綜述我國土壤環境中微塑料污染現狀

李 俊

（南京大學環境規劃設計研究院集團股份公司，江蘇 南京 210093）

塑料和塑料制品因成本和價格低、質量輕、電絕緣性、耐腐蝕、耐用性強等特點，廣泛運用于工業、農業、交通、建材、家電等領域。塑料的低回收利用率導致大量廢棄塑料進入不同環境中，經過長期的物理破碎、化學分解、生物降解作用轉化為微塑料。微塑料因其疏水性強、化學結構穩定、不易降解，可在環境中長時間存在，并且可被生物攝食并通過食物鏈累積、傳遞，對生態環境和人類健康造成危害。

1 生態環境中微塑料的定義和分類

1.1 微塑料的定義

2004年，英國學者首次提出“微塑料”這一概念。2008年，美國國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嚴謹，所以關于微塑料更嚴格的定義一直都存在爭論。有學者提出將粒徑尺寸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。初生微塑料的來源主要包括人類生活和工業制造涉及的工業原料產生粒徑較小的微塑料顆粒，如個人護理品、洗滌劑、藥物等。次生微塑料本質上是經過物理、化學和生物等作用過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境中的動植物和微生物攝食，進而威脅生態環境健康。

2 我國土壤環境中微塑料污染現狀分布特征

目前多項研究指出微塑料廣泛存在于土壤環境，但關于我國土壤微塑料分布特征的報道還較為缺乏。周倩等[1]在河北省曹妃甸圍填海區潮灘土壤中分離到碎片、顆粒、纖維和薄膜四類微塑料，豐度達到317個/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]報道了武漢郊區菜地的微塑料的豐度范圍為320～12 560個/kg，其中70%微塑料粒徑小于0.2 mm。Liu等[3]報道，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/ kg，粒徑小于1 mm的微塑料分別占48.79%和59.81%。

3 我國土壤環境中微塑料的來源

3.1 農用薄膜和地膜

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，進而顯著提高農產品質量和產量，被廣泛用于農業生產活動。然而農作物收獲后農用薄膜和地膜的低回收率導致大量廢舊薄膜長期存在于農田中，經過破碎、化學分解和生物降解成微塑料影響土壤環境。浙江杭州灣某使用過薄膜的農田中，土壤微塑料豐度（571個/kg）明顯高于未曾使用薄膜的土壤（263個/kg）[4]，表明塑料薄膜和地膜的大量使用是我國農用地土壤中微塑料的重要來源之一。

3.2 土壤改良劑

3.2.1 有機肥

有機肥是目前農業生產中不可或缺的肥料，畜禽動物糞便、城市生活垃圾等有機廢棄物經過堆肥、發酵后加工而成的有機肥通常被施用到農田。然而大多數城市生活垃圾受到了塑料的污染，有機肥料的生產過程中伴隨著塑料存在。我國是有機肥生產和使用大國，有機肥的年生產量達2 500萬噸，因此微塑料通過有機肥進入土壤中的途徑值得警惕。

3.2.2 污水污泥

已有學者研究發現污水處理過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。污水處理產生的污泥通常會被處置后進入土壤中，尤其是作為肥料施加到農田中而導致土壤環境中微塑料的積累，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用地土壤中微塑料的重要來源。

3.3 農田灌溉用水

灌溉用水是農業種植過程中十分重要的資源，我國的灌溉用水主要是地表水、地下水和處理后的污水，部分地區農田使用污水灌溉以改善水資源短缺的問題。地表水灌溉、徑流或滲透也是土壤中微塑料的來源途徑[5]。由于污水處理廠的污水經過處理后仍有微塑料，污水灌溉能夠將微塑料攜帶進入土壤。

3.4 大氣沉降

在風力作用下，密度較小的塑料顆粒和微塑料顆粒能夠在空氣中傳輸。大氣環境中的微塑料可能會通過沉降進入水體和陸地。周倩等[5]首次報道了我國濱海城市大氣環境中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/（m2a），95%以上為纖維狀，達1.38×105個/（m2a）。雖有研究證實大氣沉降是土壤微塑料的主要來源之一，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，需進一步加強大氣環境中微塑料的污染特征、沉降規律等方面的研究。

4 結論

我國關于土壤環境微塑料污染的研究還比較缺乏，研究對象還不全面。土壤的復雜性和研究的滯后導致不同來源對土壤中微塑料的貢獻率尚不得而知。微塑料在土壤環境中的污染過程及生態環境效應與微塑料的組成及性質密切相關，因而也影響著微塑料在土壤環境中的生物生態風險和人體健康風險。未來應加強以下研究：

（1）目前，微塑料在土壤中的積累與對土壤生產力和質量的影響尚未知曉。土壤質量直接關系到我國農作物的食品安全，因此土壤中微塑料的污染現狀及潛在的生態風險需開展進一步調查研究。

（2）分析研究微塑料的環境效應，精準解析土壤中微塑料的來源，揭示土壤環境中微塑料積累、遷移和降解規律，為土壤中微塑料污染防治提供科學依據。

（3）加強微塑料污染防控技術和宏觀決策體系研究，加強土壤微塑料污染的相關監管標準及法律法規研究和制定。