42960ind·kg-1，粒徑<1mm的微塑料占比高達95%[5]。而我國西北地區耕地土壤中微塑料豐度為40±126～320±329ind·kg-1，其中陜西多地農田土壤中微塑料豐度為1430～3410ind·kg-1[6]。

目前，土壤尤其是耕地微塑料調查數據相對較少，不同地區、不同土地利用及社會經濟水平土壤中微塑料的豐度差異巨大?，F有研究表明，土壤的理化性質、使用經歷和時間等因素影響微塑料的豐度差異，且環境中小粒徑(<1mm)的微塑料的分布及潛在風險尚待深入研究。土壤中的微塑料豐度隨著粒徑減小而增多，且空間差異大，微塑料的豐度隨著土壤深度的增加而降低。

1.2 土壤中微塑料的來源

化肥農膜施用、污水排放、大氣沉降以及固廢填埋場滲濾液外溢等通過人投用、徑流、降水、風力等途徑匯集到土壤環境中，見表1。其中，農業生產活動是土壤中微塑料最主要的來源之一，研究表明，農用地膜的高施用量和低回收率使得大量薄膜殘留在土壤環境中，并在一系列自然和人為活動作用下分裂成微/納米塑料，并影響土壤質量和農作物生長；農業塑料制品遺撒、污泥農業可利用、有機肥使用等在土壤中微塑料的累積也不可忽視[7]。

表1 土壤中微塑料的主要來源及特征

2 土壤環境中微塑料提取與鑒定

2.1 土壤微塑料提取

土壤中微塑料樣品采集除卻大粒徑干擾物質后，需對土樣進一步處理以盡可能地提取土壤環境中的微塑料，具體因微塑料理化性質、類型和尺寸與試驗條件和分離提取目的選擇適宜的方法進行，見表2。其中，過濾-篩分、密度分離和經典提取等物理提取法主要依據微塑料的形狀、粒徑、密度、疏水親油性等特點將其從混合物中分離，不破壞微塑料本身特性，但存在無法有效分離類似天然有機物等不足[8]。相應的，化學法提取微量和小粒徑微塑料效果較物理法更有效。

表2 土壤中微塑料提取方法及特性

2.2 微塑料鑒定

微塑料從土壤環境中分離后，通過目視、化學、光譜等方法進一步鑒定和量化其含量。目前，定量鑒定和表征分析微塑料的技術方法主要有目視法、光譜法和熱分析法等，見表3。

表3 微塑料鑒定方法及特性

3 土壤微塑料研究展望

塑料制品已是社會經濟發展、農業生產、居民生活等不可或缺的材料(產品)之一，相應的微塑料進入環境造成的土壤污染問題已然成為全球性環境問題。做好塑料生產使用處置全程監管和宣貫工作，加強微塑料污染防控技術、方法和裝備研發，健全居民生活垃圾收集處置體制等是今后微塑料研究亟待解決的問題。

進一步統一化、規范化微塑料研究的采樣、提取分離、鑒定和表征方法，提高不同部門、不同領域的研究成果之間的可對比性和參考性。

加強不同地區、國家之間的交流與合作，促進國際微塑料污染現狀、研究方向及方式方法的交流，發揮不同學科、不同團隊的優勢，協調制定通用有效的制度體制，建立微塑料污染防控共同體。

微塑料與傳統污染物將長期共存，深入開展微塑料的環境行為及對生命體生長發育毒性研究，探索對人居環境及人體健康的影響機理及安全閾值。

加強可生物降解的環境友好型塑料研發和推廣應用，提高塑料替代品性能及其社會經濟、生態環境效益。