塑料污染是全球性問題。塑料污染在水環(huán)境(海洋和淡水)中的問題日益受到重視，得到廣泛報(bào)道和關(guān)注。相比之下，土壤生態(tài)系統(tǒng)的塑料污染有些被忽視。但迄今為止的研究結(jié)果著實(shí)令人擔(dān)憂:塑料碎片幾乎遍布世界各地，土壤塑料污染比海洋塑料污染要嚴(yán)重得多——根據(jù)環(huán)境的不同，估計(jì)要高出4~23倍[1]。

被忽視的土壤塑料污染

與海洋塑料污染相比，人們對(duì)土壤塑料污染及其可能造成的影響知之甚少。

自塑料發(fā)明以來，人類已經(jīng)產(chǎn)生了83億噸塑料，其中有63億噸變成了塑料垃圾。農(nóng)用地膜破碎、有機(jī)肥施用、污水灌溉、污泥農(nóng)用、大氣沉降以及地表徑流等是土壤中塑料污染的來源。這些垃圾廢物中，有79%被埋在垃圾填埋場(chǎng)或最終進(jìn)入大自然。如果沒有更好的回收基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)，繼續(xù)按照目前的生產(chǎn)速度發(fā)展下去，到2050年，將有120億噸塑料被扔進(jìn)垃圾填埋場(chǎng)和自然界。

更為嚴(yán)峻的是，大部分塑料會(huì)分解成小于5毫米的微塑料，更甚者是進(jìn)一步分解成小于0.1微米的納米顆粒進(jìn)入環(huán)境，危害生態(tài)系統(tǒng)。以污泥農(nóng)用為例來看，污水中80%到90%的顆粒會(huì)殘留在污泥中，這些污泥被用作農(nóng)田肥料后，就意味著每年有數(shù)千噸的微塑料進(jìn)入土壤[2]。這僅是土壤塑料污染來源的一個(gè)分項(xiàng)，如果將進(jìn)入陸地生態(tài)系統(tǒng)中所有塑料加起來，數(shù)量可能會(huì)相當(dāng)“可觀”。

農(nóng)田里的白色污染

使用塑料覆蓋物種植農(nóng)作物，始于上世紀(jì)70年代末的中國(guó)，被稱為“白色革命”，這些塑料蓋膜通常由聚乙烯組成，它們有助于節(jié)水、除草、提高土壤溫度，可以讓農(nóng)民在沙漠般的條件下種植經(jīng)濟(jì)作物和谷物，有效地將農(nóng)作物產(chǎn)量提高20%到60%。

被塑料薄膜覆蓋的農(nóng)田|JIEZHAO/GETTYIMAGES

地膜覆蓋在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，特別是用在蔬菜種植中，但大量的地膜殘留可在土壤中積累。2015年我國(guó)農(nóng)用塑料薄膜使用量達(dá)到260.36萬噸，其中地膜使用量為145.5萬噸，約占世界地膜使用總量90%;地膜覆蓋面積達(dá)到1833萬公頃以上，但農(nóng)田地膜回收率不到60%[3]。不僅是中國(guó)，中東、歐洲和北美的其他國(guó)家也在使用塑料覆蓋。

在不使用塑料覆蓋的地區(qū)，有些農(nóng)民會(huì)使用微塑污泥作為肥料，處理過的廢水也是農(nóng)田灌溉的重要水源，所以污泥和市政污水也是農(nóng)田白色污染的重要來源。國(guó)際上對(duì)污水處理廠中微塑料的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，約90%的微塑料在污水處理后積累到污泥中。在對(duì)的北美和歐洲污泥農(nóng)用情況進(jìn)行估算后發(fā)現(xiàn)，大約50%的污泥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。北美地區(qū)每年通過污泥農(nóng)用進(jìn)入土壤中的微塑料量為6.3~43萬噸，歐洲為4.4~30萬噸[1]。中國(guó)每年的污泥產(chǎn)生量約在3000~400萬噸，農(nóng)業(yè)利用率雖然不到10%，但仍在逐年增加[4]。

意外的污染：煙頭里的塑料

香煙過濾嘴(煙蒂)是目前地球上最豐富的人為垃圾，然而很少有人知道它們也會(huì)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)造成環(huán)境。

亂丟煙頭|Pixabay

亂丟煙頭已經(jīng)成為一種司空見慣的行為，許多吸煙者認(rèn)為煙頭會(huì)很快被生物降解，并不認(rèn)為它們是垃圾。事實(shí)上，這種過濾器是由一種生物塑料制成的，需要幾年甚至幾十年才能分解。全球每年數(shù)以萬億計(jì)被扔掉的煙頭會(huì)阻止植物生長(zhǎng)，這些煙頭埋在地里10多年都不會(huì)腐爛。一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，香煙末端的塑料過濾器阻止了黑麥草和三葉草的正常生長(zhǎng)。三葉草不僅對(duì)蜜蜂至關(guān)重要，同時(shí)也能吸收來自柴油廢氣的污染。黑麥草則是一種牧草，非常適合一些牲畜食用。

黑麥草|wikidata.org

研究人員在溫室中進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，以評(píng)估普通香煙或薄荷香煙的過濾嘴對(duì)黑麥草(多年生黑麥草)和三葉草(白三葉草)生長(zhǎng)發(fā)育的影響。21天后發(fā)現(xiàn)，在裝有香煙過濾器的花盆中生長(zhǎng)的三葉草種子減少了27%，發(fā)芽的黑麥草籽減少了10%。當(dāng)三葉草的嫩枝暴露在香煙過濾器中時(shí)，其長(zhǎng)度縮短了28%，而黑麥草葉的嫩枝則縮短了13%。根據(jù)重量計(jì)算，三葉草的根大約只有正常數(shù)量的一半，人們擔(dān)心塑料垃圾會(huì)讓它們難以從地面吸收水分。研究還發(fā)現(xiàn)，這些植物的葉綠素含量不平衡，而這種不平衡通常只在干旱時(shí)期出現(xiàn)。

