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微塑料在土壤中纵向迁移试验模拟研究

【来源/作者】北纳生物 【更新日期】2019-08-09

<塑料>

塑料污染是当今全球面临的巨大挑战。其中,微塑料在土壤环境系统和水环境系统中的污染越来越受到人们的重视。微塑料是指直径小于5mm的塑料,作为一种新兴的环境污染物,微塑料对陆地、海洋和大气环境存在潜在风险,对人体和生物健康也具有潜在毒性。地表土壤是重要的微塑料储存场所,但由于缺乏科学数据,微塑料在土壤中的迁移情况未知。

本研究通过微塑料在沙土柱中的渗透迁移模拟实验,探究了不同的环境因素对五种微塑料在土壤中的丰度、分布以及纵向迁移的影响。经12次83mm的模拟降水实验过后,研究观察到,较小尺寸的聚乙烯微塑料(21μm)具有最大的迁移潜力,其最大深度达到了7.5cm;然而,聚丙烯微塑料颗粒的迁移深度只达到1.5 cm,主要的原因是浮力作用的增强可能阻碍了其迁移的潜力。根据进一步实验研究发现,微塑料的迁移深度随着干-湿循环次数的增加而显著增加。经24次干湿循环实验,迁移深度从4.5 cm增加到了7.5cm,两者存在显著线性关系;相比之下,单次施加的降水和表面微塑料浓度对迁移深度的影响较小。基于实验室得到的干-湿循环对微塑料在土壤中垂直迁移性规律,结合中国347个主要城市的天气数据,初步估算了100年的微塑料迁移深度。本研究结果表明土壤可能不仅作为陆地微塑料的主要储存场所,长期而言,也是地下受体(如地下动物或含水层)的可能入口。该研究对掌握微塑料在土壤环境中的迁移规律具有参考意义。

这一学术成果近期发表在环境领域权威期刊Environmental Pollution (IF=5.714), 249, 527-534, 题目为“Microplastics undergo accelerated vertical migration in sand soil due to small size and wet-dry cycles”。该研究由清华大学环境学院联合加拿大阿尔伯塔大学,美国斯坦福大学共同完成。论文通讯作者为清华大学侯德义副教授,第一作者为清华大学David O'Connor博士后和清华大学联合培养硕士生潘仕镇。

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【关键词】塑料 土壤 污染 北纳生物 

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