微塑料是難以降解的污染物,可作為眾多污染物的載體,在土壤中極易與其他污染物發(fā)生復合效應,對土壤產(chǎn)生不利影響。本文系統(tǒng)分析了聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚酰胺(PA)六種微塑料與重金屬、持久性有機污染物和抗生素在土壤中的相互作用及其影響因素。
在土壤介質中,微塑料與重金屬的作用受微塑料比表面積、老化程度、極性以及土壤中H+、低分子酸的影響;微塑料與持久性污染物的作用受微塑料疏水性、橡膠域豐度、污染物極性以及土壤有機質的影響;微塑料與抗生素的作用受微塑料比表面積、極性以及土壤中的腐殖質等物質的影響。
研究結果將為闡明微塑料在土壤環(huán)境中與其他污染物的相互作用影響因素提供理論支撐。
結論與展望:
在土壤介質中,微塑料與重金屬、持久性有機污染物、抗生素的相互作用受多種因素的影響。微塑料的結構性質,如比表面積、極性以及表面官能團等都會對微塑料與這幾類污染物的作用產(chǎn)生影響。比表面積越大的微塑料能吸附更多的污染物;相較于非極性微塑料,極性微塑料可以吸附更多的重金屬、極性有機污染物;老化的微塑料結構會發(fā)生改變,可以吸附更多的重金屬,但對微塑料與抗生素之間的相互作用影響不大;微塑料的疏水性有利于微塑料吸附更多的疏水性有機污染物,橡膠域豐度越大的微塑料可以吸附更多的有機污染物。
土壤中的物質也會對污染物相互作用產(chǎn)生影響,如土壤中的H+會與重金屬在微塑料表面發(fā)生競爭吸附,小分子有機酸會與重金屬形成絡合物;土壤中的有機質會與持久性有機污染物發(fā)生競爭吸附;土壤黏粒、有機質、腐殖質會與抗生素在微塑料表面發(fā)生競爭吸附。
微塑料給土壤系統(tǒng)帶來的負面影響已逐漸引起關注,但對微塑料在土壤環(huán)境中與其他污染物的相互作用及影響機制的研究較少。未來關于微塑料與其他污染物相互作用的研究可以從以下幾個方面著手:
(1)制定土壤中微塑料的分離標準和檢測方法。微塑料廣泛存在于土壤中,土壤環(huán)境微塑料總量已超過水體環(huán)境微塑料。由于土壤環(huán)境較為復雜,目前分離和檢測土壤中微塑料的方法有限,導致研究進展緩慢。學者們在研究時會采用不同的方法,不利于后續(xù)研究。
(2)探究微塑料對污染物在土壤中遷移的影響。土壤中的有機質及無機顆粒物會對污染物產(chǎn)生吸附,微塑料對土壤產(chǎn)生的稀釋作用在一定程度上減少了土壤對部分持續(xù)性有機污染物及抗生素的吸附,進而加速污染物在土壤中的遷移,對土壤生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重危害,但目前國內(nèi)外相關研究較少。
(3)探究微塑料吸附污染物在土壤中的復合效應。微塑料對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響已經(jīng)成為研究熱點。微塑料不僅對土壤的理化性質造成影響,而且危害土壤中的動植物健康。微塑料在吸附重金屬、抗生素、持久性污染物等物質后還會產(chǎn)生復合效應,如抑制污染物的降解,降低土壤中生物多樣性,但對這方面的研究甚少。