大多數(shù)塑料是由醋酸纖維素纖維制成的，其中添加的化學(xué)物質(zhì)——增塑劑使塑料更有彈性，它們也可能被濾出，對(duì)植物早期發(fā)育產(chǎn)生不利影響[5]。

陸地生態(tài)系統(tǒng)的隱形殺手

在陸地上，近半個(gè)世紀(jì)的塑料覆蓋讓人們對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的塑料負(fù)擔(dān)有了初步的了解，隨著土壤中塑料覆蓋殘留物的增加，土壤微生物生物量和微生物的整體代謝活動(dòng)下降[6];微塑料還可以與土壤動(dòng)物相互作用，影響它們的健康和土壤功能。以蚯蚓為例，當(dāng)土壤中存在微塑料時(shí)，蚯蚓的洞穴會(huì)發(fā)生變化，被微塑料污染的植物凋落物喂養(yǎng)的蚯蚓生長(zhǎng)更慢，死亡更早，從而影響蚯蚓的健康和土壤條件[7];另外，暴露在微塑料中的蠕蟲腸道炎癥也會(huì)增加[8]。塑料碎片的表面也可能攜帶致病微生物，并作為傳播疾病的媒介。

一般來說，當(dāng)塑料顆粒分解時(shí)，它們會(huì)獲得新的物理和化學(xué)特性，增加它們對(duì)生物體產(chǎn)生有毒影響的風(fēng)險(xiǎn)。毒性作用發(fā)生的可能性越大，潛在受影響物種的數(shù)量和生態(tài)功能就越大。像鄰苯二甲酸鹽和雙酚A這樣的添加劑會(huì)從塑料顆粒中濾出。眾所周知，這些添加劑具有激素效應(yīng)，可能會(huì)破壞脊椎動(dòng)物和一些無脊椎動(dòng)物的激素系統(tǒng)。此外，微塑料納米顆?？赡芤鹧装Y;它們可能穿越或改變細(xì)胞屏障，甚至穿過高度選擇性的膜，如血腦屏障或胎盤。在細(xì)胞內(nèi)，它們可以引發(fā)基因表達(dá)和生化反應(yīng)的變化，以及其他一些變化。這些變化的長(zhǎng)期影響尚未得到充分的探討。然而，已經(jīng)有研究表明，當(dāng)納米塑料通過血腦屏障時(shí)，會(huì)對(duì)魚類的行為產(chǎn)生影響[2]。

蚯蚓|Pixabay

土壤生物的存在也會(huì)擴(kuò)大塑料在土壤中的擴(kuò)散范圍，土壤動(dòng)物能夠影響塑料尤其是微塑料的二次分解和遷移擴(kuò)散，例如蚯蚓在將土壤表面的塑料微粒運(yùn)輸?shù)降叵律钐幍倪^程中起著重要的作用。隨著蚯蚓在土壤中的活動(dòng)，蚯蚓取食的微塑料顆粒可以通過表面吸附、排泄和死亡軀體等多種形式擴(kuò)散到其他區(qū)域。蚯蚓活動(dòng)形成的土壤空隙也會(huì)有利于微塑料在土壤中的二次擴(kuò)散[9]。微塑料的這種移動(dòng)可能使其他土壤生物也能接觸到污染物，盡管沿著土壤食物網(wǎng)進(jìn)行生物積累的可能性尚未確定。

主動(dòng)出擊而非坐以待斃

目前還缺乏確定陸地生態(tài)系統(tǒng)中塑料垃圾分布和對(duì)陸地生物影響的標(biāo)準(zhǔn)方法，在研究陸地塑料污染方面存在一系列挑戰(zhàn)。例如，在土壤中檢測(cè)塑料顆粒的微小碎片通常是一個(gè)困難和勞動(dòng)密集型的過程。這可能是我們目前沒有更多關(guān)于它的數(shù)據(jù)和研究的原因之一。未來如果想更準(zhǔn)確地了解塑料對(duì)陸地的污染，以及對(duì)人類、野生動(dòng)物和環(huán)境的短期和長(zhǎng)期潛在影響，塑料的降解行為和微塑料的影響，就需要更好、更標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)估方法。

塑料制品|Pixabay

雖然環(huán)境影響和人類健康風(fēng)險(xiǎn)的問題仍然懸而未決，但世界仍然嚴(yán)重依賴污染環(huán)境的塑料。當(dāng)人類的健康和環(huán)境受到威脅時(shí)，可能沒有必要等待科學(xué)的確定性來采取保護(hù)行動(dòng)。

基于現(xiàn)有的知識(shí)，最好的做法是什么?我們知道塑料在環(huán)境中不易降解、納米塑料可以進(jìn)入細(xì)胞?？茖W(xué)家已經(jīng)觀察到，海洋和陸地的生物已經(jīng)廣泛攝入或吸收了塑料，塑料攜帶的一些污染物也隨著食物轉(zhuǎn)移到這些消費(fèi)者身上，產(chǎn)生了不良影響。風(fēng)險(xiǎn)如此之高，我們必須參與現(xiàn)有的解決方案，而不是等待最終的答案。現(xiàn)階段首要任務(wù)應(yīng)該是消除對(duì)塑料的不必要使用，改進(jìn)并堅(jiān)持使用可生物降解的替代品，最重要的是，充分理解生活在一個(gè)可塑化的世界里意味著什么。